人机接口设计

在小规模点阵液晶显示模块上使用液晶显示驱 动控制器组成液晶显示驱动控制系统是非常有益 的。这使得液晶显示模块的硬件电路简单化，从 而使模块的成本降低。HD61203U，HD61202U就是 这类液晶显示驱动控制器套件。下面我们以香港 精电公司产品MGLS12864为例，详细叙述内置 HD61202U图形液晶显示模块的应用。
硬件译码特点:采用专用的译码/驱动器件,驱动功率较大;
增加了硬件的开销;软件编程简单;字型固定
软件译码
80C52
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
+5V
f e
a g d
共阳LED
b
c
h
软件译码特点: 不用专用的译码/驱动器件，驱动功率较小；不增 加硬件的开销；软件编程较复杂；字型灵活。
LED数码管的译码：②硬件译码与软件译码 硬件译码
AT89C51
P1.3 P1.2 P1.1 P1.0
CD4511
D C B A
共阴LED
g f e d c b a
f e
a g
b c h
d
74LS48/CD4511是“BCD码→七段共阴译码/驱动”IC; 74LS47是“BCD码→七段共阳译码/驱动”IC
LCD接口设计
LCD是一种与LED不同的被动式的显示设备， 液晶本身并不发光，它是利用液晶在电压的作用 下能够改变光线通过的方向的特性而达到显示白 底黑字或黑底白字的目的。
液晶：实质上是一种物质态，有人称之为第四态 1888年奥地利植物学家F.REINITZER发现液晶
当时德国物理学家将其命名为Flissende krystalle
LED数码管的软件译码
公共阳极 接高电平
h g f e d c b a
高电平点亮 h g f …… a
f e
a g d
b
c h
h g f …… a 低电平点亮
f e
a g d
b
c h
h g f e d c b a
公共阴极
接地
八段LED数码管段代码编码表(连线不同可有多种表):
设：h g f e d c b a D7D6D5D4D3D2D1D0
LCD的特点：
工作电流比LED小几个数量级；
尺寸小，厚度约为LED的1/3；
工作温度范围较窄；
响应速度低。
应用实例
常见的LCD显示器有：笔画式和点阵式两种 笔画式
点阵式
笔画式 LCD 的字型由硬件直接形成， 每种字型对应相应的字码。驱动编程 简单。字型固定。 点阵式 LCD 的显示由一个一个的点像 素构成。字型由软件控制各个像素的 亮和灭来实现。驱动编程较为复杂。 字型灵活。
字形 共阴 0 3F 1 2 3 4 5 6 7 8 9 灭
共阳 0C0
0F9
06
0A4
5B
0B0
4F
99
66
92
6D827D Nhomakorabea0F8
07
80
7F
90
6F
0FF
00
LED数码管的显示方式：③静态显示与动态显示
静态显示:
各数码管在显示过程中持续得到送显信号，与各数码管接口 的I/O口线是专用的。
动态显示:
第六章 人机接口实例
人机接口设计
单片机系统需要与外部的世界通信和联系， 尤其是与使用者进行交流。人机接口是其重要的 交互界面。常用的人机交互装置有：显示器、键 盘、打印机等。本章我们将介绍显示器和键盘的 设计。
显示器接口设计
单片机系统常用的显示器有： LED 显示器和 LCD显示器。 LEDLight Emitting Diode Light Emitting Diode Display Device LCDLiquid Crystal Display
共阳 数码管
位 选 线
P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.2 P1.0
要求：此处为共阳数码管，P0口送段代码，P1口送位选信号。 实现动态显示。 条件：待显数据存放在数组seg[0] ～seg[5] 数字0～9的段代码已放在:BUF[0] ～ BUF[9]中。
# include <reg52.h> …… void display( ) unsigned char code BUF[10]= {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,ox99,0x92,0x82,0x80,0x90,0x88,0x83}; unsigned char seg[ 6 ]; void display( ) { unsigned char i , j, temp; temp =0x01; for( i=0; i<6; i++) { P1 = temp; P0 = BUF[ seg[ i ] ]; for( j=0; j<50; j++) _nop_( ); temp=temp*2; } }
LED显示器
LED数码管的结构：①共阳极与共阴极
公共阳极 接高电平
h g f e d c b a
高电平点亮 h g f …… a
f e
a g d
b c
f e
h
a g d
b c
h
h g f e d c b a
g f …… a 低电平点亮 公共阴极
h
接地
单片机系统扩展LED数码管时多用共阳LED: 共阳数码管每个段笔画是用低电平(“0”)点亮的,要求的驱 动功率很小；而共阴数码管段笔画是用高电平(“1”)点亮的， 要求的驱动功率较大。 通常每个段笔画要串一个限流电阻。
工作原理：从P0口送段代码,P1口送位选信号。段码虽同时 到达 6个LED，但一次仅一个LED被选中。利用“视觉暂 留”，每送一个字符并选中相应位线，延时一会儿,再送/ 选下一个……循环扫描即可。 段 代 码
P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0
+5V
P89C52
英文翻译为Liquid crystal,中文翻译为液晶用它制成的 显示器件称为LCD(Liquid crystal Display) 1961 年，美国 RCA 公司普林斯顿实验室的年轻电子学 者 F. Heimeier 把电子学的知识用于研究化学。在研究 外部电场对晶体内部电场的影响时，他使用了液晶。他 将两片透明导电玻璃之间夹上掺有颜料的液晶，当在液 晶层的两面施加以几伏的电压时，液晶层就由红色变成 透明态。根据这一现象，进而研制出一系列数字、字符 显示器件。
各数码管在显示过程中轮流得到送显信号，与各数码管接口 的I/O口线是共用的。
静态显示特点:
无闪烁，用元器件多，占I/O线多，无须扫描，节省CPU时间， 编程简单。
动态显示特点:
有闪烁，用元器件少，占I/O线少，必须扫描，花费CPU时间， 编程复杂。(有多个LED时尤为突出）
LED数码管动态显示举例