单片机接口技术

VSS VDD VO RS R/W
E DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7
A
K
RS：数据和指令选择控制端，RS=0:命令/状态；RS=1:数据 R/W：读写控制线，R/W=0:写操作；R/W=1:读操作
E：数据读写操作控制位，E线向LCD模块发送一个脉冲， LCD模块与单片机之间将进行一次数据交换
键盘和显示器综合应用 停车场计数器
•硬件设计
•软件设计
硬件电路设计

显示部分

计数部分
实际电路多数采用传感器，这里用按键模拟代替
停车场计数器程序设计
编写程序的基本思路
•主程序完成单片机的初始设定、初始显示等 •两个按键可采用查询或者中断方式，本例子采用中 断方式
各段功能程序地址确定
MAIN主程序流程
LCD模块
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
VSS VDD VO RS R/W
E DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7
A
K
A：背光控制正电源
K：背光控制地
LCD模块
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧。
这里介绍的字符型液晶模块是一种用5x7点阵图形来 显示字符的液晶显示器，根据显示的容量可以分为1行16 个字、2行16个字、2行20个字等等，这里以常用的2行16 个字的1602液晶模块来介绍它的编程方法。
任务：如何在LCD的指定位置显示出 指定的字符以及字符串。
0 1 1 DL
S/C R/L * * N F * *
A5 A4 A3 A2 A1 A0
1 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0
读BF和AC
写数据 读数据
数 数
据 据
return
指令名称
清屏 归home位
输入方式设置 显示状态设置 光标画面滚动
如：写清屏命令字、写DDRAM光标定位地址命令字
显示数据 ——写数据子程序 读入状态字——读状态子程序
1. 写命令
读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现
清除屏幕---01H ，光标复 位到地址00H位置
指令名称
清屏
归home位
输入方式设置 显示状态设置 光标画面滚动 功能设置
CGRAM地址设置 DDRAM地址设置
2. 行列（矩阵）式非编码键盘接口及处理 程序
用于较多按键，节省I/O线。 判断是否有健按下： •向列线输出全扫描字00H。 •读入行线状态。若行线有0， 则有键按下；若行线全1，则 无键按下。 KS: MOV MOV CPL ANL RET P1, #0FH A, P1 A A, #0FH
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P7.7
P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
例：键盘扫描程序
SERCH: MOV MOV LINE0: MOV MOV MOV JB MOV AJMP LINE1: JB MOV AJMP LINE2: JB MOV R2,#0EFH R3,#00H A,R2 P1,A A,P1 ACC.3,LINE1 A,#00H TRYK ACC.2,LINE2 A,#04H TRYK ACC.1,LINE3 A,#08H LINE3:
控制信号
RS RW
D7 D6
控制代码
D5 D4 D3 D2 D1 D0
0
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
0
0 0 0 0 0 0 0 1 0 1
0
0 0 0 0 0 0
0
0 0 0 0 0 1
0
0 0 0
0
0 0 0
0
0 0 1
0 0 1
0 1 *
光标复位。光标返 回到地址00H
1 I/D S D C B
第七章 单片机接口技术
第一节 键盘接口 第二节 显示器接口
第三节 A/D转换器接口
第四节 D/A转换器接口
89C51
图7-1 89C51应用系统框图
7.1 键盘接口

非编码键盘：按键的动作靠软件识别 编码键盘：硬件电路识别按键动作，并产生按 键的键值或编号
89C51
按下：P1.0输入低电平0
于位数较少的场合。 D0 D1 74LS D2 273 D3 D4 D5 D6 D7 CLK + MOV A,#0FFH ;显示‘8’ MOV DPTR,#0FEFFH; P2.0=0 MOVX @DPTR,A a b c d e f g h
P0
共阴 LED
com
WR P2.0
LED显示方式：
与静态显 示区别？
控制信号
RS RW 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
D7 D6
控制代码
D5 D4 D3 D2 D1 D0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 1
0 0 0 1
0 0 1 0 1 * 1 I/D S D C B
光标和显示模式设置。I/D： 光标移动方向，1：右移，0： 左移； S:屏幕上所有文字 是否左移或者右移。S=1： 移位 S=0：不移位
动态显示
连接：将各个显示器的输入 （段选）线并联，由一个I/O口 提供字形代码；由另一个I/O口 提供位选代码。 显示：采用软件扫描显示方法， 某个时刻只点亮1个显示器， 点亮时间不超过20ms，分时 逐个点亮LED。
逐位扫描 显示方式
与静态显示相比，特点： 节省硬件电路及I/O资源； 占用CPU时间多； 亮度相对较低； 适用于LED位数较多的场合。
LCD模块
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
VSS VDD VO RS R/W
E DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7
A
K
DB0～DB7：数据线，可以用8位连接，也可以只用高 4位连接，节约单片机资源，本实验中采用的是八位 连接方法。
6位共阴LED。利用8155的PA口（假设地址7F01H)作为位选，75452反 相驱动；PB口（7F02H）作为段选，7407同相驱动。在片内RAM中设一 显示缓冲区40H～45H，依次存放要显示的6个字符（高4位清0，即00～ 09H，0A～0FH）。反复调用显示子程序。
DIS: MOV MOV MOV LP0: MOV MOVX INC MOV ADD MOVC MOVX ACALL DEC R0,#45H R2,#01H A,R2 DPTR,#7F01H @DPTR,A DPTR A,@R0 A,#0DH A,@A+PC @DPTR,A DIMS R0 A,R2 ACC.5,LP1 A R2,A LP0 3FH,06H,5BH,… ;显示代码表格 ;位选端口PA ;输出位选代码 ;段选端口PB ;取显示字符 ;加偏移量 ;查表得显示字符的代码 ;输出显示 ;调用延时子程序 ;修改显示缓冲区指针 ;修改位选指针 ;判断是否全部显示一次？ ;没有，则左移一位 ;显示缓冲区首址 ;位选初始值
松开：P1.0输入高电平1
抖动-去抖
按键产生机械抖动， 一次按键被误读为多 次按键
•硬件去抖：利用RS触发器
•软件去抖：检测到键动作，延 时5～10ms，再次读键，确认 真正有键按下
1. 独立式非编码键盘接口及处理程序
为什么 P1口写 1？ MOV A,#0FFH MOV P1,A MOV A,P1 JNB ACC.0,KEY0 JNB ACC.1,KEY1 ……… 假设为P1口 独立式非编码键盘
由发光二极管组成，分共阳、共阴两种。
LED显示器如何显示出指定数字/字符？
COM接低电平（共阴极）， COM接高电平（共阳极）；

COM接低电平； 各输入端输入一个显示代码，如 5BH＝01011011，对应c,f灭， 而a,b,d,e,g点亮，则LED显示字 符“2” 显示各种字符的代码见下表。对 于共阳极LED，将显示代码取反。 若显示小数点，可利用D7位。
主程序 中断初始化 初始车数设为0 设置查表首地址 十位显示（P2口） 个位显示（P0口）
进车中断子程序
模拟“进车”按键按下后
出车中断子程序
DEC
总结


通过静态显示和独立式按键完 成了一个应用系统的设计。 实际系统通常需传感器。
二、LCD液晶显示器
Liquid Crystal Display
S/C R/L * *
功能设置
CGRAM地址设置 DDRAM地址设置
0
0 0 0 1 1
0
0 0 1 0 1
0
0
0
1
1 DL N
F * *
A5 A4 A3 A2 A1 A0
1 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0
设整体显示开关（D）， 光标显示开关（C），光 标位的字符闪耀（B） D=1;C=0;B=0 00001100——0cH
只有当单片机空闲时才调用键盘扫描子程序
定时扫描方式
利用定时器的溢出中断请求,每隔一定的时间对键
盘扫描一次

中断扫描方式
提高CPU的效率,当键盘上有键闭合时产生中断
请求
7.2 显示器接口
LED
LCD
点阵双色显示屏 LED16数段码管
7.2 显示器接口
一、Light Emitting Diode
读数据操作（可以把显示存储 区中的数据反读出来）
二、单片机与字符型LCD模块接口
数据线： DB7～DB0接 单片机的 P1.7 ～P1.0
控制端：
RS ～ ～P3.0 R/W ～ ～P3.1 E ～ ～P3.2
return
三、LCD接口程序设计
程序设计
功能设置 ——写命令子程序 LCD初始化：按一定顺序写命令字
40H 41H 42H 43H 44H 45H
01h 02h 01h 06h 03h 00h
MOV JB RL MOV SJMP LP1: RET DB
通用键盘显示器接口芯片8279
实现对键盘和显示器的自动扫描 识别闭合键的键号 完成显示器的动态扫描，节约CPU的时间

通用键盘显示接口芯片8279
NROW:
TRYK: BACK:
AJMP JB MOV AJMP INC MOV RL JNB MOV AJMP ADD RET
TRYK ACC.0,NROW A,#0CH TRYK R3 A,R2 A ACC.0,BACK R2,A LINE0 A,R3
单片机对非编码键盘的控制

程序控制扫描方式
LCD模块
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
VSS VDD VO RS R/W
E DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7
A
K
RS 0
R/W 0
操作 写命令操作（初始化、光标定 位等）
0 1
1
1 0
1
读状态操作（读忙标志） 写数据操作（要显示内容）
A bFra Baidu bibliotek
2行×16列
Hello world
主要内容
1. 2.
3.
TC1602A LCD模块引脚及结构 单片机与字符型LCD模块接口 LCD接口程序设计
一、TC1602A LCD模块引脚及结构
LCD模块
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
VSS VDD VO RS R/W
行列式非编码键盘
; 全扫描字0送P1高4位，设置P1低4位为输入 ；读入P1口状态（行线） ；变正逻辑，P1.0-3高电平表示有键按下 ；屏蔽高4位 ；返回，A不为0表示有键按下
列扫描法：依次将列线送低电平，逐个检查行线 状态，确定按键在某行某列交叉的点上，取得键 值，执行相应程序。
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3
E DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7
A
K
Vss: +5V电源管脚(Vcc) VDD: 地管脚(GND)
Vo: 液晶显示驱动电源(0V～5V)
V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源 时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一 个10K的电位器调整对比度。
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

1 1 0 1 1 0 1 0
a b c d e f g h
共阴 LED
com

限流电阻
字型表
LED显示方式
静态显示： 电路解法：所有LED的位选均共同 连接到+VCC或GND，每个LED的8 根段选线分别连接一个8位并行 I/O口，从该I/O口送出相应的 字型码显示字型。 CPU送出一个显示代码，LED一直 显示该字形，直到送下一个代 码才改变显示字形。 特点：原理简单；显示亮度强，无 闪烁；占用I/O资源较多。 常用