10键盘及显示接口

MAX7219→串行接口的8位LED驱动显示器。
硬件译码特点：
• 采用专用的译码/驱动器件，驱动功率较大；
• 软件编程简单；
AT89C51
• 需增加硬件开销；
P1.3
• 字型固定。
P1.2 P1.1
P1.0
74LS247
Dg Cf Be Ad
c b a
+5V a
f gb
e
d
c dp
共阳LED
14
第10章 键盘及显示接口
X2
12 13 14 15
X3
3
二、按键抖动及去抖
第10章 键盘及显示接口
✓ 按键在闭合或断开瞬间，触点由于机械弹性作用会出现 抖动现象，然后才能稳定。抖动时间一般为5~20ms。
✓ 为了准确检测按键通与断，必须去除按键抖动。
✓ 去抖动就是在按键通或断稳定时读取键状态。
✓ 去抖动：硬件去抖、软件去抖。
✓ 非编码键盘：靠软件来识别按键编码，单片机常用。
独立式：左图
行列式：右图
+5V
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
8051
Y0 Y1 Y2 Y3
0 12 3
X0
4 56 7
X1
8 9 10 11
一、LED数码管显示器
公共极
1. LED数码管显示器结构——共阴极、共阳极
a
单片机多用共阳极： 共阳数码管每段用低电平(“0”)点亮，要求
f gb
驱动为灌电流；而共阴数码管每段用高电 平(“1”)点亮，要求驱动为拉电流。
e
c
d dp
每段笔画要串一个数百欧姆的限流电阻。
a b c d e f g dp
线即是按下的键的位置。
例如： P17~P14=1110时
0
P10
1
2
3
Vcc
0键按下
P13~P10=1110
4
P11
5
6
7
4键按下
P13~P10=1101
8
P12
9
AB
8键按下
P13~P10=1011 C键按下
C
P13
D
E
F
P17 P16 P15 P14
P13~P10=0111 10
第10章 键盘及显示接口
✓ 把按键直接与用I/O口线连接；
✓ 每个按键占用一根I/O口线，各按键相互独立；
✓ 按键识别采用查询方式。
89C51
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
+5V
6
第10章 键盘及显示接口
2. 矩阵式键盘及其接口 ✓ 矩阵式键盘由行线和列线组成，按键在行与列的交叉点
2. LED数码管的译码——软件译码 按照右下角电路接线的LED数码管编码表如下：
字形 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 灭
共阳 0C0 0F9 0A4 0B0 99 92 82 0F8 80 90 0FF 共阴 3F 06 5B 4F 66 6D 7D 07 7F 6F 00
软件译码特点： • 不增加硬件开销； • 软件编程较复杂； • 字型灵活美观。
公共阳极
接高电平
高电平点亮
a b c d e f g dp
a b c d e f g dp
低电平点亮
接地
公共阴极
13
第10章 键盘及显示接口
2. LED数码管的译码——硬件译码
74LS48/74LS248是BCD码→七段共阴译码/驱动器;
74LS47/74LS247是BCD码→七段共阳译码/驱动器；
上，下图为44矩阵式键盘。
89C51
Y0 Y1 Y2 Y3
+5
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3
0 1 2 3 X0 4 5 6 7 X1 8 9 10 11 X2 12 13 14 15 X3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
7
第10章 键盘及显示接口
四、按键识别流程
1. 是否有按键按下
右图是用P1口作行列式按键的例子。
采用中断方式只需将输入线P10~P13接到与门输入端。
P10
P11 P12
& INT0
P13
0123
Vcc
P10
4567
P11
8 9 AB
P12
CDEF
P13
P17 P16 P15 P14
9
第10章 键盘及显示接口
2. 判断按键位置
分别使P14、P15、P16、P17单根线输出为低电平；
对应读入P10、P11、P12、P13值，有低电平的行线与列
3. 计算键码 用同样的方法判断其它按键，得到如下键码：
0
1
2
3
EE
DE
BE
7E
4
5
6
7
ED
DD
BD
7D
8
9
A
B
EB
DB
BB
7B
C
D
E
F
E7
D7
B7
77
11
第10章 键盘及显示接口
4. 等待按键释放 软件延时(20ms)避开抖动，根据键码转相应键处理程序。
12
第10章 键盘及显示接口
10.2 LED数码管显示接口
89C51
8255
PB0~PB7
PA0~PA7
. . . a b c d e f g dp a b c d e f g dp a b c d e f g dp
COM
理想波形
实际波形
按下抖动
稳定闭合
释放抖动
4
第10章 键盘及显示接口
✓ 硬件去抖：如下图所示。按键较少时可采用。 ✓ 软件去抖：软件延时(20ms)，避开抖动时刻。按键较多
时采用。
+5V
无抖动
A B
+5V 有抖动
ຫໍສະໝຸດ Baidu
理想波形
实际波形
稳定闭合
按下抖动
释放抖动
5
三、键盘及接口
第10章 键盘及显示接口
1. 独立式键盘及接口
AT89C51
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
a
b
c d
f
e
f g
e
dp
a gb
c d dp
公共端
15
二、LED显示器的扩展 1. LED显示方式 静态显示：
• 各数码管被持续点亮； • 适用于位数少的情况； • 亮度高、耗电。
PC0~PC7
第10章 键盘及显示接口
其中P10~P13作输入线，P14~P17作输出线。
判断键按下：
✓令P14~P17输出
0
P10
123
Vcc
0000； ✓若P10~P13全为
4
P11
567
高1111,则判无键 按下;
8 9 AB
P12
✓若P10~P13有低 电平, 则判有键按
CDEF
P13
P17 P16 P15 P14
下。
8
第10章 键盘及显示接口
单片机原理及应用
第10章 单片机外围接口
第10章 键盘及显示接口
单片机外围接口电路
传感器
信号调理 电路
A/D
控
制
或
51 单
测
执行机构
信号放大
D/A
量
对
片 机
象
数字量输出
键盘 打印机 显示器
数字量输入
人机接口
2
一、键盘的分类
第10章 键盘及显示接口
10.1 键盘接口
✓ 编码键盘：按键的识别由专用硬件实现的，如BCD码键 盘、ASCII码键盘等。