按键与显示电路的设计与实现(全面)
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学习情境4
按键与显示电路的设计与实现
4.1 学习目标：
(1)掌握单片机外围显示和按键电路的设计 和制作； (2)掌握按键和显示电路的C51程序的编写 和调试。
4.2 任务分析：
任务名称： 在独立电路板上设计制作单片机单片机 的按键和显示电路，满足： （1）在万用板上制作单片机的按键和显 示电路，使该电路具有和单片机最小系 统的接口，电路的结构简单，成本低廉； （2）编写基本控制程序，下载调试，使 该电路实现基本的按键输入和字符显示 功能。
备注 输出开路
输出需上拉电阻 OC输出 CMOS器件，输出锁存 无驱动能力
输出锁存
段驱动8mA 可静态驱动四位共阳极LED 段驱动20mA 可动态驱动8位共阳极LED 动态扫描频率250HZ 位驱动 170mA
常用的硬件译码集成电路
问题： •LED显示器与单片机接口，应选用哪 种译码方式？为什么?
功能 BCD-七段译码/输出驱动器
BCD-七段译码/输出驱动器 BCD-七段译码/输出驱动器 BCD-七段译码/输出驱动器 BCD-七段译码 BCD-七段译码/输出驱动器 BCD-七段译码/输出驱动器 BCD-七段译码/输出驱动器 8位动态BCD-七段译码器
驱动能力 段驱动8mA
段驱动8mA 段驱动8mA 段驱动8mA 段驱动8mA 段驱动12mA
4.2 任务分析：
工作任务所需要的设备、工具和材料： 具有232串行口的计算机、双踪示波器、 5V直流电源、万用表（模拟或数字）、 电烙铁、导线，自制电路板的各种工具一 套及元器件若干。
4.3 任务知识点：
4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.3.6 4.3.7 七段LED显示器 LED显示器的显示方式 LED显示器与单片机接口 LED的驱动电路 键盘抖动及其消除方法 独立式பைடு நூலகம்盘 矩阵式键盘
N位LED动态显示原理图
问题： 根据显示电路的要求，应如何选用数 码管的显示控制方式？
4.3.3 LED显示器与单片机接口：
软件译码动态显示电路
4.3.3 LED显示器与单片机接口：
硬件译码驱动器与单片机及显示器的接口
4.3.3 LED显示器与单片机接口：
元件名称 74LS46、 47
74LS48 74LS49 4511 MC14558 MC14547 MC14513 ICM7212 ICM7218
4.3.1七段LED显示器：
4.3.1七段LED显示器：
显示字符 共阴极字型码 共阳极字型码 显示字符 共阴极字型码 共阳极字型码 0 1 2 3FH 06H 5BH C0H F9H A4H A b C 77H 7CH 39H 88H 83H C6H
3
4 5
4FH
66H 6DH
B0H
99H 92H
4.2 任务分析：
任务背景： 按键和显示是各种电子设备最基本的人 机交互界面，良好的按键和显示界面是电 子产品美观易用的基础。本次工作任务是 为一小型温度测控系统设计制作按键和显 示电路。
4.2 任务分析：
任务要求： （1）学习单片机按键和显示电路的原理 和电路设计方法，合理选择按键和显示电 路的控制芯片和电路结构； （2）完成全电路理论设计、绘制电路图， 自制电路板、焊接调试； （3）撰写设计报告、调试总结报告及使 用说明书。
4.3.4 LED的驱动电路：
静态显示驱动电路
4.3.4 LED的驱动电路：
动态显示驱动电路
问题： 在LED显示电路设计中，段码驱动和位 码驱动应选用何种驱动方式？有什么差别 ？
工作任务： 如何用74HC373芯片设计一种廉价的基于 总线的LED显示电路？
4.3.5键盘抖动及其消除方法：
键 被 按 下 闭合稳态
d
E F
5EH
79H 71H
A1H
86H 8EH
6
7 8 9
7DH
07H 7FH 6FH
82H
F8H 80H 90H
P
— 全灭
73H
40H 00H
8CH
BFH FFH
问题： 单片机控制电路中，应如何选择LED 显示器的结构？
4.3.2
LED显示器的显示方式：
N位LED静态显示原理图
4.3.2
LED显示器的显示方式：
按下抖动
释放抖动
按键抖动波形
4.3.5键盘抖动及其消除方法：
硬件削抖电路
4.3.6独立式键盘：
4.3.6矩阵式键盘：
矩阵式键盘工作原理
4.3.6矩阵式键盘：
扫描法
4.3.6矩阵式键盘：
线反转法
4.3.7键盘工作方式： 扫描方式： 中断方式：
4.4 任务实施：
1.仿真 2.焊接、调试 3.编写程序模块 4.整理制作报告
按键与显示电路的设计与实现
4.1 学习目标：
(1)掌握单片机外围显示和按键电路的设计 和制作； (2)掌握按键和显示电路的C51程序的编写 和调试。
4.2 任务分析：
任务名称： 在独立电路板上设计制作单片机单片机 的按键和显示电路，满足： （1）在万用板上制作单片机的按键和显 示电路，使该电路具有和单片机最小系 统的接口，电路的结构简单，成本低廉； （2）编写基本控制程序，下载调试，使 该电路实现基本的按键输入和字符显示 功能。
备注 输出开路
输出需上拉电阻 OC输出 CMOS器件，输出锁存 无驱动能力
输出锁存
段驱动8mA 可静态驱动四位共阳极LED 段驱动20mA 可动态驱动8位共阳极LED 动态扫描频率250HZ 位驱动 170mA
常用的硬件译码集成电路
问题： •LED显示器与单片机接口，应选用哪 种译码方式？为什么?
功能 BCD-七段译码/输出驱动器
BCD-七段译码/输出驱动器 BCD-七段译码/输出驱动器 BCD-七段译码/输出驱动器 BCD-七段译码 BCD-七段译码/输出驱动器 BCD-七段译码/输出驱动器 BCD-七段译码/输出驱动器 8位动态BCD-七段译码器
驱动能力 段驱动8mA
段驱动8mA 段驱动8mA 段驱动8mA 段驱动8mA 段驱动12mA
4.2 任务分析：
工作任务所需要的设备、工具和材料： 具有232串行口的计算机、双踪示波器、 5V直流电源、万用表（模拟或数字）、 电烙铁、导线，自制电路板的各种工具一 套及元器件若干。
4.3 任务知识点：
4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.3.6 4.3.7 七段LED显示器 LED显示器的显示方式 LED显示器与单片机接口 LED的驱动电路 键盘抖动及其消除方法 独立式பைடு நூலகம்盘 矩阵式键盘
N位LED动态显示原理图
问题： 根据显示电路的要求，应如何选用数 码管的显示控制方式？
4.3.3 LED显示器与单片机接口：
软件译码动态显示电路
4.3.3 LED显示器与单片机接口：
硬件译码驱动器与单片机及显示器的接口
4.3.3 LED显示器与单片机接口：
元件名称 74LS46、 47
74LS48 74LS49 4511 MC14558 MC14547 MC14513 ICM7212 ICM7218
4.3.1七段LED显示器：
4.3.1七段LED显示器：
显示字符 共阴极字型码 共阳极字型码 显示字符 共阴极字型码 共阳极字型码 0 1 2 3FH 06H 5BH C0H F9H A4H A b C 77H 7CH 39H 88H 83H C6H
3
4 5
4FH
66H 6DH
B0H
99H 92H
4.2 任务分析：
任务背景： 按键和显示是各种电子设备最基本的人 机交互界面，良好的按键和显示界面是电 子产品美观易用的基础。本次工作任务是 为一小型温度测控系统设计制作按键和显 示电路。
4.2 任务分析：
任务要求： （1）学习单片机按键和显示电路的原理 和电路设计方法，合理选择按键和显示电 路的控制芯片和电路结构； （2）完成全电路理论设计、绘制电路图， 自制电路板、焊接调试； （3）撰写设计报告、调试总结报告及使 用说明书。
4.3.4 LED的驱动电路：
静态显示驱动电路
4.3.4 LED的驱动电路：
动态显示驱动电路
问题： 在LED显示电路设计中，段码驱动和位 码驱动应选用何种驱动方式？有什么差别 ？
工作任务： 如何用74HC373芯片设计一种廉价的基于 总线的LED显示电路？
4.3.5键盘抖动及其消除方法：
键 被 按 下 闭合稳态
d
E F
5EH
79H 71H
A1H
86H 8EH
6
7 8 9
7DH
07H 7FH 6FH
82H
F8H 80H 90H
P
— 全灭
73H
40H 00H
8CH
BFH FFH
问题： 单片机控制电路中，应如何选择LED 显示器的结构？
4.3.2
LED显示器的显示方式：
N位LED静态显示原理图
4.3.2
LED显示器的显示方式：
按下抖动
释放抖动
按键抖动波形
4.3.5键盘抖动及其消除方法：
硬件削抖电路
4.3.6独立式键盘：
4.3.6矩阵式键盘：
矩阵式键盘工作原理
4.3.6矩阵式键盘：
扫描法
4.3.6矩阵式键盘：
线反转法
4.3.7键盘工作方式： 扫描方式： 中断方式：
4.4 任务实施：
1.仿真 2.焊接、调试 3.编写程序模块 4.整理制作报告