键盘显示器接口
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图10-8 独立式键盘接口电路
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对于图10-8的键盘，图中的上拉电阻保证按键释放时， 输入检测线上有稳定的高电平。
当某一按键按下时，对应的检测线就变成了低电平，与 其他按键相连的检测线仍为高电平，只需读入I/O输入线 的状态，判别哪一条I/O输入线为低电平，很容易识别哪 个键被按下。
优点：电路简单，各条检测线独立，识别按下按键的软 件编写简单。适用于键盘按键数目较少的场合，不适用于 键盘按键数目较多的场合，因为将占用较多的I/O口线。
第10章 AT89S51单片机与输入/输 出
外设的接口
10.1 LED数码管的显示原理 LED（Light Emitting Diode）发光二极管缩写。LED
数码管是由发光二极管构成的。 10.1.1 LED数码管的结构
图10-1 8段LED数码管结构及外形
2
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除 “8”字型的LED数码管外，市面上还有“±1” 型、“米”字型和“点阵”型LED显示器，如图10-2所示。 本章均以“8”字型的LED数码管为例。
图10-4 4位LED静态显示电路
6
2．LED动态显示方式
图10-5 4位8段LED动态显示电路
7
图10-6 8位LED动态显示过程和结果
静态显示与动态显示的优点和缺点
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10.2 键盘接口原理 键盘具有向单片机输入数据、命令等功能，是人与单片 机对话的主要手段。下面介绍键盘的工作原理和键盘的工 作方式。 10.2.1 键盘输入应解决的问题 1．键盘的任务 任务有三项： (1) 判别是否有键按下？若有，进入下一步工作。 (2)识别哪一个键被按下，并求出相应的键值。 (3)根据键值，找到相应键值的处理程序入口。
LJMP PKEY7 RETURN： RET
；读P1.2的按键状态 ；P1.2为高，该键未按下，跳 ；KEY3，判下一个键 ；P1.2的键按下，跳PKEY2处理 ；读P1.3的按键状态
；读P1.7的按键状态 ；P1.7为高，该键未按下，跳 ；RETURN处 ；P1.7的键按下，跳PKEY7处理 ；子程序返回
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软件延时10ms子程序DELAY10的编写，参见第4章。 对应8个按键的键处理程序PKEY0~ PKEY7，根据按键功 能的要求来编写。注意，在进入键处理程序后，需要先等 待按键释放，再执行键处理功能。另外，在键处理程序完 成后，一定要跳向RETURN标号处返回。
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2．键盘输入的特点 常见键盘：触摸式键盘、薄膜键盘和按键式键盘，最常 用的是按键式键盘。按键实质上就是一个开关。如图10-7 （a）所示，按键开关的两端分别连接在行线和列线上， 通过键盘开关机械触点的断开、闭合，其行线电压输出波 形如图10-7（b）所示。
图10-7 键盘开关及其行线波形
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图10-7（b）所示的t1和t3分别为键的闭合和断开过程中 的抖动期（呈现一串负脉冲），抖动时间长短与开关的机 械特性有关，一般为5～10ms，t2为稳定的闭合期，其时 间由按键动作确定，一般为十分之几秒到几秒，t0、t4为 断开期。
另一种是采用专用的键盘/显示器接口芯片，这类芯片 中都有自动去抖动的硬件电路。
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10.2.2 键盘的工作原理 键盘可分为两类：非编码键盘和编码键盘。 非编码键盘是利用按键直接与单片机相连接而成，这种 键盘通常使用在按键数量较少的场合。使用这种键盘，系 统功能通常比较简单，需要处理的任务较少，但是可以降 低成本、简化电路设计。按键的信息通过软件来获取。 1．非编码键盘 常见的为两种结构：独立式键盘和矩阵式键盘。 （1）独立式键盘 特点是：一键一线，各键相互独立，每个键各接一条 I/O口线，通过检测I/O输入线的电平状态，可容易地判断 哪个按键被按下，如图10-8所示。
；调用延时子程序，软件去键抖动
MOV A，P1
；再一次读入8个按键的状态
CJNE A，R3，RETURN；两次键值比较，不同， ；是抖动引起，转RETURN
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Hale Waihona Puke Baidu
KEY0： MOV C，P1.0；有键按下，读P1.0的按键状态 JC KEY1 ；P1.0为高，该键未按下，跳KEY1， ；判下一个键 LJMP PKEY0 ；P1.0的键按下，跳PKEY0处理
图10-2 其他各种字型的LED显示器
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10.1.2 LED数码管工作原理 图10-3所示为显示4位字符的LED数码管的结构原理
图。N位位选线和8 N条段码线。段码线控制显示字型， 而位选线控制着该显示位的LED数码管的亮或暗。
图10-3 4位LED数码管的结构原理图
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LED数码管有静态显示和动态显示两种显示方式。 1．LED静态显示方式
KEY1： MOV C，P1.1；读P1.1的按键状态 JC KEY2 ；P1.1为高，该键未按下，跳KEY2， ；判下一个键 LJMP PKEY1 ；P1.1的键按下，跳PKEY1处理
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KEY2： MOV C，P1.2 JC KEY3
LJMP PKEY2 KEY3： MOV C，P1.3
…… …… KEY7： MOV C，P1.7 JC RETURN
一种软件延时，本思想是：在检测到有键按下时，该键 所对应的行线为低电平，执行一段延时10ms的子程序后， 确认该行线电平是否仍为低电平，如果仍为低电平，则确 认该行确实有键按下。当按键松开时，行线的低电平变为 高电平，执行一段延时10ms的子程序后，检测该行线为 高电平，说明按键确实已经松开。采取本措施，可消除两 个抖动期t1和t3的影响。
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识别某一键是否按下的子程序：
KEYIN： MOV P1，0FFH；P1口写入1，设置P1口为输入状态
MOV A，P1
；读入8个按键的状态
CJNE A，#0FFH，QUDOU；有键按下，跳去抖动
LJMP RETURN
；无键按下，返回
QUDOU：MOV R3，A
；8个按键的状态送R3保存
LCALL DELAY10
3．按键的识别
键的闭合与否，行线输出电压上就是呈现高电平或低电 平。高电平，表示键断开，低电平则表示键闭合，通过对 行线电平的高低状态的检测，可确认按键按下以及按键释 放与否。为了确保对一次按键动作只确认一次按键有效， 必须消除抖动期t1和t3的影响。
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4．如何消除按键的抖动 按键去抖动的方法有两种：
图10-8 独立式键盘接口电路
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对于图10-8的键盘，图中的上拉电阻保证按键释放时， 输入检测线上有稳定的高电平。
当某一按键按下时，对应的检测线就变成了低电平，与 其他按键相连的检测线仍为高电平，只需读入I/O输入线 的状态，判别哪一条I/O输入线为低电平，很容易识别哪 个键被按下。
优点：电路简单，各条检测线独立，识别按下按键的软 件编写简单。适用于键盘按键数目较少的场合，不适用于 键盘按键数目较多的场合，因为将占用较多的I/O口线。
第10章 AT89S51单片机与输入/输 出
外设的接口
10.1 LED数码管的显示原理 LED（Light Emitting Diode）发光二极管缩写。LED
数码管是由发光二极管构成的。 10.1.1 LED数码管的结构
图10-1 8段LED数码管结构及外形
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除 “8”字型的LED数码管外，市面上还有“±1” 型、“米”字型和“点阵”型LED显示器，如图10-2所示。 本章均以“8”字型的LED数码管为例。
图10-4 4位LED静态显示电路
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2．LED动态显示方式
图10-5 4位8段LED动态显示电路
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图10-6 8位LED动态显示过程和结果
静态显示与动态显示的优点和缺点
8
10.2 键盘接口原理 键盘具有向单片机输入数据、命令等功能，是人与单片 机对话的主要手段。下面介绍键盘的工作原理和键盘的工 作方式。 10.2.1 键盘输入应解决的问题 1．键盘的任务 任务有三项： (1) 判别是否有键按下？若有，进入下一步工作。 (2)识别哪一个键被按下，并求出相应的键值。 (3)根据键值，找到相应键值的处理程序入口。
LJMP PKEY7 RETURN： RET
；读P1.2的按键状态 ；P1.2为高，该键未按下，跳 ；KEY3，判下一个键 ；P1.2的键按下，跳PKEY2处理 ；读P1.3的按键状态
；读P1.7的按键状态 ；P1.7为高，该键未按下，跳 ；RETURN处 ；P1.7的键按下，跳PKEY7处理 ；子程序返回
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软件延时10ms子程序DELAY10的编写，参见第4章。 对应8个按键的键处理程序PKEY0~ PKEY7，根据按键功 能的要求来编写。注意，在进入键处理程序后，需要先等 待按键释放，再执行键处理功能。另外，在键处理程序完 成后，一定要跳向RETURN标号处返回。
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2．键盘输入的特点 常见键盘：触摸式键盘、薄膜键盘和按键式键盘，最常 用的是按键式键盘。按键实质上就是一个开关。如图10-7 （a）所示，按键开关的两端分别连接在行线和列线上， 通过键盘开关机械触点的断开、闭合，其行线电压输出波 形如图10-7（b）所示。
图10-7 键盘开关及其行线波形
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图10-7（b）所示的t1和t3分别为键的闭合和断开过程中 的抖动期（呈现一串负脉冲），抖动时间长短与开关的机 械特性有关，一般为5～10ms，t2为稳定的闭合期，其时 间由按键动作确定，一般为十分之几秒到几秒，t0、t4为 断开期。
另一种是采用专用的键盘/显示器接口芯片，这类芯片 中都有自动去抖动的硬件电路。
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10.2.2 键盘的工作原理 键盘可分为两类：非编码键盘和编码键盘。 非编码键盘是利用按键直接与单片机相连接而成，这种 键盘通常使用在按键数量较少的场合。使用这种键盘，系 统功能通常比较简单，需要处理的任务较少，但是可以降 低成本、简化电路设计。按键的信息通过软件来获取。 1．非编码键盘 常见的为两种结构：独立式键盘和矩阵式键盘。 （1）独立式键盘 特点是：一键一线，各键相互独立，每个键各接一条 I/O口线，通过检测I/O输入线的电平状态，可容易地判断 哪个按键被按下，如图10-8所示。
；调用延时子程序，软件去键抖动
MOV A，P1
；再一次读入8个按键的状态
CJNE A，R3，RETURN；两次键值比较，不同， ；是抖动引起，转RETURN
16
Hale Waihona Puke Baidu
KEY0： MOV C，P1.0；有键按下，读P1.0的按键状态 JC KEY1 ；P1.0为高，该键未按下，跳KEY1， ；判下一个键 LJMP PKEY0 ；P1.0的键按下，跳PKEY0处理
图10-2 其他各种字型的LED显示器
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10.1.2 LED数码管工作原理 图10-3所示为显示4位字符的LED数码管的结构原理
图。N位位选线和8 N条段码线。段码线控制显示字型， 而位选线控制着该显示位的LED数码管的亮或暗。
图10-3 4位LED数码管的结构原理图
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LED数码管有静态显示和动态显示两种显示方式。 1．LED静态显示方式
KEY1： MOV C，P1.1；读P1.1的按键状态 JC KEY2 ；P1.1为高，该键未按下，跳KEY2， ；判下一个键 LJMP PKEY1 ；P1.1的键按下，跳PKEY1处理
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KEY2： MOV C，P1.2 JC KEY3
LJMP PKEY2 KEY3： MOV C，P1.3
…… …… KEY7： MOV C，P1.7 JC RETURN
一种软件延时，本思想是：在检测到有键按下时，该键 所对应的行线为低电平，执行一段延时10ms的子程序后， 确认该行线电平是否仍为低电平，如果仍为低电平，则确 认该行确实有键按下。当按键松开时，行线的低电平变为 高电平，执行一段延时10ms的子程序后，检测该行线为 高电平，说明按键确实已经松开。采取本措施，可消除两 个抖动期t1和t3的影响。
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识别某一键是否按下的子程序：
KEYIN： MOV P1，0FFH；P1口写入1，设置P1口为输入状态
MOV A，P1
；读入8个按键的状态
CJNE A，#0FFH，QUDOU；有键按下，跳去抖动
LJMP RETURN
；无键按下，返回
QUDOU：MOV R3，A
；8个按键的状态送R3保存
LCALL DELAY10
3．按键的识别
键的闭合与否，行线输出电压上就是呈现高电平或低电 平。高电平，表示键断开，低电平则表示键闭合，通过对 行线电平的高低状态的检测，可确认按键按下以及按键释 放与否。为了确保对一次按键动作只确认一次按键有效， 必须消除抖动期t1和t3的影响。
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4．如何消除按键的抖动 按键去抖动的方法有两种：