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C51与键盘、显示器、拨盘、打印机的接口设计

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10.2.2 键盘接口的工作原理 独立式按键接口和行列式键盘接口。 1.独立式键盘接口
各键相互独立,每个按键各接一根输入线,通过检测输入线 的电平状态可很容易判断那个键被按下。
相应锁存器的段码输出将维持不变,直到送入另一个字符的段码 为止。
静态显示器的显示的亮度高。 图10-3: 4位静态LED显示器电路。该电路各位可独立显示, 只要在该位的段码线上保持段码电平,该位就能保持相应的显示 字符。
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由于各位分别由一个8位的数据输出口(如82C55的PA、PB、 PC口)控制段码线,故在同一时间内,每一个显示的字符可以各 不相同。
图10-2 4位LED显示器的结构原理图 N个LED显示块有N位位选线和8×N根段码线。 段码线控制显示字符的字型,而位选线为各个LED显示块中各 段的公共端,它控制该LED显示位的亮与暗。
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1. LED静态显示方式 各位的公共端连接在一起(接地或+5V)。 每位的段码线(a~dp)分别与一个8位的锁存器输出相连。 之所以称为静态显示,是因为各个LED的显示字符一经确定,
按上述格式,8段LED的段码如表10-2所示。
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显示字符 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b
表10-2 LED段码(8段)
共阴极段码 共阳极段码 显示字符 共阴极段码
3FH
C0H
c
39H

06H
F9H
d
5EH
5BH
A4H
E
79H
4FH
B0H
F
71H
66H
99H
P
73H
6DH
92H
U
3EH
这种显示方式编程容易,但是占用口线较多。如图10-3,若 用IO口线接口,要占用4个8位IO口,若用锁存器(如74LS373)接 口,要用4片74LS373芯片。如果显示的位数增多的话,则需要增 加锁存器。
在显示位数较多的情况下,一般都采用动态显示方式。
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2. LED动态显示方式 在多位LED显示时,为简化硬件电路,通常将所有位的段码
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虽然这些字符是在不同的时刻出现的,而在同一时刻,只有 一位显示,其他位熄灭,但由于LED显示器的余辉和人眼的“视 觉暂留”作用,只要每位显示间隔足够短,则可以造成“多位同 时亮”的假象,达到同时显示的效果。
LED不同位显示的时间间隔应根据实际情况而定。发光二极
管从导通到发光有一定的延时,导通时间太短,则发光太弱,人
7DH
82H
T
31H
07H
F8H
y
6EH
7FH
80H
H
76H
6FH
90H
L
38H
77FH
88H
“灭”
00H
7CH
83H


共阳极段码 C6H A1H 86H 8EH 8CH C1H CEH 91H 89H C7H FFH …
表10-2只列出了部分段码,可根据实际情况选用,也可重新定4 义。
10.1.2 LED显示器工作原理 图10-2是4位LED显示器的结构原理图。
图10-6 键盘开关及其波形
①抖动期(t1、t3):一般为5~10ms;
②稳定的闭合期间(t2):一般为十分之几秒到几秒;
③断开期(t0、t4)
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2. 按键的确认
检测行线电平(图10-6)
高电平:断开; 低电平:闭合。 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。 3.如何消除按键的抖动 常用软件来消除按键抖动。 基本思想:检测到有键按下,键对应的行线为低,软件延时 10ms后,行线如仍为低,则确认该行有键按下。 当键松开时,行线变高,软件延时10ms后,行线仍为高,说 明按键已松开。 采取以上措施,躲开了两个抖动期t1和t3的影响。
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若要各位都显示出与本位相应的显示字符,就必须采用动态 显示方式,即在某一时刻,只让某一位的位选线处于选通状态, 而其他各位的位选线处于关闭状态,同时,段码线上要输出相应 的字符的段码。
这样,在同一时刻,4位LED中只有选通的那一位显示出字符, 而其他三位则是熄灭的。下一时刻,只让下一位的位选线处于选 通状态,而其他各位的位选线处于关闭状态,在段码线上输出将 要显示的字符的段码,此时只有选通位显示出相应的字符,其他 位熄灭的。如此循环下去。。。
线相应段并在一起,由一个8位I/O口控制,形成段码线的多路复 用;而各位的共阳极或共阴极分别由相应的I/O线控制,形成各 位的分时选通。
图10-4:4位8段LED动态显示电路。其中段码线占用一个8位 I/O口,而位选线占用一个4位I/O口。
由于各位的段码线并联,8位I/O口输出端的段码对各个显示 位来说都是相同的。因此,在同一时刻,如果各位位选线都处于 选通状态,4位LED将显示相同的字符。
图(b)是实际显示结果,人眼看到的是8位稳定的同时显示的 字符。
图10-5 8位LED动态显示过程和结果
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10.2 键盘接口原理 1. 键盘输入的特点
单片机系统中键盘有两种:机械式键盘和薄膜式键盘。 键盘:一组按键开关的集合。 一个电压信号通过键盘开关机械触点的断开、闭合,其行线 电压的输出波形如图10-6。
第10章 89C51与键盘、显示器、拨盘、打印机的接 口设计
大多数应用系统,都要配置输入外设和输出外设。 输入外设:键盘、BCD码拨盘等; 输出外设:LED显示器、LCD显示器、打印机等。
10.1 LED显示器接口原理 LED(Light Emitting Diode):发光二极管的缩写。显示器
前面冠以“LED”。 10.1.1 LED显示器的结构
常用的LED显示器为8段(或7段,8段比7段多了一个小数 点“dp”段)。
有共阳极和共阴极两种。如图10-1所示。
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图10-1 8端LED结构及外形
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为使LED显示不同的符号或数字,要为LED提供段码(或 称字型码)。
提供给LED显示器的段码(字型码)正好是一个字节(8 段)。
各段与字节中各位对应关系如表10-1。 表10-1 段码与字节中各位对应关系
眼无法看清;但也不能太长,因为要受限于临界闪烁频率,而且 此时间越长,占用单片机时间越多。另外,显示位数增多,也将 占用大量的单片机时间,因此动态显示的实质以牺牲单片机时间 来换取I∕O端口的减少。
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图10-5为8位LED动态显示2008.10.10的过程。
图(a)是显示过程,某一时刻,只有一位LED被选通显示,其 余位则是熄灭的;
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