图7.3 用8031的P1口设计的4×4键盘
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
7.1.2 键盘按键识别方法
首先在键处理程序中将P1.3~P1.0依次按位变低， P1.3~P1.0在某一时刻只有一个为低。在某一位为低时读行线， 根据行线的状态即可判断出哪一个按键被按下。 如9号键按下时，当列线P1.2为低时，读回的行线状态中 P1.4被拉低，由此可知2号键被按下。 一般在扫描法中分两步处理按键，首先是判断有无键按下， 即使列线（P1.3~P1.0）全部为低，读行线，如行线 （P1.4~P1.7）全为高，则无键按下，如行线有一个为低，则 有键按下。当判断有键按下时，使列线依次变低，读行线，进 而判断出具体哪个键按下。
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7.2.2 LED显示器接口及显示方式
表7.2 段选码、位选码及显示状态表
段选码 （字型） F9H A4H B0H 99H 92H 位选码 P2.4~P2.0 11110 11101 11011 10111 01111 1 2 3 4 5 显示器显示状态
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7.2.1 LED显示器原理
图7.6为LED显示器的内部结构及外形。
（a）共阴极 （b）共阳极 （c）LED实物 图7.6 LED显示结构及实物
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7.2.1 LED显示器原理
7段LED显示数字0~F，符号等字型见表7.1，其中a段为最 低位，dp为最高位。
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单片机原理及应用教程
第 7章 MCS-51单片机常用接口技术
主 编 范立南 谢子殿 副主编 刘 彤 尹授远 李雪飞
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
第 7章 MCS-51单片机常用接口技术
7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 键盘接口 显示接口 打印机接口技术 D/A转换器 A/D转换 单片机常用总线
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7.1.3 键盘的接口电路
KEY_00: JB P1.0 KEY_01 LCALL DELAY JNB P1.0 $ LCALL DELAY JB P1.0 KEY_00 KEY_01: … RET
;无键按下查下一个键 ;延时10ms ;键一直按下，等待 ;键松开，延时10ms ;一次按键完成，转键处理程序
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7.1.1 键盘工作原理
2. 矩阵式键盘 它由行线与列线组成，按键位于行、列的交叉点上。图7.2是 一个4×4矩阵式键盘。
图7.2 矩阵式键盘
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7.1.2 键盘按键识别方法
1. 扫描法 以图7.3中的2号键按下为例，说明此键是如何识别出来的。
综合1、2两步结果，可确定按键所在的行和列，从而识别出所 按下的键。 图7.3中，假设10号键被按下，在第1步P1.3~P1.0输出全 为低电平时，读P1.4~P1.7的值，则P1.5为低电平，在第2步时 P1.4~P1.7输出全为低电平，读P1.3~P1.0时，P1.2为低电平， 由此可判断第2行第3列有键被按下，此键就是10号键。因此线 反转法非常简单实用
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7.1 键盘接口
键盘是一组按键的组合，它是最常用的单片机输入设备， 操作人员可以通过键盘输入数据或命令，实现简单的人机对话。 单片机使用的键是一种常开型的开关，平时键的两个触点处于 断开状态，按下键时它们才闭合。键盘分编码和非编码键盘， 键盘的识别可用软件识别也可用专用芯片识别。 MCS-51单片机扩展键盘接口方法有很多，从硬件结构上， 可通过单片机I/O口扩展键盘，也可通过扩展I/O口设计键盘， 有些是用专用键盘芯片。
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7.1.2 键盘按键识别方法
2.线反转法
第1步：将行线P1.4~P1.7作输入，列线P1.3~P1.0为输出线，并将输出线
输出全为低电平，读行线状态，则行线中电平为低的是按键所在的行。 第2步：同上步相反，将列线为输入线，行线为输出线，并将输出线输出为 低电平，读列线状态，则列线是电平为低的是按键所在的列。
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7.2.2 LED显示器接口及显示方式
图7.7 共阳极LED与单片机接口方式
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7.2.2 LED显示器接口及显示方式
2. LED的动态显示方式 动态显示的硬件接法是将所有LED显示器的段选线并在一 起，接到一个8位的I/O口上，而位选线则分开接到各自的控制 I/O线上。 LED在每一个时间段内只显示一位，在此期间只使一 位LED的位选线有效，则在此期间内只有一位LED显示，而 其他LED不显示，通过程序或硬件电路控制，各LED在一个 显示周期内分别显示一段时间，当一个显示周期足够短时 （小于100ms），由于人眼的视觉暂留特性，使人感觉每 个LED总在亮。这种方式称动态扫描显示方式，
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7.2.2 LED显示器接口及显示方式
LED显示器有静态显示和动态显示两种方式。
1. LED的静态显示方式
LED在显示某一字符时，其显示驱动电路要具有锁存功 能，由单片机送出的显示驱动码一经送出后，在不改变显示内 容的情况下，该驱动码应一直保持到显示下一个字符为止。 LED显示器工作在静态方式时，其公共端应接到一个固 定的电平（共阴极接低电平，共阳极接高电平。图7.7为两位 共阳极LED数码管与单片机接口。
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7.1.4 键盘的编码
对于独立式按键键盘，由于按键数目较少，可根据实际情 况灵活编码。对于矩阵式键盘，按键的位置由行号和列号惟一 确定，所以分别对行号与列号进行二进制编码，然后将两值合 成一个字节，高4位是行号，低4位是列号。在图7.3中，如10 号键被按下时，列号读回的值为1101，行号读回的值为1011， 此两值合成为10111101=0BDH，据此值可转到10号键处理程 序。这种方式虽然简单，但其离散性很大，在读程序时必须要 结合硬件电路。也可将读回的键值按一定的方式运算后，算出 对应的键值进行散转，但这样一来又增加程序的工作量，因而 大多数单片机系统在键盘处理程序中只根据读回的键值进行散 转。
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7.1.3 键盘的接口电路
1. 利用单片机的I/O口设计键盘 利用MCS-51单片机的I/O口设计键盘时分两种情况，一 是当P0、P1、P2、P3均为普通I/O时可使用任意I/O口设计键 盘；当单片机系统扩展程序存储器、数据存储器、I/O时，由 于P0、P2作地址数据总线使用，因而扩展键盘时只能使用P1 口、P3口。如图7.3是利用MCS-51单片机的P1口设计的4×4 矩阵键盘。
图7.8是用MCS-51单片机设计的一个5位LED动态显示 电路。
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7.2.2 LED显示器接口及显示方式
图7.8 LED动态显示电路
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7.2.2 LED显示器接口及显示方式
LED的动态显示电路由MCS-51单片机的P1口和P2口分别 驱动LED的段和位，由于每段驱动电流在10mA左右，P1口完 全可胜任，而位驱动最大电流在80mA左右，单片机的I/O口 无法胜任，故P2.0~P2.4经一反相驱动器驱动位。LED采用共 阳极显示器，为使LED点亮，位驱动应是高电平，段驱动应是 低电平。采用从左到右循环方式，如要显示1、2、3、4、5， P1.0~P1.7分别对应a~dp，则段驱动与位驱动及显示状态见 表7.2。
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7.1.3 键盘的接口电路
2. 利用扩展I/O口设计键盘 MCS-51单片机在总线扩展方式时由于P0口、P2口分别作 为数据总线及地址总线，而P1口、P3口又作它用时，此时扩展 键盘可利用扩展I/O口。图7.4是利用8255的PC口设计的4×4矩 阵键盘。
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7.2.1 LED显示器原理
LED显示器一般由8个发光二极管组成，7个发光二极管 组成一个‘8’，另一个为小数点。可显示0~9及一些英文字 母或特殊字符。LED有不同的大小及颜色，有共阴极与共阳 极两种。共阳极是8个发光二极管的阳极连在一起，为一个 公共端。共阴极是8个发光二极管的阴极连在一起，为一个 公共端。 一位LED显示器由8个发光二极管组成，当某一段（笔划） 加上正向电流时，该段被点亮，没有通电流的则不亮。
KEY_00:
JNB P1.0 KEY00 JNB P1.1 KEY01 JNB P1.2 KEY02 JNB P1.3 KEY03 JNB P1.4 KEY04 JNB P1.5 KEY05 RET
;转按键1处理程序 ;转按键2处理程序 ;转按键3处理程序 ;转按键4处理程序 ;转按键5处理程序 ;转按键6处理程序 ;无键按下，返回
显示字符 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b 共阴极字 符码 3FH 06H 5BH 4FH 66H 6DH 7DH 07H 7FH 6FH 77H 7CH 共阳极字 符码 C0H F9H A4H B0H 99H 92H 82H F8H 80H 90H 88H 83H 显示字符 C d E F P U T y H L 不显示 共阴极字 符码 39H 5EH 79H 71H 73H 3EH 31H 6EH 76H 38H 00H 共阳极字 符码 C6H A1H 86H 8EH 8CH C1H CEH 91H 89H C7H FFH
7.1.3 键盘的接口电路
3. 按键去抖 由于通常的按键所用的开关是机械开关，当开关闭合、断 开时并不是马上稳定地接通和断开，而是在闭合与断开瞬间均 伴随有一连串的抖动。如图7.5所示。