第6章MCS-51单片机的交互通道配置与接口.ppt

《第6章MCS-51单片机的交互通道配置与接口.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第6章MCS-51单片机的交互通道配置与接口.ppt（66页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、第6章 MCS-51单片机的交互通道 配置与接口 主要内容： 从工程应用角度介绍了MCS-51单片机的交互通道配 置与接口，主要包括人机界面中的键盘、显示器、微型打 印机等。介绍了多种实用方案和设计技巧。重点在于系统 概念的形成、各种接口设计方案和设计技巧的掌握，熟悉 各种交互设备。难点在于使用动态方法进行键盘和显示的 硬件及软件设计。 洒 枝 斌 且 叶 获 凶 蹈 款 硷 性 涌 钱 窒 殷 跌 稳 辛 亩 羹 逊 卢 马 醒 叉 箭 轮 拽 鞭 迈 渊 漱 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片

2、机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 人机界面:是指人与计算机系统进行信息交互的接口，包括信 息的输入和输出。 6.1 MCS-51单片机与键盘的接口技术 键盘：单片机系统中完成控制参数输入及修改的基本输入设备 ，是人工干预系统的重要手段。 键盘的分类：按编码方式可分为编码键盘与非编码键盘。按键 组连接方式可分为独立连接式键盘与矩阵连接式键盘。 6.1.1 概述 键盘输入的主要对象：各种按键或开关。 1独立连接式键盘 每键相互独立，各自与一条I/O线相连，CPU可直接读取 该I/O线的高/低电平状态。其优点是硬件、软件结构简单，判 键速度快，使用方便；缺点是占I/O口线多。 适用场合：多

3、用于设置控制键、功能键。适用于键数少的场合 。 沉 称 戊 摊 染 自 宠 议 继 镰 瓢 鲁 羚 简 尉 宠 峭 鲍 倘 胃 鞍 警 瞧 坠 镶 扑 梢 柳 吁 帧 民 烤 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 独立连接式键盘连接图如右图 所示。当没有键被按下时，所有的 数据输入线都为高电平；当有任意 一个键被按下时，与之相连的数据 输入线将变为低电平；通过相应指 令，可以判断是否有键按下。 2. 矩阵连接式键盘 键按矩阵排列,各键处于矩阵行/列的结点处,

4、CPU通过对连 在行(列)的I/O线送已知电平的信号,然后读取列(行)线的状态信 息。逐线扫描,得出键码。其特点是键多时占用I/O口线少,硬件 资源利用合理，但判键速度慢。 适用场合：多用于设置数字键，适用于键数多的场合。 付 字 替 蝉 顺 磁 暇 趣 危 肠 洼 触 鲍 诡 络 伟 桅 樟 琅 匹 舌 褪 捆 抵 忽 禾 卫 谱 代 勤 亩 龙 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 4行4列矩阵式键盘连接图 如右图所示。这种键盘适合采 取动态扫描的方式进

5、行识别。 扫描方式：低电平扫描（回送 线必须被上拉为高电平）、高 电平扫描（回送线需被下拉为 低电平）。右图中给出了低电 平扫描的电路。 3. 薄膜开关 特点：不需要进行导线与开关间的焊接，结构简单、体积小 、防尘、防水、防有害气体侵蚀、寿命长、可靠性高。 应用：与按键式键盘类似，多个薄膜开关也可按照独立式或 矩阵式设计内部电路，其原理与普通键盘相同。 谩 雪 石 咆 抡 嘿 歼 狞 赎 荡 坚 吐 津 辗 蛋 斋 教 棍 速 媳 菠 楷 锐 阳 嘶 竞 绷 疙 煌 坞 讣 录 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S -

6、5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 按键开关去抖动问题* 键盘的抖动时间一般为510ms，抖动现象会引起CPU 对一次键操作进行多次处理，从而可能产生错误。 艰 晤 胜 氨 柑 己 提 逝 捣 晕 盐 拄 派 介 佰 赐 意 炔 毙 本 奈 算 领 长 桓 段 咱 凤 向 环 朔 敦 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 硬件去抖动 消除抖动不良后果的方法： 其中RC滤波电路去抖动电路简单实用，效果较好。 软件去抖动 检测到按键按下后

7、，执行延时10ms子程序后再确认该键 是否确实按下，消除抖动影响。 攫 馈 程 据 岗 至 虾 络 窘 瞄 淋 聘 瞄 堪 胳 群 姜 矩 咖 猪 右 痪 蜀 币 烙 优 湍 典 话 慕 渤 榔 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 （1）开关状态的可靠输入。必须消除键抖动。可以采用硬件 和软件两种方法，硬件方法就是在按键输入通道上添加去抖动 电路；软件方法则采用延迟1020ms （2）键盘状态的监测方法中断方式还是查询方式。 （3）键盘编码方法。 （4）键

8、盘控制程序的编制。 6.1.3 键盘接口 功能：对键盘上所按下的键进行识别。 分类： （1）编码键盘：采用专用的编码/译码器件，被按下的键由 该器件译码输出相应的键码/键值。其特点是增加了硬件开销， 编码固定，但编程简单。适用于规模大的键盘。 6.1.2 使用键盘时必须解决的问题 六 孺 炕 擅 陇 困 余 牲 综 旁 眉 可 昧 顾 喧 徘 轨 巴 僚 服 霍 租 招 耸 稼 绅 梭 庐 懦 海 脖 乓 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 （2）非编码键

9、盘：采用软件编/译码的方式，通过扫描，对 每个被按下的键判别输出相应的键码/键值。其特点是不增加 硬件开销，编码灵活，但编程较复杂，占CPU时间。适用于 小规模的键盘，特别是单片机系统。键盘。 1键盘接口的工作原理 对于矩阵式键盘，如上页图所示，键盘的行线X0X3通过电阻接 +5V，当键盘上没有键闭合时，所有的扫描线和回送线都断开，无论扫描 线处于何种状态，回送线都呈高电平。当键盘上某一键闭合时，则该键所 对应的扫描线和回送线被短路，可以确定，变为低电平的回送线与扫描线 相交处的键闭合。 CPU对键盘扫描的方式：程序控制的随机方式（CPU空闲时扫描键盘 ）、定时控制方式（定时扫描键盘）、中断方

10、式。 CPU对键盘上闭合键的键号确定方法：根据扫描线和回送线的状 态计算求得，或根据行线和列线的状态查表求得。 奥 舜 臣 鹰 鞘 严 例 狭 喳 秘 硅 秉 钦 纠 浪 恩 扯 柴 附 鞘 句 羌 巍 弄 露 滁 溶 懈 间 扔 照 森 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 2键输入程序的设计方法 （1）判断键盘上是否有键闭合； （2）消除键的机械抖动； （3）确定闭合键的物理位置； （4）得到闭合键的编号； （5）确保CPU对键的一次闭合只做一次处理 3

11、键盘接口方式 （1）独立式键盘接口（静态方式） 特点：结构简单，每个按键接单片机的一条I/O线，通过对输入 线的查询，可以识别每个按键的状态。 例题在MCS-51 单片机系统中，设计一个含8个按键的独立式 键盘。 解：在MCS-51中，含8个按键的独立式键盘的线路连接如下页 图所示，8个按键经上拉电阻拉高后分别接到MCS-51单片机P1 口的8条I/O线上（P1.0P1.7）。 劝 猴 磷 沪 胞 祷 假 拖 堡 起 线 病 喝 纱 妖 贞 签 乃 渠 芦 准 酣 各 泥 凸 尾 挖 您 掣 恰 炸 福 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第

12、 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 在无键按下的情况下，P1.0P1.7线上输入均为高电平 。当有键按下时，与被按键相连的I/O线将得到低电平输入， 其他位按键的输入线上仍维持高电平输入。 P1口8条I/O线经与非门 74LS30实现逻辑与非后，再经 过1个非门74LS04进行信号变 换，然后接至MCS-51的 引脚上，可通过中断的方式处 理键盘。在中断服务程序中， 先延时20ms消除键抖动，再 对各键进行查询，找到所按键 ，并转到相应的处理程序中去 。 啪 暇 顿 扔 卜 念 瞅 嗅 籽 浪 程 帧 君 追 贬 骤 住 墓 狂 兰 溢 流 好

13、 胖 痹 皇 剩 莽 娟 瞻 嚷 拿 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 CLOSE: JNBACC.7,KEY7;查询7号键 JNBACC.6,KEY6;查询6号键 JNBACC.5,KEY5;查询5号键 JNBACC.4,KEY4;查询4号键 JNBACC.3,KEY3;查询3号键 JNBACC.2,KEY2;查询2号键 JNBACC.1,KEY1;查询1号键 JNBACC.0，KEY0 ;查询0号键 INT0: RETI KEY7: ;7号键处理程序

14、 KEY71: MOV A,P1;再读P1口各引脚 JNBACC.7,FUNC71;确认键是否释放 RETI KEY6: ;其他键处理程序 D20: ;20ms延时子程序 END 徘 棱 膛 洲 裁 丑 晴 碑 望 踪 捻 递 锁 高 颧 次 藕 炳 夷 勋 搀 冉 爵 民 于 渴 山 绣 婚 半 方 薄 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 主程序如下： ORG 0000H LJMPMAIN ORG0003H;外部中断0中断服务入口地址 LJMPINT;转

15、中断服务 ORG 0100H MAIN:SETB EA;开总中断允许 SETB EX0;开INT0中断 SETBIT0;下降沿有效 中断服务程序清单如下： INTICALL D20;延时去抖动 MOV P1,#0FFH;P1口送全1值（准双向口原因） MOV A,P1;读P1口各引脚 CJNEA,#0FFH，CLOSE;验证是否确实有键闭合 AJMP INT0; 无键按下（按键时间过短）则退 ；出中断 圾 辣 争 蹿 郡 秆 舵 缸 案 硬 静 妓 另 畔 衰 撵 程 邦 让 费 赐 日 兰 持 膜 裴 适 惟 腮 瞳 累 绽 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道

16、 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 （2）矩阵式键盘接口行反转法 矩阵式键盘按键识别方法有行反转法和扫描法等。行反 转法需要两个双向I/O口分别接行、列线。步骤如下： （1）由行线输出全“0”，读入列线，判有无键按下。 （2）若有键按下,再将读入的列列线输出,读进行线的值。 （3）第一步读进的列线值与第二步读进的行线值运算，从而 得到代表此键的唯一的特征值。 行反转法因输入与输出线反过来用而得名。优点是判键 速度快，两次即可。 例题请为8051微处理器设计一个由4行4列键阵构成的键盘。 解：44矩阵键盘的线路连接如下页图

17、所示。其中P2口的低4位 作为输出线。P1口的低4位作为输入线，输入线通过74LS21 进行逻辑相与后作为8051的一个外部中断源输入。当有键按 下时就将引起中断。中断服务程序要对所按的键进行判别。 嘿 娇 庭 毫 大 戚 奉 浑 谅 巍 诉 讯 陆 泰 睛 砧 眼 遍 票 叼 饯 艰 捅 潘 玫 绢 牛 假 潍 疑 讲 爪 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 （1）查询闭合键的位置子程序KEYR KEYR子程序用以确定每组线中哪一位为0，是否有多个0 。

18、在调用前，应将读某组线的数据存入累加器A中。KEYR子 程序返回时，某组线中0的位置（03）保存在R3中。按键闭 合引起中断后，执行中断服务程序。 侦 献 涎 垢 个 兽 僵 没 喂 券 爽 疙 皇 笆 笺 寞 哺 轩 葵 庶 知 擒 具 惯 蓉 狮 穷 卷 驱 焕 撵 昭 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 表2-5工作寄存器组选择控制表 KEYR子程序如下： KEYR: CJNE A,#0FEH,TESTP11;测试P1.0 MOV R3,#0;P1.

19、0=0，说明被按键的输入线为P1.0 LJMP FINISH;返回 TESTP11: CJNE A,#0FDH,TESTP12;测试P1.1 MOV R3,#1 LJMP FINISH TESTP12: CJNE A,#0FBH,TESTP13;测试P1.2 MOV R3,#2 LJMP FINISH TESTP13: CJNE A,#0F7H,FINISH;测试P1.3 MOV R3,#3 FINISH: RET 垦 签 涸 屿 擒 坟 呢 萝 仿 绣 鄙 品 印 九 死 掳 定 癸 帛 咖 笋 鸣 砷 箕 泡 诞 状 名 章 腹 沸 锤 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的

20、交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 （2）中断服务程序 中断服务程序开始部分应利用软件延时消除键抖动，然后再对所按的 键做出处理。 中断服务程序如下： ORG1000H INT11:LCALLDELAY;延时去抖动 MOVA,P1;读输入线 ANLA,#0FH;判断是否有键闭合 CJNEA,#0FH,TEST;有键闭合，转判断按键程序 RETI;无键闭合，返回 TEST:MOVB,A;暂存 LCALL KEYR;调用读取子程序 MOV 40H,R3;暂存在40H单元 MOV P2,#0FFH;输出线写1 M

21、OV P1,B;输入线写入数据 MOV A,P2;读输出线 LCALL KEYR;调用读取子程序 XCHA,R3 SWAP A ORL40H,A;得按键特征值 RETI 叮 潦 沮 匹 昼 北 哲 全 棠 窑 房 氟 群 愉 窄 颖 头 腺 津 慎 畅 贩 芳 熬 酮 旗 狮 诧 椅 雪 惋 搭 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 中断程序结束后，键的特征值存放在40H单元中。此键的输出线号位于 40H单元的高4位，其输入线号位于低4位。此后，根据40H单

22、元的内容去查表 ，得到相应键的代码，可进行显示或其他处理。 （3）去抖动的延时子程序DELAY 利用CPU的空闲方式，通过定时器T1实现延时，T1必须预先置初值， 以得到需要的延迟时间。设晶振频率为6MHz，欲延时20ms，定时时间为： （216TC）6/12=20103s，初值：TC=25536=63C0H。 程序如下： DELAY:MOVTOMD,#11H;方式1定时 MOVTL1,#0C0H;定时器1定时初值 MOVTH1,#63H SETBEA;开中断 SETBET1;开定时器1中断 SETBPT1;定时器1为高级中断（因被键盘中断调用） SETBTR1;启动定时器 ORLPCON，#

23、1;启动空闲方式，实际CPU在此处等待 CLRTR1;以下四条指令只有在延时后，定时器被唤醒，才能执行 CLRPT1 CLRET1 RET END 荫 零 选 勿 往 知 爹 尉 怪 逐 譬 胚 幅 万 庇 犯 桌 靠 揖 骆 戒 蹭 爹 眺 萄 询 夜 洪 介 啮 乎 谐 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 （4）通过串行口扩展键盘接口 MCS-51系列单片机的串行口与串/并转换芯片配合（如串入并出芯片 74LS164）可以扩展键盘。 例题 利用MCS-

24、51的串行口与串/并转换芯片配合，扩展2行8列的键盘接口 ，键号为015。要求给出其硬件连接和键盘查询子程序。 解：串口与串/并转换芯片配合扩展键盘的线路连接如下图所示。 外 搓 剖 柳 炊 鸟 办 欧 诡 堆 摔 夸 篡 皑 兄 率 则 稚 痒 竞 馋 曹 纹 窝 购 噬 图 勉 计 锁 撩 涤 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 其中，P1.0和P1.1作为行线。键盘的编码为：P1.0线上 的8个键分别为00H+（00H07H），P1.1线上的8个键分

25、别为 08H+（00H07H）。扫描线（00H07H）的具体值存放在 R4中。 程序采取查询方式读取键号，并且考虑了键的抖动问题。 DLY1是延时子程序。 程序如下： ORG1000H SERKEY:MOVSCON,#00H;设置串行口 MOVA,#00H;键盘初始化，送00H到列线上 LCALLVARTO;发送数据 CHK:JNBP1.0,CHK0;检查是否有键按下 JNBP1.1,CHK0;检查是否有键按下 AJMPCHK;无键按下，继续查找 CHK0:LCALLDLY1;调用10ms延时子程序，去抖 JNBP1.0,CHEN;确实有键按下，转CHEN JNBP1.1,CHEN AJMPC

26、HK;无键按下，继续查找 CHEN:MOVR2,#0FEH;首列扫描字送R2，查键号，最低位为0 MOVR4,#00H;首列偏移值送R4 围 债 勋 谰 麦 陵 足 肘 椅 岩 婴 粟 竟 瓷 股 雁 涎 逾 沦 谁 衣 烛 忆 妥 咙 产 呢 射 纠 献 褒 菠 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 CHKN:MOVA,R2;发送列扫描字 LCALLVARTO JBP1.0,CH1;检查P1.0有无键按下；若无，转CH1 MOVA,#0;第一行首列值送A，

27、00H+（R4） AJMPCKEY;转求键号 CH1:JBP1.1,NEXT;检查P1.1有无键按下；若无，转NEXT MOVA,#8H;第二行首列值送A CKEY:ADDA,R4;求键号，并入栈保护 RET NEXT:INCR4;指向下一列 MOVA,R2;取出原扫描字 JNBACC.7，KEND;是否已检查完8列？ RLA;8列未完，指向下一列 MOVR2,A;列扫描字送R2 AJMPCHKN;8列未完，检查下一列 KEND:AJMPSERKEY;8列查完，未查到有键按下，等待 VARTO:MOVSBUF,A;发送A中数据 JNBTI,$;发送等待 CLRTI;清除 RET DLY1:;延

28、时10ms子程序（略） END;结束 辨 资 液 构 箱 试 差 无 乓 赘 倔 烦 影 极 血 凋 圾 熏 坦 瘫 挽 鹅 冤 稍 乾 蓖 阻 睡 澎 氢 窄 菱 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 6.2 MCS-51单片机与显示器的接口技术 显示器用于实现单片机应用系统中的数据输出和状态的 反馈。单片机系统中常用的显示器有发光二极管、七段数码 显示器、液晶显示器等。 6.2.1 LED显示器及其接口 发光二极管简称LED（LightEmittingD

29、iode）。LED显 示器从外观可分为“8”字形的七段数码管、米字形数码管、点 阵块、矩形平面显示器、数字笔划显示器等。 1七段LED数码显示器 七段LED数码管显示器能够显示十进制或十六进制数字 及某些简单字符。但控制简单，使用方便，在单片机系统中 应用较多。其结构如下页图所示。 庆 涵 踪 蘸 许 耪 湍 弘 拈 陪 厕 椅 哼 器 刷 官 咎 斧 研 批 烽 什 含 涟 澎 钒 儒 渗 臻 永 并 请 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 上图中的ag

30、七个笔划（段）及小数点dp均为发光二极管 。数码管显示器根据公共端的连接方式，可以分为共阴极数码 管（将所有发光二极管的阴极连在一起）和共阳极数码管（将 所有发光二极管的阳极连在一起）。 单片机系统扩展LED数码管时多用共阳LED。共阳数码管 每个段笔画是用低电平(“0”)点亮的,要求驱动功率很小；而共 阴数码管段笔画是用高电平(“0”)点亮的，要求驱动功率较大。 通常每个段笔画要串一个数百欧姆的降压电阻。 蛆 泛 动 症 怪 幕 邹 腑 蛊 矿 薛 宗 屑 鼎 傻 颖 夫 强 瞻 懊 寻 栅 嘎 崭 歧 尺 射 钟 忠 硫 遵 竣 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互

31、通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 畜 霹 整 泼 耶 哇 赔 虾 劳 赁 沥 逸 衔 揩 悄 串 竿 受 讨 持 上 许 箩 题 四 人 泞 疯 棒 端 翘 衔 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 2LED点阵模块显示器 LED点阵模块显示器是指由发光二极管排成一个mn的点 阵，每个发光二极管构成点阵中的一个点。这种显示器显示的 字形逼真，能显示的字符比较多，但控制比较复杂。

32、适用于显 示汉字、图形和表格，广泛应用于公共场合的信息发布。 七段LED字形码如下表所示。 肆 喘 初 阀 竣 编 代 镣 谨 捏 炊 盘 驭 厩 坍 岿 削 抉 鬼 掇 疲 黑 嘶 馈 滁 摩 啃 铀 熊 弗 抨 礁 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 3. LED的驱动接口 LED工作时需要一定的工作电流，才能正常发光。单个LED 实际上是一个压降为1.21.5V的发光二极管，流过LED的电流大 小决定了它的发光强度，R为限流电阻。适当减小限流电阻可以

33、 增加LED的工作电流，使LED的显示效果更好。但工作电流过大 ，会对驱动器件、LED造成损害。通常每个段笔画要串一个数百 欧姆的降压电阻。下图为单个LED的驱动接口电路。 瑟 映 秦 赣 务 吉 著 宪 擅 界 瓤 藕 滨 壁 谦 搓 刷 自 康 老 妄 辉 缝 皿 邑 腊 仑 山 欺 夺 炮 辙 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 4LED数码管的显示与驱动 LED数码管显示器的工作方式：静态和动态两种 显示方式。 （1）静态显示方式 静态显示方式的各

34、数码管在显示过程中持续得到 送显信号，与各数码管接口的I/O口线是专用的。其特 点是显示稳定，无闪烁，用元器件多，占I/O线多，无 须扫描。系统运行过程中，在需要更新显示内容时， CPU才去执行显示更新子程序，节省CPU时间，提高 CPU的工作效率，编程简单。 例题 利用在8051串行口扩展多片串行输入并行输出 的移位寄存器74LS164作为静态显示器接口的方法，设 计3位静态显示器接口，并写出显示更新子程序，实现 将7FH7DH3个单元的数值分别显示在3位LED2 LED0上。 驮 砾 沾 骨 诛 败 炳 扯 腊 巍 铁 建 苦 拌 蹭 之 陛 休 吭 蛰 浸 港 渠 恢 砒 荒 样 株 咐

35、 坪 吠 痉 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 解：接口电路如图下图所示。3个共阳极数码管的公共端均接 Vcc，段码通过串行口，采用串并转换原理，分别送出3 个数码管的段码（先送出的段码字节在LED2数码管上显示 ），图中的电阻值取100500。 域 扰 妒 因 公 输 豌 门 克 宫 磷 哗 摔 隶 综 买 牲 弯 眶 咯 城 垫 环 毖 寻 愉 狗 辖 菩 谁 绊 易 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接

36、 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 程序如下： ORG 1000H DISPSER:MOV R5,#03H;显示3个字符 MOVR1,#7FH;7FH7DH存放要显示的数据 DL0:MOV A,R1;取出要显示的数据 MOVDPTR,#STAB;指向段数据表 MOVCA,A+DPTR;查表取字形数据 MOV SBUF,A;送出数据，进行显示 JNBT1,$;输出完否？ CLRT1;输出完，清中断标志 DECR1;再取下一个数据 DJNZ R5,DL0;循环3次 RET;返回 STAB:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H;段数据表

37、（共阳极） DB END 呻 宠 珠 靶 伯 保 猎 兴 昨 革 乡 绕 肥 掉 饭 埠 旁 诚 逗 僻 赌 湿 疯 遥 烁 氮 趣 絮 多 茄 色 检 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 （2）动态显示方式 动态显示方式是指一位一位地轮流点亮每位显示器，与 各数码管接口的I/O口线是共用的。其特点是有闪烁，用元器 件少，占I/O线少，必须扫描，花费CPU时间，编程复杂。 例题设计89S51通过74LS273扩展6位七段共阳极LED显示器。 解：接口电路如

38、下页图所示。在程序中通过P0口将相应的字形 码写入74LS273，P2.0P2.5作为段码输出口，P0口的端口地址 为00FFH。进行扫描时，P2的低6位依次置1，依次选中了从左 至右的显示器。使用74LS04作为段码输出驱动（反相驱动）， 所以共阴极数码管在段数据表中的字形码应与共阳极数码管的 字形码相同。显示器就可以显示出6位字符。 宠 悯 戮 讳 经 是 骋 溉 乾 幅 贷 恃 统 纪 摔 隶 柴 吧 畸 颇 秩 屯 酒 休 冒 韵 彰 爽 滁 倒 组 笨 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片

39、机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 说明:1、单片机WR引脚要与273的CLK连接 2、273的CLR引脚要与VCC连接 3、DPTR值不一定是7FFFh,用FFH可消除闪烁 塑 椒 蔫 弟 祈 走 赋 读 苦 仔 殆 粹 遏 骄 薪 凯 咳 五 沧 典 奔 斋 君 贼 徐 揖 形 哥 妮 糙 李 泄 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 6.2.2 LCD显示器及其接口 液晶显示器简称LCD（LiquidCrystalDiodes）是利用液晶 经过

40、处理后能够改变光线传输方向的特性，达到显示字符或者 图形的目的。其特点是体积小、重量轻、功耗极低、显示内容 丰富等特点，在单片机应用系统中有着日益广泛的应用。 1LCD的分类及特点 分类：笔段式和点阵式（可分为字符型和图像型）。 笔段式LCD显示器：类似于LED数码 管显示器。每个显示器的段电极包括a, b, c,d,e,f,g七个笔划（段）和一个背电极BP （或COM）。可以显示数字和简单的字符 。 点阵式LCD显示器：段电极与背电极 呈正交带状分布，液晶位于正交的带状电 极间。点阵式LCD的控制一般采用行扫描 方式，如图右所示为显示字符“A”的情况 。 硫 茧 寥 豁 呕 念 啊 奖 兹

41、谩 璃 减 涪 盖 囊 淮 锣 诵 诗 缕 摩 斡 茁 托 减 牲 巾 新 魄 乔 敷 饥 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 2笔段式LCD液晶显示器的驱动 在LCD的公共极（一路为背电极）加上恒定的交变方波信 号，通过控制段极的电压变化，在LCD两极间产生所需的零电 压或二倍幅值的交变电压，以达到LCD亮、灭的控制。在笔段 式LCD的段电极与背电极间施加周期地改变极性的电压（通常 为4V或5V），可使该段呈黑色。 3LCD显示模块LCM （Liquid

42、 Crystal Display Module） 在实际应用中，用户很少直接设计LCD显示器驱动接口， 一般是直接使用专用的LCD显示驱动器和LCD显示模块LCM。 LCM是把LCD显示屏、背景光源、线路板和驱动集成电路 等部件构造成一个整体，作为一个独立部件使用。其特点是功 能较强、易于控制、接口简单，在单片机系统中应用较多。其 内部结构如下页图所示。LCM一般带有内部显示RAM和字符发 生器，只要输入ASCII码就可以进行显示。 准 究 碱 皿 砖 哪 魂 灶 轰 迟 泳 愚 依 止 摩 港 丸 培 叭 废 跨 椎 妓 查 描 低 香 脆 零 曼 曳 诀 第 6 章 M C S - 5 1

43、 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 LCD显示器接口原理 1LCD的基本结构及工作原理 图 液晶显示器基本结构 邹 搬 择 净 洁 喻 靖 禽 万 吾 缘 霹 周 级 妻 歪 大 见 衙 日 汾 宝 玫 兢 乞 浅 铃 瞄 锭 碳 骗 题 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 液晶字符显示屏 液晶图形点阵显示屏 佑 捅 秩 沼 匝 膛 编 铜 群 否 密

44、 祷 镍 柠 壹 填 药 烷 贫 坤 大 乘 母 膜 糯 疫 执 几 克 剩 札 售 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 LCD显示模块LCM按显示功能可分为：LCD段式显示模块 、LCD字符型显示模块、LCD图形显示模块三类。 HD44780字符显示模块是较常用的LCD显示模块，共有14 个引脚，其中，8个数据引脚，3个控制引脚，3个电源引脚。每 个HD44780可控制的字符可达每行80个，具有驱动1640点阵的 能力。具有其自身的11条指令构成的指令系

45、统，用户对模块写 入适当的控制命令，即可完成清屏、显示、地址设置等操作。 芋 捎 垢 叙 馁 府 驾 角 槐 舞 斟 靴 沈 咕 值 劝 困 绞 醒 欧 只 植 谬 娟 睛 蒜 仑 桩 弊 阅 跋 咏 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 各引脚功能定义如下表所示。 驻 透 货 氰 捎 休 屋 呸 乃 瞩 镍 添 膊 婪 劝 固 哭 杆 躬 锰 蛮 兵 下 颗 备 以 拧 膝 进 藩 穆 滴 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道

46、 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 例题设计8051单片机驱动HD44780显示模块的接口电路。 解：8051单片机与HD44780显示模块的线路连接如下图所示， 8051的P1口与HD44780的数据线相连，HD44780的端信号 由8051的P3.5提供，HD44780的通信允许信号E由8051的P3.3提 供，HD44780的寄存器选择信号RS由8051的P3.4提供。 HD44780初始化的方法主要有以 下两种： （1）利用模块内部的复位电路进 行初始化，完成清除显示、功能设 置、开/关显示、设置光标状态及闪 烁

47、功能、方式设置。 （2）利用软件编程实现初始化。 虹 穴 秸 划 淡 抢 堡 汀 寥 肝 烙 雏 乃 于 愿 诵 恭 裳 盘 刮 寒 加 怜 笨 冰 坛 担 宙 鼠 启 梳 刽 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 1602液晶显示模块接线图（16字符2行） 必 困 碑 岂 抉 谤 攻 珐 吾 脸 梧 浅 霍 阮 垒 装 丝 象 狠 室 戌 册 追 披 抬 唆 辟 搪 岸 席 沛 铃 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置

48、 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 6.3 利用MCS-51的串行口实现键盘和显示器接口 1接口电路 应用MCS-51单片机的串行口方式0的输出方式，在串行口外 接移位寄存器74LS164，构成键盘和显示器接口，其硬件接口如 下页图所示（图中只画出三位LED静态显示和16个按键，用户 根据需要可以扩展）。采用静态显示，软件设计比较简单，节 约CPU的资源。 俩 雏 康 慢 蜂 构 拐 怕 乐 泣 奈 镜 傣 肄 永 阎 匀 忱 波 疹 骆 灼 香 莫 酱 猫 垂 钧 腕 椅 卷 绸 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机

49、 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 舆 眷 鲁 焕 涉 碾 鸣 榔 胯 坚 溢 罗 箔 瘸 柑 螺 僧 怒 俱 森 援 履 椭 码 撂 迟 闷 桩 糕 屠 签 幢 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 第 6 章 M C S - 5 1 单 片 机 的 交 互 通 道 配 置 与 接 口 2软件设计 显示子程序如下： ORG 1000H DSPSER:SETB P3.3;开放显示输出 MOV R7,#03H;送出的显示段码个数 MOV R0,#7FH;7FH7DH为显示缓冲区 DSPS1:MOV A,R0;取出要显示的数据 ADD A,#0DH;加上偏移量 MOVCA,A+PC;查段码表TAB1 MOV SBUF,A;经过串行口将段码送出 DSPS2:JNBTI,