第九章 MCS-51及键盘、显示器的接口设计.ppt

第九章 MCS-51与键盘、显示器的 接口设计 第一节 LED接口原理 第二节 键盘接口原理 第三节 典型的键盘、显示接口电路 第四节 可编程键盘/显示器接口——INTEL 8279 第一节 LED接口原理 常用的LED显示器有LED状态显示器（俗称发光二极管）、LED七段显示器（俗称数码管）和LED十六段显示器。发光二极管可显示两种状态，用于系统状态显示；数码管用于数字显示；LED十六段显示器用于字符显示。 1. 数码管简介 1) 数码管结构 数码管由8个发光二极管（以下简称字段）构成，通过不同的组合可用来显示数字0 ?9、字符A ? F、H、L、P、R、 U、Y、符号“?”及小数点“?”。数码管的外形结构如下图9-1所示。数码管又分为共阴极和共阳极两种结构。 第二节 键盘接口原理 1.键的分类 　　 按键按照结构原理可分为两类，一类是触点式开关按键，如机械式开关、导电橡胶式开关等；另一类是无触点式开关按键，如电气式按键，磁感应按键等。前者造价低，后者寿命长。目前，微机系统中最常见的是触点式开关按键。 由图可知，一个4×4的行、列结构可以构成一个含有16个按键的键盘，显然，在按键数量较多时，矩阵式键盘较之独立式按键键盘要节省很多I/O口。 2．式键盘按键的识别 盘的编码 对于独立式按键键盘，因按键数量少， 可根据实际需要灵活编码。对于矩阵式键盘，按键的位置由行号和列号惟一确定，因此可分别对行号和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。 4. 键盘的工作方式 对键盘的响应取决于键盘的工作方式，键盘的工作方式应根据实际应用系统中CPU的工作状况而定，其选取的原则是既要保证CPU能及时响应按键操作，又不要过多占用CPU的工作时间。通常，键盘的工作方式有三种，即编程扫描、定时扫描和中断扫描。 1) 编程扫描方式 编程扫描方式是利用CPU完成其它工作的空余时间，调用键盘扫描子程序来响应键盘输入的要求。在执行键功能程序时，CPU不再响应键输入要求，直到CPU重新扫描键盘为止。 2) 定时扫描方式 定时扫描方式就是每隔一段时间对键盘扫描一次，它利用单片机内部的定时器产生一定时间（例如10 ms）的定时，当定时时间到就产生定时器溢出中断。CPU响应中断后对键盘进行扫描，并在有键按下时识别出该键，再执行该键的功能程序。 3) 中断扫描方式 采用上述两种键盘扫描方式时，无论是否按键，CPU都要定时扫描键盘，而单片机应用系统工作时，并非经常需要键盘输入，因此，CPU经常处于空扫描状态。 为提高CPU工作效率，可采用中断扫 描工作方式。其工作过程如下：当无键按下时，CPU处理自己的工作，当有键按下时，产生中断请求，CPU转去执行键盘扫描子程序，并识别键号。 第三节 典型的键盘、显示接口电路 在单片机应用系统中，键盘和显示器往往需同时使用，为节省I/O口线，可将键盘和显示电路做在一起，构成实用的键盘、显示电路。图9-5是用8155并行扩展I/O口构成的典型的键盘、显示接口电路。键盘、显示器共用一个接口电路的设计方法除上述方案外，还可采用专用的键盘、显示器接口的芯片——8279。 第四节 可编程键盘/显示器 接口——INTEL 8279 INTEL 8279是一种可编程键盘/显示器接口芯片，它含有键盘输入和显示器输出两种功能。键盘输入时，它提供自动扫描，能与按键或传感器组成的矩阵相连，接收输入信息，它能自动消除开关抖动并能对多键同时按下提供保护。显示输出时，它有一个16×8位显示RAM，其内容通过自动扫描，可由8或16 位LED数码管显示。 8279的引脚和功能 8279的内部结构框图如图9-6所示。 D0～D7：数据总线，双向三态总线。 CLK：系统时钟输入端。 RESET：系统复位输入端，高电平有效。 复位状态为：16个字符显示； 编码扫描键盘：双键锁定；程序时钟编程为31。 CS：片选输入端，低电平有效。 A0：数据选择输入端。 A0=1时，CPU写入数据为命令字，读 出状态字为状态字； A0=0时，CPU读、写均为数据。 WR、RE：读、写信号输入端，低电平有效。 IRQ：中断请求输出端，高电平有效。 A0：数据选择输入端。A0=1时，CPU写入数据