單片微型計(jì)算機(jī)原理及其應(yīng)用電子教案33

1、3.4 MCS-51單片機(jī)的人機(jī)界面接口技術(shù)3.4.1 LED顯示器接口n1LED顯示器結(jié)構(gòu)與原理顯示器結(jié)構(gòu)與原理nLED顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件。件。n在微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中通常使用的是七段在微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中通常使用的是七段LED。這。這種顯示塊有共陰極與共陽極兩種，七段顯示塊種顯示塊有共陰極與共陽極兩種，七段顯示塊與微機(jī)接口非常容易。與微機(jī)接口非常容易。2LED顯示器與顯示方式n（1）LED靜態(tài)顯示方式n（2）LED動態(tài)顯示方式n3LED顯示器接口實(shí)例顯示器接口實(shí)例n從從LED顯示器的原理可知，為了顯示字母與數(shù)顯示器的原理可知，為了顯示字母與數(shù)字，

2、必須最終轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的段選碼。這種轉(zhuǎn)換字，必須最終轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的段選碼。這種轉(zhuǎn)換可以通過硬件譯碼器或軟件進(jìn)行譯碼可以通過硬件譯碼器或軟件進(jìn)行譯碼。硬件譯碼器LED顯示器接口軟件譯碼LED顯示器接口 nDLY:MOV R1,#78HnMOV R2,#0FEHnLOP:MOV A,R1nADD A,#00HnMOVC A,A+PCnMOV P1,AnMOV P2,R2nLCALL D1MSnINC R1nMOV A,R2nRL AnMOV R2,AnCJNE R1,#80H,LOPnRETnDB 3FH,06H3.4.2 LCD顯示器接口n1LCD的基本結(jié)構(gòu)LCD 16022LCD引腳nDB0-BD7

3、:雙向數(shù)據(jù)線雙向數(shù)據(jù)線, BD7為忙標(biāo)記為忙標(biāo)記nE:讀寫使能讀寫使能,下降沿有效下降沿有效.nR/W:讀寫選擇讀寫選擇. 0:寫寫,1讀讀nRS:寄存器選擇寄存器選擇.0:指令寄存器指令寄存器,1:數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器nVL:驅(qū)動驅(qū)動LCD,接地接地nVCC:接接+5VnGND:接地接地3 顯示器地址指令指令RSRSR/WR/WD7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2D2D1D1D0D0清顯示清顯示0 00 00 00 00 00 00 00 00 01 1光標(biāo)返回光標(biāo)返回0 00 00 00 00 00 00 00 01 1* *置輸入模置輸入模式式0 00 00 00 00 00 0

4、0 01 1I/DI/DS S顯示開顯示開/ /關(guān)關(guān)控制控制0 00 00 00 00 00 01 1D DC CB B光標(biāo)或字光標(biāo)或字符移位符移位0 00 00 00 00 01 1S/CS/CR/LR/L* * *置功能置功能0 00 00 00 01 1DLDLN NF F* * *置字符貯置字符貯器地址器地址0 00 00 01 1字符發(fā)生存貯器地址字符發(fā)生存貯器地址置數(shù)據(jù)貯置數(shù)據(jù)貯器地址器地址0 00 01 1顯示數(shù)據(jù)存貯器地址顯示數(shù)據(jù)存貯器地址讀忙標(biāo)志讀忙標(biāo)志或地址或地址0 01 1BFBF計(jì)數(shù)器地址計(jì)數(shù)器地址寫數(shù)寫數(shù)CGRAMCGRAM1 10 0要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容CG

5、RAMCGRAM讀數(shù)讀數(shù)1 11 1讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容4 存儲指令說明5 接口圖程序設(shè)計(jì)顯示器初始設(shè)置顯示器初始設(shè)置MOV P0,#01H;清屏清屏CALL ENABLEMOV P0,#38H;設(shè)置設(shè)置2行行8位顯示位顯示CALL ENABLEMOV P0,#0FH;顯示顯示,光標(biāo)閃爍打開光標(biāo)閃爍打開CALL ENABLEMOV P0,#06H ;顯示模式設(shè)定顯示模式設(shè)定CALL ENABLE寫入顯示器寫入顯示器WRITE：MOV P0,#80H CALL ENABLEMOV R1,#00HA1:MOV A,R1MOV DPTR，#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P0,A

6、CALL WRITE2INC R1CJNE A,#00H,A1RETTABLE：DB HELLO ！ ，00H寫數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)ENABLE:CLR RS CLR RW CLR E CALL D5MS SETB E RET 寫指令寫指令WRITE2:SETB RS CLR RW CLR E CALL D5MS SETB E RET 3.4.3 鍵盤及其接口n在設(shè)計(jì)鍵盤接口時，解決以下幾個問題：在設(shè)計(jì)鍵盤接口時，解決以下幾個問題：n開關(guān)狀態(tài)的可靠輸入開關(guān)狀態(tài)的可靠輸入可設(shè)計(jì)硬件去抖動電路或設(shè)可設(shè)計(jì)硬件去抖動電路或設(shè)計(jì)去抖動軟件。計(jì)去抖動軟件。n鍵盤狀態(tài)的監(jiān)測方法鍵盤狀態(tài)的監(jiān)測方法中斷方式還是查詢方式。

7、中斷方式還是查詢方式。n鍵盤編碼方法。鍵盤編碼方法。n鍵盤控制程序的編制鍵盤控制程序的編制鍵穩(wěn)定鍵按下后沿抖動前沿抖動鍵合斷時的電壓抖動3.4.3.1 獨(dú)立式鍵盤接口n1獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu)獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu)n獨(dú)立式按鍵是指直接用獨(dú)立式按鍵是指直接用I/O口線構(gòu)成的單個按鍵口線構(gòu)成的單個按鍵電路。每根電路。每根I/O口線上按口線上按鍵的工作狀態(tài)不會影響鍵的工作狀態(tài)不會影響其他其他I/O口線的工作狀態(tài)。口線的工作狀態(tài)。獨(dú)立式按鍵電路如圖獨(dú)立式按鍵電路如圖n2獨(dú)立式按鍵的軟件結(jié)構(gòu)獨(dú)立式按鍵的軟件結(jié)構(gòu)n包括按鍵查詢、鍵功能程包括按鍵查詢、鍵功能程序轉(zhuǎn)移。序轉(zhuǎn)移。n圖為使用擴(kuò)展圖為使用擴(kuò)展I/O的獨(dú)立式的獨(dú)立式

8、按鍵電路，按鍵數(shù)量可多按鍵電路，按鍵數(shù)量可多可少?？缮佟JNB P1.0, NEXT1 JNB P1.1,NEXT28031P2.7ALEP0WRRD74LS3730AA1D7D0CSPAPA568255RESETGNDPA0PA1PA2PA3PA4PA7WRRD+5V+5V1K10F 71234560883.4.3.2 行列式鍵盤n1鍵盤工作原理鍵盤工作原理n行列式鍵盤電路原理如行列式鍵盤電路原理如圖所示。按鍵設(shè)置在行圖所示。按鍵設(shè)置在行列式交點(diǎn)上，行列線分列式交點(diǎn)上，行列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩別連接到按鍵開關(guān)的兩端。當(dāng)行線通過上拉電端。當(dāng)行線通過上拉電阻接阻接+5伏時，被鉗位在伏時，被

9、鉗位在高電平狀態(tài)。高電平狀態(tài)。n鍵盤中有無按鍵按下是由列線送入全掃描字、行線讀鍵盤中有無按鍵按下是由列線送入全掃描字、行線讀入行線狀態(tài)來判斷的。鍵盤中哪一個鍵按下可由列線入行線狀態(tài)來判斷的。鍵盤中哪一個鍵按下可由列線逐列置低電平后，檢查行輸入狀態(tài)來判斷逐列置低電平后，檢查行輸入狀態(tài)來判斷。n掃描法：在判定有鍵按下后逐列（或逐行）置低電平，掃描法：在判定有鍵按下后逐列（或逐行）置低電平，同時讀入行（或列）的狀態(tài)，如果行（或列）的狀態(tài)同時讀入行（或列）的狀態(tài)，如果行（或列）的狀態(tài)出現(xiàn)非全出現(xiàn)非全1狀態(tài)，這時狀態(tài)，這時0狀態(tài)的行、列交點(diǎn)的鍵就是所狀態(tài)的行、列交點(diǎn)的鍵就是所按下的鍵。特點(diǎn)是逐列（或逐行

10、）掃描查詢。這時相按下的鍵。特點(diǎn)是逐列（或逐行）掃描查詢。這時相應(yīng)行（或列）應(yīng)有上拉電阻接高電平。應(yīng)行（或列）應(yīng)有上拉電阻接高電平。n在鍵盤掃描子程序中完成下述幾個功能。在鍵盤掃描子程序中完成下述幾個功能。（1）判斷鍵盤上有無鍵按下）判斷鍵盤上有無鍵按下（2）去鍵的機(jī)械抖動影響。）去鍵的機(jī)械抖動影響。 （3）求按下鍵的鍵號。）求按下鍵的鍵號。 （4）鍵閉合一次僅進(jìn)行一次鍵功能操作）鍵閉合一次僅進(jìn)行一次鍵功能操作2鍵盤掃描方式3行列式鍵盤接口n通用并行擴(kuò)展通用并行擴(kuò)展I/O口鍵盤接口口鍵盤接口4 程序設(shè)計(jì)流程判斷有無鍵壓下子程序KEYS:MOV P1,#0FHMOV A,P1ANL A,#0FH

11、CJNE A,#0FH,KEY1SETB C;無鍵壓無鍵壓RETKEY1:CLR C;有鍵壓有鍵壓RET判斷鍵號子程序KEYP:MOV R3 ,#0EFH;掃描值掃描值 MOV R4,#00HKEY2:MOV A,R3 MOV P1,A MOV A,P1 JB ACC.0,KEY20 MOV A,#0 KEY20: JB ACC.1,KEY21 MOV A,#4 SJMP KEY3KEY21: JB ACC.2,KEY22 MOV A,#8 SJMP KEY3KEY22: JB ACC.3,KEY23 MOV A,#12 SJMP KEY3 KEY23：INC R4 MOV A,R3 RL A

12、 MOV R3,ASJMP KEY2KEY3:ADD A,R4;鍵值在鍵值在ARET 整個鍵盤程序KEY：LCALL KEYS；JNC KEYY1LCALL DISP ；調(diào)用顯示程序；調(diào)用顯示程序SJMP KEYKEYY1:LCALL DISP；去抖動；去抖動LCALL DISPLCALL KEYSJC KEYLCALL KEYP；判斷鍵值；判斷鍵值PUSH ACCKEYY2:LCALL KEYS;判斷鍵釋放判斷鍵釋放JC KEYY3LCALL DISPSJMP KEYY2KEYY3:LCALL DISPLCALL DISPPOP ACCRET 5 典型鍵盤/顯示器接口實(shí)例n8155擴(kuò)展擴(kuò)展I

13、/O口的鍵盤口的鍵盤/顯示器接口顯示器接口n接口電路：接口電路：LED顯示器采用共陰極如圖所示顯示器采用共陰極如圖所示 ；LED采用動態(tài)顯示軟件譯碼，鍵盤采用逐行掃描采用動態(tài)顯示軟件譯碼，鍵盤采用逐行掃描查詢方式；查詢方式；LED的驅(qū)動采用北京集成電路設(shè)計(jì)中的驅(qū)動采用北京集成電路設(shè)計(jì)中心生產(chǎn)的集電極開路輸出八位驅(qū)動器心生產(chǎn)的集電極開路輸出八位驅(qū)動器8718。n軟件設(shè)計(jì)：由于鍵盤與顯示做成一個接口電路，軟件設(shè)計(jì)：由于鍵盤與顯示做成一個接口電路，因此在軟件設(shè)計(jì)中合并考慮鍵盤查詢與動態(tài)顯示，因此在軟件設(shè)計(jì)中合并考慮鍵盤查詢與動態(tài)顯示，鍵盤消顫的延時子程序用顯示程序代替。鍵盤消顫的延時子程序用顯示程序

14、代替。PBPBPBPBPBPBPBPB01234567PAPAPAPAPAPAPAPA01234567abcdefdp1AAAAAAAA26345781AAAAAAAA26345786134578YYYYYYYY26134578YYYYYYYY2g+5V+5VRESETCEIO/MWRRDALEPALERDWRPPBIC87185.1K 4+5V+5V100 8+5VVCCVCCGGNDG815502.72.0020 F1K80311BIC87188023PCPCPCPCDD7O012345678910111213141516171819202122232425262728293031O6鍵盤

15、工作方式編程掃描方式、定時掃描方式、中斷掃描方式三種編程掃描方式、定時掃描方式、中斷掃描方式三種3.4.4 打印機(jī)接口1TPP-40A的主要技術(shù)性能的主要技術(shù)性能（1）采用單片機(jī)控制，具有）采用單片機(jī)控制，具有2KB監(jiān)控程序及標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)控程序及標(biāo)準(zhǔn)的Centronic 并行接口并行接口;（2）具有較豐富的打印命令，命令代碼均為單字節(jié)，格式簡）具有較豐富的打印命令，命令代碼均為單字節(jié)，格式簡單單;（3）可產(chǎn)生全部標(biāo)準(zhǔn)的）可產(chǎn)生全部標(biāo)準(zhǔn)的ASCII代碼字符，以及代碼字符，以及128個非標(biāo)準(zhǔn)字個非標(biāo)準(zhǔn)字符和圖符符和圖符;（4）可打印出）可打印出8240點(diǎn)陣的圖樣點(diǎn)陣的圖樣;（5）每行字符的點(diǎn)行數(shù)可用命

16、令更換，即字符行間距空點(diǎn)行）每行字符的點(diǎn)行數(shù)可用命令更換，即字符行間距空點(diǎn)行在在0256間任選間任選;（6）帶有水平和垂直制表命令，便于打印表格。）帶有水平和垂直制表命令，便于打印表格。2接口引腳微型打印機(jī)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)通過機(jī)箱后部的微型打印機(jī)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)通過機(jī)箱后部的20芯扁平電纜及插件芯扁平電纜及插件相連。相連。DB0DB7：數(shù)據(jù)線，單向由計(jì)算機(jī)輸入打印機(jī)。：數(shù)據(jù)線，單向由計(jì)算機(jī)輸入打印機(jī)。STROBE：數(shù)據(jù)選通信號：數(shù)據(jù)選通信號,下降沿有效。下降沿有效。 BUSY：打印機(jī)：打印機(jī)“忙忙”狀態(tài)信號狀態(tài)信號,為為”1”忙。忙。 ACK：打印機(jī)的應(yīng)答信號。：打印機(jī)的應(yīng)答信號。 3 字符代

17、碼及打印命令字符代碼串實(shí)例如下：字符代碼串實(shí)例如下：打印字符串打印字符串“3265.37”輸送代碼串為：輸送代碼串為：24，33，32，36，35，2E，33，37，0D。打印打印“This is Micro-Printer”輸送代碼串為：輸送代碼串為：54，68，69，73，20，69，73，20，4D，69，63，72，6F，2D，70，72，69，6E，74，65，72，2E，0D。打印打印“32.8cm2”輸送代碼為：輸送代碼為：33，32，2E，38，63，6D，9D，0D常用打印命令4 硬件接口通過通過STB、BUSY，通過單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的擴(kuò)展，通過單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的擴(kuò)展I/O口

18、口連接的打印機(jī)接口電路。連接的打印機(jī)接口電路。5打印程序?qū)嵗么蛴C(jī)打印“This is 2007”MOV DPTR,#TABLOP:JB P1.1, LOPCLR AMOVC A, A+DPTRINC DPTRMOV P0,ACLR P1.0SETB P1.0CJNE A,#00H,LOP1SJMP LOPLOP1:RETTAB:DB This is 2011,0DH ,4.19,0DH,00H3.4.5 語音接口n1ISD1420芯片的特點(diǎn)芯片的特點(diǎn)n（1）外圍元件簡單，僅需少量阻容元件、麥克風(fēng)即可組）外圍元件簡單，僅需少量阻容元件、麥克風(fēng)即可組成一完整錄放系統(tǒng)。成一完整錄放系統(tǒng)。n（2）模擬信息存儲重放音質(zhì)極好，并有一定混響效果。）模擬信息存儲重放音質(zhì)極好，并有一定混響效果。n（3）待機(jī)時低功耗（僅）待機(jī)時低功耗（僅0.5A），典型放音電流），典型放音電流15mA。n（4）放音時間）放音時間20s，可擴(kuò)充級聯(lián)。，可擴(kuò)充級聯(lián)。n（5）可持續(xù)放音，也可分段放音，最小分段）可持續(xù)放音，也可分段放音，最小分段20s/160段段=0.125s/段，可分段數(shù)段，可分段數(shù)160段。段。n（6）錄放次數(shù)達(dá)）錄放次數(shù)達(dá)10萬次。萬次。n（7）斷電信息存儲，無需備用電池，信息可保）斷電信息存儲，無需備用電池，