第10章 IO口擴(kuò)展20140810-2

1、單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院第10章 單片機(jī)I/O口擴(kuò)展單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院p10.1 并行口擴(kuò)展p10.2 按鍵擴(kuò)展p10.3 顯示擴(kuò)展單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院10.1 并口的擴(kuò)展并口的擴(kuò)展p I/O (輸入/輸出)接口是MCS-51與外設(shè)交換數(shù)字 信息的橋梁。p I/O擴(kuò)展也屬于系統(tǒng)擴(kuò)展的一部分。p MCS-51真正用作I/O口線的只有P1口的8位I/O線 和P3口的某些位線。p 在多數(shù)應(yīng)用系統(tǒng)中，MCS-51單片機(jī)都需要外擴(kuò) I/O接口電路。10.1.

2、1 I/O接口功能及傳送方式1. I/O接口功能單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院1. I/O接口的功能 I/O接口電路應(yīng)滿足以下要求：1）實(shí)現(xiàn)和不同外設(shè)的速度匹配 大多數(shù)的外設(shè)的速度很慢，無(wú)法和s量級(jí)的單片機(jī)速度相比。 單片機(jī)只有在確認(rèn)外設(shè)已為數(shù)據(jù)傳送做好準(zhǔn)備的前提下才能進(jìn)行I/O操作。 想知道外設(shè)是否準(zhǔn)備好，需I/O接口電路與外設(shè)之間傳送狀態(tài)信息。 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院2） 輸出數(shù)據(jù)鎖存 由于單片機(jī)工作速度快，數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)總線上保留的時(shí)間十分短暫，無(wú)法滿足慢速外設(shè)的數(shù)據(jù)接收。I/O電路應(yīng)具有數(shù)據(jù)輸出鎖存器，

3、以保證接收設(shè)備接收。3） 輸入數(shù)據(jù)三態(tài)緩沖 輸入設(shè)備向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)時(shí)，但數(shù)據(jù)總線上面可能“掛”有多個(gè)數(shù)據(jù)源，為不發(fā)生沖突，只允許當(dāng)前正在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的數(shù)據(jù)源使用數(shù)據(jù)總線，其余的應(yīng)處于隔離狀態(tài)。 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院 2. I/O數(shù)據(jù)的幾種傳送方式 為實(shí)現(xiàn)和不同的外設(shè)的速度匹配，I/O接口必須根據(jù)不同外設(shè)選擇恰當(dāng)?shù)腎/O數(shù)據(jù)傳送方式。I/O數(shù)據(jù)傳送的幾種傳送方式是： （1）無(wú)條件傳送（2）條件傳送（3）中斷傳送。單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院10.1.2編址方式編址方式1. 編址方式獨(dú)立編址-存儲(chǔ)器和I/

4、O端口在兩個(gè)獨(dú)立的地址空間中 (1)優(yōu)點(diǎn)：I/O端口的地址碼較短，譯碼電路簡(jiǎn)單，存儲(chǔ)器同I/O端口的操作指令不同，程序比較清晰；存儲(chǔ)器和I/O端口的控制結(jié)構(gòu)相互獨(dú)立，可以分別設(shè)計(jì) (2)缺點(diǎn)：需要有專用的I/O指令，程序設(shè)計(jì)的靈活性較差單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院10.1.2編址方式編址方式1. 編址方式統(tǒng)一編址-存儲(chǔ)器和I/O端口共用統(tǒng)一的地址空間，當(dāng)一個(gè)地址空間分配給I/O端口以后，存儲(chǔ)器就不能再占有這一部分的地址空間 (1)優(yōu)點(diǎn)：不需要專用的I/O指令，任何對(duì)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的指令都可用于I/O端口的數(shù)據(jù)操作，程序設(shè)計(jì)比較靈活；由于I/O端口的

5、地址空間是內(nèi)存空間的一部分，這樣，I/O端口的地址空間可大可小，從而使外設(shè)的數(shù)量幾乎不受限制 (2)缺點(diǎn)：I/O端口占用了內(nèi)存空間的一部分，影響了系統(tǒng)的內(nèi)存容量；訪問(wèn)I/O端口也要同訪問(wèn)內(nèi)存一樣，由于內(nèi)存地址較長(zhǎng)，導(dǎo)致執(zhí)行時(shí)間增加 單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院 2. MCS-51使用統(tǒng)一編址的方式 I/O寄存器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元同等對(duì)待，統(tǒng)一編址。每一接口芯片中的一個(gè)功能寄存器（端口）的地址就 相當(dāng)于一個(gè)RAM單元。 不需要專門(mén)的I/O指令，直接使用訪問(wèn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的指令進(jìn)行I/O操作，簡(jiǎn)單、方便且功能強(qiáng)。10.1.2編址方式編址方式單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)

6、原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院10.1.3 擴(kuò)展簡(jiǎn)單擴(kuò)展簡(jiǎn)單I/O接口接口在MCS-51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，采用鎖存器、三態(tài)門(mén)芯片，通過(guò)P0口可以擴(kuò)展各種類型的簡(jiǎn)單I/O口。P0口是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線口，通過(guò)P0口擴(kuò)展I/O口時(shí)，P0口只能分時(shí)使用，故輸出時(shí)接口應(yīng)有鎖存功能；輸入時(shí)，視數(shù)據(jù)是常態(tài)還是暫態(tài)的不同，接口應(yīng)能三態(tài)緩沖，或鎖存選通。不論是鎖存器，還是三態(tài)門(mén)芯片，都只具有數(shù)據(jù)線和鎖存允許及輸出允許控制線，而無(wú)地址線和片選信號(hào)線。而擴(kuò)展一個(gè)I/O口，相當(dāng)于一個(gè)片外存儲(chǔ)單元。CPU對(duì)I/O口的訪問(wèn)，要以確定的地址，用MOVX指令來(lái)進(jìn)行。單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子

7、信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院10.1.3 用用TTL芯片芯片273/244擴(kuò)展輸入輸出口擴(kuò)展輸入輸出口 74LS273真值表74LS244真值表1. 用用TTL芯片芯片273/244擴(kuò)展輸入輸出口擴(kuò)展輸入輸出口單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院1）用鎖存器74LS273擴(kuò)展輸出口10.1.3 用用TTL芯片芯片273/244擴(kuò)展輸入輸出口擴(kuò)展輸入輸出口單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院 在圖中WR與P2.7通過(guò)一個(gè)負(fù)邏輯的與非門(mén)，輸出信號(hào)作為 寫(xiě)(輸出)控制端。如此連接的輸出口地址是P2.7=0的任何16位地址。7FFFH可

8、作為該口地址。對(duì)該口的輸出操作如下： MOV DPTR, #7FFFH ;使DPTR指向74LS273輸出口 MOV A, #data ;輸出的數(shù)據(jù)要通過(guò)累加器A傳送 MOVX DPTR, A ;向74LS273擴(kuò)展口輸出數(shù)據(jù)10.1.3 用用TTL芯片芯片273/244擴(kuò)展輸入輸出口擴(kuò)展輸入輸出口單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院2) 用三態(tài)門(mén)74LS244擴(kuò)展輸入口10.1.3 用用TTL芯片芯片273/244擴(kuò)展輸入輸出口擴(kuò)展輸入輸出口單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院 在圖中RD與P2.6通過(guò)一個(gè)負(fù)邏輯的與非門(mén)，輸

9、出信號(hào)作為讀(輸入)控制端。如此連接的輸出口地址是P2.6=0的任何16位地址。BFFFH可作為該口地址。對(duì)該口的輸出操作如下： MOV DPTR,#BFFFH ; 使DPTR指向74LS244輸入口 MOVX A, DPTR; 輸入的數(shù)據(jù)讀入到累加器A10.1.3 用用TTL芯片芯片273/244擴(kuò)展輸入輸出口擴(kuò)展輸入輸出口單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院10.1.3 用用TTL芯片芯片273/244擴(kuò)展輸入輸出口擴(kuò)展輸入輸出口 74LS273真值表74LS244真值表2. 用用TTL芯片芯片273/244擴(kuò)展輸入輸出口擴(kuò)展輸入輸出口單片機(jī)原理與應(yīng)用單片

10、機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院10.1.3 用用TTL芯片芯片273/244擴(kuò)展輸入輸出口擴(kuò)展輸入輸出口 采用74LS244作擴(kuò)展輸入、74LS273作擴(kuò)展輸出的I/O口擴(kuò)展電路； P0口為雙向數(shù)據(jù)線，既能從244輸入數(shù)據(jù)，又能將數(shù)據(jù)傳送給273后輸出。 P2. 0作為輸入、輸出控制信號(hào)，當(dāng)P2. 0和/RD同時(shí)有效時(shí)，通過(guò)244輸入按鍵的數(shù)據(jù); 當(dāng)P2.0和/WR同時(shí)有效時(shí)，P0口通過(guò)273輸出數(shù)據(jù)顯示。單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院10.1.3 用用TTL芯片芯片273/244擴(kuò)展輸入輸出口擴(kuò)展輸入輸出口 （273）CLK = P

11、2.0 + /WR 輸出數(shù)據(jù)約束條件：P2.0 (A8) =0 ，/WR=0 （244） /G = P2.0 + /RD 讀入按鍵信息約束條件：P2.0 (A8) =0 ，/RD=0 端口地址：FEFFH1111 1110 1111 1111 B 可編程序如下:LOOP:MOVDPTR，#0FEFFH MOVXA，DPTR MOVXDPTR，A SJMP LOOP單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院10.1.3 用用TTL芯片芯片273/244擴(kuò)展輸入輸出口擴(kuò)展輸入輸出口 MOVXA，DPTR單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)

12、院10.1.3 用用TTL芯片芯片273/244擴(kuò)展輸入輸出口擴(kuò)展輸入輸出口 MOVXDPTR，A單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院10.1.3 用用TTL芯片芯片273/244擴(kuò)展輸入輸出口擴(kuò)展輸入輸出口 端口地址相同，作用對(duì)象不同！ 由于采用了部分譯碼，導(dǎo)致存在多個(gè)重復(fù)地址！重復(fù)地址有多少個(gè)？ 采用地址信號(hào)參與讀、寫(xiě)控制的方法，達(dá)到訪問(wèn)特定端口的目的。（非常有用?。?通常情況下，當(dāng)存在重復(fù)地址時(shí)，存儲(chǔ)器取最小地址，端口取最大地址。 如 FXXXH， 取F000H（memory）取FFFFH（port）單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光

13、學(xué)與電子信息學(xué)院10.1.4 用鎖存器用鎖存器74LS373擴(kuò)展輸入口擴(kuò)展輸入口單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院10.1.4 用鎖存器用鎖存器74LS373擴(kuò)展輸入口擴(kuò)展輸入口中斷系統(tǒng)初始化程序：PINT: SETB IT0;外部中斷0選擇為下降沿觸發(fā)方式SETB EA;開(kāi)系統(tǒng)中斷MOV R0, #50H;R0作地址指針，指向數(shù)據(jù)區(qū)首址SETB EX0;外部中斷0中斷允許 中斷服務(wù)程序： ORG 0003HPINT0: AJMP INT0INT0: MOV DPTR, #0BFFFH;使DPTR指向74LS373擴(kuò)展輸入口 MOVX A, DPTR ;從7

14、4LS373擴(kuò)展輸入口輸入數(shù)據(jù) MOV R0, A ;輸入數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)區(qū) INC R0 RETI單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院p10.1 并行口擴(kuò)展p10.2 按鍵擴(kuò)展p10.3 顯示擴(kuò)展單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院10.2.1 鍵盤(pán)基本知識(shí)鍵盤(pán)基本知識(shí)(硬件)編碼鍵盤(pán)(非硬件)編碼鍵盤(pán)獨(dú)立連接鍵盤(pán)矩陣連接鍵盤(pán)單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院 譯碼方式的分類：編碼鍵盤(pán)：由硬件電路識(shí)別是否有鍵按下，并獲取鍵值。非編碼鍵盤(pán)：由軟件識(shí)別是否有鍵按下，并獲取鍵值。 單片機(jī)系統(tǒng)中多采用非

15、編碼鍵盤(pán)。 發(fā)展趨勢(shì)為少量按鍵配以菜單的方式。一、鍵盤(pán)選擇問(wèn)題一、鍵盤(pán)選擇問(wèn)題單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院p按鍵的基本接口形式按鍵的基本接口形式獨(dú)立式獨(dú)立式：連線簡(jiǎn)單，適用于按鍵較少的情況：連線簡(jiǎn)單，適用于按鍵較少的情況 。行列式行列式(矩陣式矩陣式):連線較復(fù)雜，適用于按鍵較多的情況連線較復(fù)雜，適用于按鍵較多的情況一、鍵盤(pán)選擇問(wèn)題一、鍵盤(pán)選擇問(wèn)題單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院二、鍵輸入的基本處理過(guò)程二、鍵輸入的基本處理過(guò)程單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院三、三、按鍵過(guò)程的基

16、本特點(diǎn)按鍵過(guò)程的基本特點(diǎn)抖動(dòng)時(shí)間：抖動(dòng)時(shí)間：10ms 左右，與按鍵的機(jī)械特性有關(guān)。左右，與按鍵的機(jī)械特性有關(guān)。1.按鍵抖動(dòng)按鍵抖動(dòng)單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院 2、消抖方法：、消抖方法： 1）采用硬件消抖電路（利用）采用硬件消抖電路（利用RS 觸發(fā)器）觸發(fā)器）三、三、按鍵過(guò)程的基本特點(diǎn)按鍵過(guò)程的基本特點(diǎn)單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院2).軟件消抖軟件消抖 基本思想基本思想： 檢測(cè)到有鍵按下，鍵對(duì)應(yīng)的行線為低，軟件延時(shí)檢測(cè)到有鍵按下，鍵對(duì)應(yīng)的行線為低，軟件延時(shí)10ms10ms后，行線如仍為低，則確認(rèn)該行有鍵按下。后

17、，行線如仍為低，則確認(rèn)該行有鍵按下。 當(dāng)鍵松開(kāi)時(shí)，行線變高，軟件延時(shí)當(dāng)鍵松開(kāi)時(shí)，行線變高，軟件延時(shí)10ms10ms后，行線仍為后，行線仍為高，說(shuō)明按鍵已松開(kāi)。高，說(shuō)明按鍵已松開(kāi)。采取以上措施，采取以上措施，躲開(kāi)了兩個(gè)抖動(dòng)期躲開(kāi)了兩個(gè)抖動(dòng)期t1t1和和t3t3的影響的影響。單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院判斷是否有鍵按下判斷鍵是否釋放單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院1. 監(jiān)測(cè)有無(wú)鍵按下監(jiān)測(cè)有無(wú)鍵按下2. 保證可靠性：采取軟件消抖（或硬件消抖）保證可靠性：采取軟件消抖（或硬件消抖）3. 不管按鍵過(guò)程持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間，僅執(zhí)行一次

18、按不管按鍵過(guò)程持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間，僅執(zhí)行一次按 鍵功能程序。鍵功能程序。4. 輸出確定的鍵號(hào)（鍵值）。輸出確定的鍵號(hào)（鍵值）。四、鍵盤(pán)應(yīng)用程序應(yīng)具備的主要功能四、鍵盤(pán)應(yīng)用程序應(yīng)具備的主要功能單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院1、程序掃描方式程序掃描方式: 當(dāng)當(dāng)CPU 空閑時(shí)空閑時(shí),掃描鍵盤(pán)掃描鍵盤(pán),判斷判斷 有無(wú)鍵按下。有無(wú)鍵按下。2、定時(shí)掃描方式定時(shí)掃描方式: 利用利用CPU 的定時(shí)器的定時(shí)器,每隔一定每隔一定 時(shí)間掃描一次鍵盤(pán)。時(shí)間掃描一次鍵盤(pán)。3、中斷方式中斷方式: 在硬件上采用中斷在硬件上采用中斷,有鍵按下時(shí)有鍵按下時(shí),產(chǎn)產(chǎn) 生中斷生中斷,由中斷服務(wù)程序來(lái)

19、處理。由中斷服務(wù)程序來(lái)處理。 前兩種方法占用前兩種方法占用CPU 時(shí)間較多，中斷方式的效率時(shí)間較多，中斷方式的效率高。高。五、鍵盤(pán)監(jiān)測(cè)方法五、鍵盤(pán)監(jiān)測(cè)方法單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院10.2.2 獨(dú)立鍵盤(pán)擴(kuò)展獨(dú)立鍵盤(pán)擴(kuò)展KEY: JNB P1.0,PLAY ;逐鍵判別 JNB P1.1,STOP JNB P1.2,PAUSE JNB P1.3,STEP RET ;無(wú)鍵按下由此返回PLAY: ;實(shí)現(xiàn)播放功能STOP: ;停止功能PAUSE: ;暫停功能STEP: ;步進(jìn)功能單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院10.2.2

20、 獨(dú)立鍵盤(pán)擴(kuò)展獨(dú)立鍵盤(pán)擴(kuò)展單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院鍵盤(pán)中斷的程序結(jié)構(gòu)鍵盤(pán)中斷的程序結(jié)構(gòu) ORG 0013H PLAY: . CLR EX1 ; 關(guān)外部中斷1 SETB EX1 ; 開(kāi)外部中斷1LJMP KEYSCAN RETI . STOP: . KEYSCAN: SETB EX1 ; 開(kāi)外部中斷1 JNB P1.0, PLAY ;逐按鍵查詢判別 RETIJNB P1.1, STOP PAUSE : . JNB P1.2, PAUSE SETB EX1 ; 開(kāi)外部中斷1JNB P1.3, STEP RETISETB EX1 ; 開(kāi)外部中斷1 STE

21、P: . RETI SETB EX1 ; 開(kāi)外部中斷1 RETI單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院n 用于按鍵數(shù)目較多用于按鍵數(shù)目較多的場(chǎng)合的場(chǎng)合，由行線和，由行線和列線組成，按鍵位列線組成，按鍵位于行、列的交叉點(diǎn)于行、列的交叉點(diǎn)上。如圖所示。上。如圖所示。n 行列式鍵盤(pán)與獨(dú)立行列式鍵盤(pán)與獨(dú)立式鍵盤(pán)相比，要式鍵盤(pán)相比，要節(jié)節(jié)省很多的省很多的I/OI/O口線口線。10.2.3 矩陣鍵盤(pán)擴(kuò)展矩陣鍵盤(pán)擴(kuò)展單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院n 行列式鍵盤(pán)工作原理：行列式鍵盤(pán)工作原理：u 無(wú)鍵按下，該無(wú)鍵按下，該列線為高電平列線為高

22、電平，當(dāng)有鍵按下，當(dāng)有鍵按下時(shí)，時(shí)，列線列線電平由行線的電平來(lái)決定。電平由行線的電平來(lái)決定。u 由于行、列線為多鍵共用，各按鍵彼此將由于行、列線為多鍵共用，各按鍵彼此將相互發(fā)生影響，必須相互發(fā)生影響，必須將行、列線信號(hào)配合起來(lái)將行、列線信號(hào)配合起來(lái)并作適當(dāng)?shù)奶幚?，才能確定閉合鍵的位置并作適當(dāng)?shù)奶幚?，才能確定閉合鍵的位置。10.2.3 矩陣鍵盤(pán)擴(kuò)展矩陣鍵盤(pán)擴(kuò)展單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院11.2.3 行列式按鍵接口方法和應(yīng)用程序設(shè)計(jì)行列式按鍵接口方法和應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 程序掃描法原理:P1.0 P1.3 同時(shí)輸出低電平, 讀 P1.4 P1.7 的狀態(tài)，若全

23、為1, 則無(wú)鍵按下； 若不全為 1,有鍵按下。 按下的按鍵可能是誰(shuí)？ S1、S 5、S 9、S 13單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院11.2.3 行列式按鍵接口方法和應(yīng)用程序設(shè)計(jì)行列式按鍵接口方法和應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 在有鍵按下的情況下,進(jìn)一步判斷是哪個(gè)鍵按下。使P1.0 P1.3 依次輸出低電平, 讀出P1.4 P1.7 的狀態(tài)。按鍵位置：1 行，0 列，即“S5”鍵單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院11.2.3 行列式按鍵接口方法和應(yīng)用程序設(shè)計(jì)行列式按鍵接口方法和應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 依據(jù)行號(hào)和列號(hào)，求取該鍵的鍵值NN（列首鍵號(hào)+

24、1）行號(hào)行增量行號(hào)：0，1，2，3列號(hào)：0，1，2，3（S5）N（0+1） 1 4 思考：擴(kuò)展 16 個(gè)按鍵至少需要多少根I/O 線？單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院u 第第1 1步：步：列線輸出為全低電平，則行線中電列線輸出為全低電平，則行線中電平由高變低的所在行為按鍵平由高變低的所在行為按鍵所在行所在行。u 第第2 2步：步：行線輸出為全低電平，則列線中電行線輸出為全低電平，則列線中電平由高變低所在列為按鍵平由高變低所在列為按鍵所在列所在列。結(jié)合上述兩步，可確定按鍵所在行和列。結(jié)合上述兩步，可確定按鍵所在行和列。u 反轉(zhuǎn)法鍵盤(pán)的編碼反轉(zhuǎn)法鍵盤(pán)的編碼根據(jù)

25、實(shí)際需要靈活編碼。根據(jù)實(shí)際需要靈活編碼。只需兩步便能獲得此按鍵所在的行列值。只需兩步便能獲得此按鍵所在的行列值。10.2.3 矩陣鍵盤(pán)擴(kuò)展矩陣鍵盤(pán)擴(kuò)展單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院10.1.3 矩陣鍵盤(pán)擴(kuò)展矩陣鍵盤(pán)擴(kuò)展單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院p10.1 并行口擴(kuò)展p10.2 按鍵擴(kuò)展p10.3 顯示擴(kuò)展單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院11.1 顯示器接口顯示器接口 顯示器的作用和地位顯示器的作用和地位人機(jī)對(duì)話窗口人機(jī)對(duì)話窗口顯示工作狀態(tài)和參數(shù)顯示工作狀態(tài)和參數(shù)顯示測(cè)量結(jié)果

26、。顯示測(cè)量結(jié)果。單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院10.2 單片機(jī)顯示擴(kuò)展單片機(jī)顯示擴(kuò)展單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院10.3.1 LED顯示器結(jié)構(gòu)方式顯示器結(jié)構(gòu)方式單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院n 1 1、LEDLED顯示器的結(jié)構(gòu)顯示器的結(jié)構(gòu)常用的常用的LEDLED顯示器為顯示器為8 8段段（或（或7 7段段，8 8段比段比7 7段多了一個(gè)小段多了一個(gè)小數(shù)點(diǎn)數(shù)點(diǎn)“dpdp”段）。有段）。有共陽(yáng)極共陽(yáng)極和和共陰極共陰極兩種。如圖所示。兩種。如圖所示。10.3.1 LED顯示器結(jié)構(gòu)

27、方式顯示器結(jié)構(gòu)方式單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院n 為使為使LEDLED顯示不同的符號(hào)或數(shù)字，要為顯示不同的符號(hào)或數(shù)字，要為L(zhǎng)EDLED提供提供段碼（或稱字型碼）。提供給段碼（或稱字型碼）。提供給LEDLED顯示器的段碼（字顯示器的段碼（字型碼）正好是一個(gè)字節(jié)（型碼）正好是一個(gè)字節(jié)（8 8段）。各段與字節(jié)中各位段）。各段與字節(jié)中各位對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：10.3.1 LED顯示器結(jié)構(gòu)方式顯示器結(jié)構(gòu)方式D7D6D5D4D3D2D1D0dpgfedcba00111111單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院n LEDLE

28、D段碼（段碼（8 8段）段）10.3.1 LED顯示器結(jié)構(gòu)方式顯示器結(jié)構(gòu)方式單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院10.3.1 LED顯示器結(jié)構(gòu)方式顯示器結(jié)構(gòu)方式參數(shù)參數(shù)高亮管高亮管普亮管普亮管白光白光LEDVF1.7V-1.8V2.2V-2.5V3.0V-3.6VIF5mA10-20mA單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院n N N個(gè)個(gè)LEDLED顯示塊有顯示塊有N N位位位選線位選線和和8 8N N根根段碼線段碼線。 n 圖是圖是4 4位位LEDLED顯示器的結(jié)構(gòu)原理圖。顯示器的結(jié)構(gòu)原理圖。10.3.2 LED顯示方式顯示方

29、式u 段碼線段碼線控制控制顯示的字型顯示的字型，u 位選線位選線控制控制該顯示位的亮或暗。該顯示位的亮或暗。單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院兩種顯示方式兩種顯示方式靜態(tài)顯示靜態(tài)顯示和和動(dòng)態(tài)顯示動(dòng)態(tài)顯示。10.3.2 LED顯示方式顯示方式單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院n 1. 1. 靜態(tài)顯示方式靜態(tài)顯示方式 各位的各位的公共端公共端連接在一起（接地或連接在一起（接地或+5V+5V）。）。 每位的每位的段碼線段碼線（a adpdp）分別）分別與一個(gè)與一個(gè)8 8位的鎖存器位的鎖存器輸出相連。輸出相連。n 4 4位靜態(tài)位靜

30、態(tài)LEDLED顯示器電路。該電路各位可獨(dú)立顯示。顯示器電路。該電路各位可獨(dú)立顯示。單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院n 特點(diǎn)：特點(diǎn)：軟件簡(jiǎn)單軟件簡(jiǎn)單，但占用，但占用I/O 口線多口線多，功耗大功耗大10.3.2 LED顯示方式顯示方式 顯示字符一確定，相應(yīng)鎖存器的段碼輸出將維持顯示字符一確定，相應(yīng)鎖存器的段碼輸出將維持不變，直到送入另一個(gè)段碼為止。不變，直到送入另一個(gè)段碼為止。顯示的亮度高顯示的亮度高。單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院n MOV P1, #0C0H ;0的字模的字模nMOV P2, #0F9H ;1的字模

31、的字模10.3.2 LED顯示方式顯示方式單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院u 所有位的所有位的段碼線相應(yīng)段段碼線相應(yīng)段并在一起，并在一起，由一個(gè)由一個(gè)8 8位位I/OI/O口控制口控制，形成，形成段碼線的多路復(fù)用段碼線的多路復(fù)用，各位的各位的公共端公共端分別由相應(yīng)的分別由相應(yīng)的I/OI/O線控制，形線控制，形成各位的成各位的分時(shí)選通分時(shí)選通。u 單片機(jī)單片機(jī)定時(shí)掃描定時(shí)掃描顯示器件。顯示器件。顯示器件顯示器件分時(shí)工作分時(shí)工作，每次，每次只有一個(gè)只有一個(gè)LED 顯示。顯示。u特點(diǎn)：硬件連線少，功耗低；軟件復(fù)雜，需要不停地掃描。顯示特點(diǎn)：硬件連線少，功耗低；軟

32、件復(fù)雜，需要不停地掃描。顯示 亮度既與亮度既與導(dǎo)通電流導(dǎo)通電流有關(guān)，也與有關(guān)，也與點(diǎn)亮?xí)r間點(diǎn)亮?xí)r間和和間隔間隔有關(guān)。有關(guān)。10.3.2 LED顯示方式顯示方式n 2. 2. 動(dòng)態(tài)顯示方式動(dòng)態(tài)顯示方式單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院10.3.2 LED顯示方式顯示方式單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院n 下圖下圖8 8位位LEDLED動(dòng)態(tài)顯示動(dòng)態(tài)顯示2003.10.102003.10.10的過(guò)程。的過(guò)程。u 圖（圖（a)a)是顯示過(guò)程，某一時(shí)刻，只有一位是顯示過(guò)程，某一時(shí)刻，只有一位LEDLED被選通被選通顯示，其余位則是

33、熄滅的；顯示，其余位則是熄滅的；u 圖（圖（b)b)是實(shí)際顯示結(jié)果，人眼看到的是是實(shí)際顯示結(jié)果，人眼看到的是8 8位穩(wěn)定的同位穩(wěn)定的同時(shí)顯示的字符。時(shí)顯示的字符。10.3.2 LED顯示方式顯示方式單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)n 1、基本原理 （共陰極LED數(shù)碼管） 依次輸入位選信號(hào)和段碼位位543210位選碼位選碼20H10H08H04H02H01H單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院2. 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)n 例：在例：在6

34、 6 位顯示器上依次顯示位顯示器上依次顯示“123456”123456”u 3) 3) 逐位輸出位選信號(hào)和段碼逐位輸出位選信號(hào)和段碼數(shù)碼管號(hào)數(shù)碼管號(hào)654321緩沖區(qū)地址7EH7DH7CH7BH 7AH 79H緩沖區(qū)單元內(nèi)容（非壓緩沖區(qū)單元內(nèi)容（非壓縮縮BCD碼）碼）01H02H03H04H05H06H對(duì)應(yīng)字模值065BH4FH66H6DH 7DHu1) 1) 設(shè)置顯示緩沖區(qū)：設(shè)置顯示緩沖區(qū)： 7EH7EH79H 79H （6 6 個(gè)單元）個(gè)單元）u2) 2) 通過(guò)查表法，依據(jù)緩沖區(qū)內(nèi)容求取字模通過(guò)查表法，依據(jù)緩沖區(qū)內(nèi)容求取字模單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息

35、學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)院DIR:MOV R0, #79HMOV R3, #01HMOV A, R3LD0: MOV P2, A ;送位選碼MOV A, R0ADD A, #? ；#14MOVC A, A+PCDIR1: MOV P1, A ；送段選碼ACALL D1MSINC R0 ；指向下一緩存單元MOV A, R3JB ACC.5, LD1；顯示完畢否？RL AMOV R3,ASJMP LD0LD1: RETDSEG: DB 3FH,06,5BH,4FH,66H,6DH,7DH ;0-6的段碼單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 光學(xué)與電子信息學(xué)院光學(xué)與電子信息學(xué)