第1章微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

第1章微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)0微型計(jì)算機(jī)的二進(jìn)制運(yùn)算微型計(jì)算機(jī)的碼制和編碼微型計(jì)算機(jī)的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換微型計(jì)算機(jī)的組成體系第1章微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1第1章微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)概述微型計(jì)算機(jī)是一種能對(duì)信息加工處理的機(jī)器，它具有記憶、判斷和運(yùn)算能力，能仿效人類的思維活動(dòng)，代替人的部分腦力勞動(dòng)，并能對(duì)生產(chǎn)過程實(shí)施某種控制等等。1946年，美國賓夕法尼亞大學(xué)制成世界上第一臺(tái)ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndComputer）電子計(jì)算機(jī)以來，電子計(jì)算機(jī)經(jīng)歷了電子管、晶體管和集成電路三個(gè)發(fā)展時(shí)代，于20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了第一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)。。2第1章微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.1微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.微型化計(jì)算機(jī)裝置以微處理器為核心，配置輔助電路（如RAM、ROM、I/O接口電路）而構(gòu)成的微型化的計(jì)算機(jī)裝置（簡(jiǎn)稱μC），它是具有完成運(yùn)行功能的計(jì)算機(jī)。2.單片微型計(jì)算機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器CPU，存儲(chǔ)器和I/O接口電路等，只需要與適當(dāng)?shù)能浖屯獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為微機(jī)控制系統(tǒng)。3第6章人機(jī)交互接口1.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展1.微處理器技術(shù)的發(fā)展第一代，1971年10月，美國Intel公司首先推出Intel4004微處理器。微處理器進(jìn)入4位微處理器和低檔8位微處理器的時(shí)期。1972年3月，Intel公司又推出Intel8008微處理器實(shí)現(xiàn)了8位并行運(yùn)算。第二代，1973年開始，以8位微處理為主的時(shí)期。典型產(chǎn)品有：1973年Intel8080；1974年3月，Motorola公司的MC6800；1975~1976年，Zilog公司的Z80；1976年，Intel8085等。4第6章人機(jī)交互接口第三代，1978年開始，以16位微處理為主的時(shí)期。典型產(chǎn)品有：1978年Intel8086；1979年，Zilog公司的Z8000;1979年，Motorola公司的MC68000等。第四代，1981年開始，以32位微處理為主的時(shí)期。典型產(chǎn)品有：1983年，Zilog公司的Z80000；1984年，Motorola公司的MC68020；1985年，Intel公司的80386等。這一時(shí)期微處理器的集成度達(dá)到了空前規(guī)模。如80386微處理器集成度為27.5萬管/片。自Intel80386芯片推出以來，又出現(xiàn)了許多高性能的32位和64位微處理器，如Motorola的MC68030、MC68040，AMD公司的K6-2、K6-3、K7以及Intel的80486、Pentium、PentiumII、PentiumIII和Pentium4等產(chǎn)品。5第6章人機(jī)交互接口2.單片微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展單片微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，以Intel公司1976年推出的8位單片機(jī)為起點(diǎn)，大體經(jīng)歷了三個(gè)歷史階段。1974年，美國仙童（Fairchild）公司研制出世界上第一臺(tái)單片微型計(jì)算機(jī)F8，該機(jī)由兩塊集成電路芯片組成，結(jié)構(gòu)獨(dú)特，具有與眾不同的指令系統(tǒng)，深受民用電器和儀器儀表領(lǐng)域的歡迎和重視。第一代單片微型計(jì)算機(jī)（1976~1978）。始于1976年，以MCS-48系列為代表。第二代單片微型計(jì)算機(jī)（1978~1982）。以Intel公司的MCS-51系列為代表6圖6-2矩陣式鍵盤結(jié)構(gòu)第6章人機(jī)交互接口第三代單片微型計(jì)算機(jī)（1982~）。技術(shù)特點(diǎn)是全速發(fā)展單片微機(jī)的控制功能。綜合特點(diǎn)為：（1）發(fā)展非總線型單片微機(jī)，并與原有的總線型單片機(jī)形成了兩大派系。為了滿足家電控制器的巨大市場(chǎng)，將單片機(jī)的并行擴(kuò)展總線省去，推出廉價(jià)型單片微機(jī)，并盡可能將一些外圍接口封裝在片內(nèi)；（2）為了滿足不使用并行總線而能擴(kuò)展各種外圍器件，推出了串行擴(kuò)展總線。如philips的I2C總線、Motorola的SPL、NS公司的Microwire/PLUS的串行外圍接口等；（3）發(fā)展具有良好控制功能的控制網(wǎng)絡(luò)總線，以實(shí)現(xiàn)串行通信總線難以構(gòu)成的多主強(qiáng)控制功能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。例如汽車電子系統(tǒng)中采用的CAN總線。7第6章人機(jī)交互接口1.1.2微型計(jì)算機(jī)的分類機(jī)主流系列1.單片微機(jī)的分類20世紀(jì)80年代以來，各大電氣及半導(dǎo)體器件廠商紛紛推出自己的產(chǎn)品系列。迄今為止，市場(chǎng)上的單片微機(jī)產(chǎn)品已達(dá)60多個(gè)系列，600余個(gè)品種。從不同的角度有不同的分法。從運(yùn)算位長短分，可分為4位、8位、16位、32位等微機(jī)種類；從使用場(chǎng)合的不同，可分為高端單片機(jī)和低端單片機(jī)；從應(yīng)用領(lǐng)域分，可分為家電類單片機(jī)、工控類單片機(jī)、通信類單片機(jī)、軍工類單片機(jī)；按是否通用分，有通用型單片機(jī)和專用型單片機(jī)。8第6章人機(jī)交互接口2.單片微型計(jì)算機(jī)的主流系列MCS-51系列單片機(jī)是Intel公司1980年推出的8位單片機(jī)。80C51是MCS-51系列中的一個(gè)子系列，是一族高性能兼容型單片機(jī)，Siemens、Philips等公司在80C51基礎(chǔ)上推出了與80C51兼容的新型單片機(jī)統(tǒng)稱80C51系列。其中，Philips公司的80C51系列單片機(jī)性能卓越，產(chǎn)品最齊全，最具有代表性。Intel公司的單片微機(jī)9第6章人機(jī)交互接口Freescale是世界上最大的單片機(jī)廠商，2004年由Motorola公司半導(dǎo)體部更名為FreescaleSemiconductor,并獨(dú)立運(yùn)行。Freescale單片機(jī)的特點(diǎn)之一是在同樣的速度下所用的時(shí)鐘頻率較Intel類單片機(jī)低得多，因而使得高頻噪聲低，抗干擾能力強(qiáng)，更適合于工控領(lǐng)域及惡劣的環(huán)境。Freescale公司的單片微機(jī)Atmel公司的單片微機(jī)美國Atmel公司是世界上著名的高性能、低功耗、非易失性存儲(chǔ)器和數(shù)字集成電路的一流半導(dǎo)體制造公司。Atmel公司最令人注目的是E2PROM和閃存（flash）存儲(chǔ)器技術(shù)，一直處在世界領(lǐng)先地位。該公司把E2PROM和Flash存儲(chǔ)器技術(shù)巧妙地運(yùn)用于單片機(jī)，并采用多種封裝形式和高標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量檢測(cè)。10第6章人機(jī)交互接口MicroChip單片機(jī)的主要產(chǎn)品是PIC16C系列和17C系列8位單片機(jī)，CPU采用RISC結(jié)構(gòu)，分別僅有33，58條指令，采用Harvard雙總線結(jié)構(gòu)，運(yùn)行速度快，低工作電壓，低功耗，較大的輸入輸出直接驅(qū)動(dòng)能力，價(jià)格低，在辦公自動(dòng)化設(shè)備，消費(fèi)電子產(chǎn)品，電訊通信，智能儀器儀表，汽車電子，金融電子，工業(yè)控制等不同領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，PIC系列單片機(jī)在世界單片機(jī)市場(chǎng)份額排名中逐年提高，發(fā)展非常迅速。MicroChip公司的單片微機(jī)11第6章人機(jī)交互接口1.1.3微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成原理1.以微處理器為中心的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)現(xiàn)代微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)基本上是以馮·諾依曼模型為基礎(chǔ)，即以執(zhí)行存儲(chǔ)器中程序而工作。計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序是自動(dòng)按序進(jìn)行的，不需人工干預(yù)，程序和數(shù)據(jù)由輸入設(shè)備輸入存儲(chǔ)器，執(zhí)行程序所獲得的運(yùn)算結(jié)果由輸出設(shè)備輸出。以微處理器為中心的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是在中小型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，并以大規(guī)模集成電路技術(shù)為條件的一種新型計(jì)算機(jī)，和其他計(jì)算機(jī)相比，其最大特點(diǎn)是采用總線結(jié)構(gòu)，其中三總線結(jié)構(gòu)尤為普遍，目前已成為微型計(jì)算機(jī)的一種結(jié)構(gòu)。12第6章人機(jī)交互接口微處理器MPU是通過AB、DB和CB三總線同外圍的大規(guī)模集成電路ROM存儲(chǔ)器、RAM存儲(chǔ)器及I/O接口電路相連進(jìn)行工作的。13第6章人機(jī)交互接口1.1.2微型計(jì)算機(jī)的分類機(jī)主流系列1.單片微機(jī)的分類20世紀(jì)80年代以來，各大電氣及半導(dǎo)體器件廠商紛紛推出自己的產(chǎn)品系列。迄今為止，市場(chǎng)上的單片微機(jī)產(chǎn)品已達(dá)60多個(gè)系列，600余個(gè)品種。從不同的角度有不同的分法。從運(yùn)算位長短分，可分為4位、8位、16位、32位等微機(jī)種類；從使用場(chǎng)合的不同，可分為高端單片機(jī)和低端單片機(jī)；從應(yīng)用領(lǐng)域分，可分為家電類單片機(jī)、工控類單片機(jī)、通信類單片機(jī)、軍工類單片機(jī)；按是否通用分，有通用型單片機(jī)和專用型單片機(jī)。14第6章人機(jī)交互接口1.1.2微型計(jì)算機(jī)的分類機(jī)主流系列1.單片微機(jī)的分類20世紀(jì)80年代以來，各大電氣及半導(dǎo)體器件廠商紛紛推出自己的產(chǎn)品系列。迄今為止，市場(chǎng)上的單片微機(jī)產(chǎn)品已達(dá)60多個(gè)系列，600余個(gè)品種。從不同的角度有不同的分法。從運(yùn)算位長短分，可分為4位、8位、16位、32位等微機(jī)種類；從使用場(chǎng)合的不同，可分為高端單片機(jī)和低端單片機(jī)；從應(yīng)用領(lǐng)域分，可分為家電類單片機(jī)、工控類單片機(jī)、通信類單片機(jī)、軍工類單片機(jī)；按是否通用分，有通用型單片機(jī)和專用型單片機(jī)。15第6章人機(jī)交互接口1.1.2微型計(jì)算機(jī)的分類機(jī)主流系列1.單片微機(jī)的分類20世紀(jì)80年代以來，各大電氣及半導(dǎo)體器件廠商紛紛推出自己的產(chǎn)品系列。迄今為止，市場(chǎng)上的單片微機(jī)產(chǎn)品已達(dá)60多個(gè)系列，600余個(gè)品種。從不同的角度有不同的分法。從運(yùn)算位長短分，可分為4位、8位、16位、32位等微機(jī)種類；從使用場(chǎng)合的不同，可分為高端單片機(jī)和低端單片機(jī)；從應(yīng)用領(lǐng)域分，可分為家電類單片機(jī)、工控類單片機(jī)、通信類單片機(jī)、軍工類單片機(jī)；按是否通用分，有通用型單片機(jī)和專用型單片機(jī)。16第6章人機(jī)交互接口1.1.2微型計(jì)算機(jī)的分類機(jī)主流系列1.單片微機(jī)的分類20世紀(jì)80年代以來，各大電氣及半導(dǎo)體器件廠商紛紛推出自己的產(chǎn)品系列。迄今為止，市場(chǎng)上的單片微機(jī)產(chǎn)品已達(dá)60多個(gè)系列，600余個(gè)品種。從不同的角度有不同的分法。從運(yùn)算位長短分，可分為4位、8位、16位、32位等微機(jī)種類；從使用場(chǎng)合的不同，可分為高端單片機(jī)和低端單片機(jī)；從應(yīng)用領(lǐng)域分，可分為家電類單片機(jī)、工控類單片機(jī)、通信類單片機(jī)、軍工類單片機(jī)；按是否通用分，有通用型單片機(jī)和專用型單片機(jī)。17第6章人機(jī)交互接口1.1.2微型計(jì)算機(jī)的分類機(jī)主流系列1.單片微機(jī)的分類20世紀(jì)80年代以來，各大電氣及半導(dǎo)體器件廠商紛紛推出自己的產(chǎn)品系列。迄今為止，市場(chǎng)上的單片微機(jī)產(chǎn)品已達(dá)60多個(gè)系列，600余個(gè)品種。從不同的角度有不同的分法。從運(yùn)算位長短分，可分為4位、8位、16位、32位等微機(jī)種類；從使用場(chǎng)合的不同，可分為高端單片機(jī)和低端單片機(jī)；從應(yīng)用領(lǐng)域分，可分為家電類單片機(jī)、工控類單片機(jī)、通信類單片機(jī)、軍工類單片機(jī)；按是否通用分，有通用型單片機(jī)和專用型單片機(jī)。18第6章人機(jī)交互接口1.1.2微型計(jì)算機(jī)的分類機(jī)主流系列1.單片微機(jī)的分類20世紀(jì)80年代以來，各大電氣及半導(dǎo)體器件廠商紛紛推出自己的產(chǎn)品系列。迄今為止，市場(chǎng)上的單片微機(jī)產(chǎn)品已達(dá)60多個(gè)系列，600余個(gè)品種。從不同的角度有不同的分法。從運(yùn)算位長短分，可分為4位、8位、16位、32位等微機(jī)種類；從使用場(chǎng)合的不同，可分為高端單片機(jī)和低端單片機(jī)；從應(yīng)用領(lǐng)域分，可分為家電類單片機(jī)、工控類單片機(jī)、通信類單片機(jī)、軍工類單片機(jī)；按是否通用分，有通用型單片機(jī)和專用型單片機(jī)。19第6章人機(jī)交互接口1.1.2微型計(jì)算機(jī)的分類機(jī)主流系列1.單片微機(jī)的分類20世紀(jì)80年代以來，各大電氣及半導(dǎo)體器件廠商紛紛推出自己的產(chǎn)品系列。迄今為止，市場(chǎng)上的單片微機(jī)產(chǎn)品已達(dá)60多個(gè)系列，600余個(gè)品種。從不同的角度有不同的分法。從運(yùn)算位長短分，可分為4位、8位、16位、32位等微機(jī)種類；從使用場(chǎng)合的不同，可分為高端單片機(jī)和低端單片機(jī)；從應(yīng)用領(lǐng)域分，可分為家電類單片機(jī)、工控類單片機(jī)、通信類單片機(jī)、軍工類單片機(jī)；按是否通用分，有通用型單片機(jī)和專用型單片機(jī)。20（2）反轉(zhuǎn)法

掃描法需要逐列的掃描，根據(jù)被按鍵的位置不同，每次掃描的次數(shù)也不一樣。如果被按鍵位于最后一列時(shí)，則要經(jīng)過多次掃描查詢才能得到該鍵的位置。反轉(zhuǎn)法則克服了掃描法的不足，無論被按鍵位于什么位置，都只需要兩步就可以判斷出鍵的位置。圖6-3線反轉(zhuǎn)法原理圖第一步，將列線設(shè)置為輸出線，行線設(shè)置為輸入線。并將列線置“0”，則行線中為“0”的行就是被按鍵所在的行，如果所有的行線都為“1”，則沒有鍵被按下。第二步，將行、列線的輸入、輸出狀態(tài)反轉(zhuǎn)一下，即將行線設(shè)置為輸出線，列線設(shè)置為輸入線。并將行線置“0”，則列線中為“0”的列就是被按鍵所在的列。由此便確定了被按鍵的位置。第6章人機(jī)交互接口21采用上述掃描鍵盤的工作方式，雖然可以及時(shí)響應(yīng)按鍵信息，但是這種方式不管鍵盤上有無鍵按下，CPU總要不斷地掃描鍵盤，占用很多的CPU處理時(shí)間。為了進(jìn)一步提高CPU的工作效率，可采用中斷掃描工作方式。即當(dāng)鍵盤上有鍵被按下時(shí)才產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，CPU響應(yīng)中斷請(qǐng)求后，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序，對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，獲取按鍵的相關(guān)信息。如圖6-4為中斷法的原理圖。（3）中斷法圖6-4中斷法原理圖第6章人機(jī)交互接口226.1.3鍵盤/顯示專用接口Intel82798279是Intel公司生產(chǎn)的專用可編程鍵盤和顯示器接口芯片?？蓪?shí)現(xiàn)對(duì)鍵盤/顯示器的自動(dòng)掃描，并識(shí)別鍵盤上閉合鍵的鍵號(hào)，不僅可以大大節(jié)省CPU對(duì)鍵盤/顯示器的操作時(shí)間，而且顯示穩(wěn)定，接口程序簡(jiǎn)單。1．Intel8279的引腳及功能介紹Intel8279采用40引腳雙列直插封裝，其引腳排列及功能分別如圖6-5（a）、（b）所示。第6章人機(jī)交互接口23（a）（b）圖6-5Intel8279引腳及功能圖第6章人機(jī)交互接口24（1）數(shù)據(jù)線

DB0~DB7：是雙向三態(tài)數(shù)據(jù)總線，在接口電路中與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連，用以傳送CPU和8279之間的數(shù)據(jù)和命令。A0：數(shù)據(jù)選擇輸入端，A0=1時(shí)，CPU寫入數(shù)據(jù)為命令字，讀出狀態(tài)字為狀態(tài)字；A0=0時(shí)，CPU讀、寫均為數(shù)據(jù)。（2）地址線:片選輸入端，低電平有效。（3）控制線CLK：8279的時(shí)鐘輸入線。IRQ：中斷請(qǐng)求輸出線，高電平有效。第6章人機(jī)交互接口25:顯示熄滅輸出線，低電平有效。當(dāng)=0時(shí)將顯示全熄滅。、：讀、寫輸入控制線，低電平有效。SL0~SL3：掃描輸出線，用來作為掃描鍵盤和顯示的代碼輸出或直接輸出線。RL0~RL7：回復(fù)輸入線，它們是鍵盤或傳感器矩陣的信號(hào)輸入線。SHIFT：來自外部鍵盤或傳感器矩陣的輸入信號(hào)。CNTL/S：控制/選通輸入線，高電平有效。OUTA0~OUTA3：通常作為顯示信號(hào)的高4位輸出線。OUTB0~OUTB3：通常作為顯示信號(hào)的低4位輸出線。第6章人機(jī)交互接口262．Intel8279的工作方式Intel8279有三種工作方式：鍵盤方式、顯示方式和傳感器方式。（1）鍵盤工作方式8279在鍵盤工作方式時(shí)，可設(shè)置為雙鍵互鎖方式和N鍵循回方式。（2）顯示方式Intel8279的顯示方式又可分為左端入口和右端入口方式。（3）傳感器方式傳感器方式是把傳感器的開關(guān)狀態(tài)送入傳感器RAM中。第6章人機(jī)交互接口273．Intel8279的命令字及其格式Intel8279的各種工作方式都要通過對(duì)命令寄存器的設(shè)置來實(shí)現(xiàn)。8279共有8種命令，通過這些命令設(shè)置工作寄存器，來選擇各種工作方式。命令寄存器共8位，格式為如上圖，8279的一條命令由兩大部分組成，一部分表征命令類型，為命令特征位，由命令寄存器高3位D7~D5決定。D7~D5三位的狀態(tài)可組合出8種形式，對(duì)應(yīng)8類命令。另一部分為命令的具體內(nèi)容，由D4~D0決定。D7D6D5D4D3D2D1D0第6章人機(jī)交互接口28每種特征所代表的命令如表6.1所示表6.1Intel8279命令特征表D7D6D5代表的命令類型000鍵盤/顯示命令001時(shí)鐘編程命令010讀FIFO/傳感器RAM命令011讀顯示器RAM命令100寫顯示命令101顯示禁止/熄滅命令110清除命令111結(jié)束中斷/出錯(cuò)方式設(shè)置命令第6章人機(jī)交互接口29（1）鍵盤/顯示方式設(shè)置命令字（2）時(shí)鐘編程命令（3）讀FIFO/傳感器RAM命令（4）讀顯示RAM命令（5）寫顯示RAM命令（6）顯示禁止寫入/消隱命令（7）清除命令（8）結(jié)束中斷/出錯(cuò)方式設(shè)置命令第6章人機(jī)交互接口304．Intel8279狀態(tài)格式與狀態(tài)字Intel8279的FIFO狀態(tài)字，主要用于鍵盤和選通工作方式，以指示數(shù)據(jù)緩沖器FIFO/傳感器RAM中的字符數(shù)和有錯(cuò)誤發(fā)生，狀態(tài)字節(jié)的讀出地址和命令輸入地址相同（/CS=0，A0=1）。狀態(tài)字節(jié)格式如下：D7D6D5D4D3D2D1D0其中：狀態(tài)字顯示出8279的工作狀態(tài)。狀態(tài)字和8種命令字共用一個(gè)地址口。當(dāng)A0=1時(shí)，從8279命令/狀態(tài)口地址讀出的是狀態(tài)字。狀態(tài)字各位意義如下：D7：為顯示無效特征位D6：為傳感器信號(hào)結(jié)束/錯(cuò)誤特征位D5：為FIFO/傳感器RAM溢出標(biāo)志位D4：為FIFO/傳感器RAM空標(biāo)志位D3：為FIFO/傳感器RAM滿標(biāo)志位D2~D0：表示FIFO/傳感器RAM中的字符個(gè)數(shù)，即FIFO/傳感器RAM中數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。第6章人機(jī)交互接口315．Intel8279的數(shù)據(jù)輸入/輸出格式對(duì)8279輸入/輸出數(shù)據(jù)不僅要先確定地址口，而且數(shù)據(jù)存放也要按一定格式，其格式在鍵盤和傳感器方式有所不同。8279的數(shù)據(jù)輸入/輸出口地址由/CS=0、A0=0確定。（1）鍵盤掃描方式數(shù)據(jù)輸入格式

鍵盤的行號(hào)、列號(hào)及控制鍵位置如下：D7D6D5D4D3D2D1D0CNTLSHIFTSL0~SL2RL0~RL7D7：控制鍵“CNTL”狀態(tài)。D6：控制鍵“SHIFT”狀態(tài)。D5D4D3：被按鍵所在列號(hào)（由SL0~SL2）狀態(tài)確定）。D2D1D0：被按鍵所在行號(hào)（由RL0~RL7）狀態(tài)確定）。第6章人機(jī)交互接口32（2）傳感器方式及選通方式數(shù)據(jù)輸入格式

此種方式8位輸入數(shù)據(jù)為RL0~RL7的狀態(tài)。格式如下：D7D6D5D4D3D2D1D0RL7RL6RL5RL4RL3RL2RL1RL06．Intel8279的內(nèi)部譯碼與外部譯碼在鍵盤、顯示器工作方式中SL0SL3為鍵盤列掃描線和動(dòng)態(tài)顯示的位選線。當(dāng)選擇內(nèi)部譯碼（鍵盤顯示方式設(shè)置命令字的D0=1）時(shí),SL0SL3每一時(shí)刻只有一位為低電平輸出,此時(shí),8279只能外接4位顯示器和4×8鍵盤。當(dāng)選擇外部譯碼（鍵盤顯示方式設(shè)置命令字的D0=0）時(shí),SL0SL3呈計(jì)數(shù)分頻式波形輸出,此時(shí),若外接416譯碼器,則譯碼器的16個(gè)輸出可作為外接16位顯示器的位信號(hào)；若外接38譯碼器，則譯碼器的8個(gè)輸出與RL0RL7配合可構(gòu)成8×8鍵盤(鍵輸入數(shù)據(jù)格式中只能計(jì)入SL0SL2的8中狀態(tài))。第6章人機(jī)交互接口337．Intel8279與單片機(jī)、鍵盤/顯示器的接口應(yīng)用圖6-68051與8279的一般接口框圖第6章人機(jī)交互接口34圖6-78279應(yīng)用電路第6章人機(jī)交互接口356.1.4鍵盤顯示專用串行接口HD7279A1．HD7279A引腳及功能介紹圖6-8HD279A的引腳圖1.主要特性

(1).串行接口，無需外圍元件可直接驅(qū)動(dòng)LED。

(2).各位獨(dú)立控制譯碼/不譯碼及消隱和閃爍屬性。

(3).（循環(huán)）左移/（循環(huán)）右移指令。

(4).具有段尋址指令，方便控制獨(dú)立LED。

(5).64鍵鍵盤控制器，內(nèi)含去抖動(dòng)電路。

2.引腳說明：

VDD:正電源VSS:地CS:片選CLK:時(shí)鐘輸入端DATA:串行數(shù)據(jù)輸入/輸出端CLK0:振蕩輸出端KEY:按鍵有效輸出端RES:復(fù)位端SG-SA:段g—段a驅(qū)動(dòng)輸出

DP:小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)輸出DIG0-7:數(shù)位0-7驅(qū)動(dòng)輸出

RC:RC振蕩器連接端第6章人機(jī)交互接口362．HD7279A的控制指令與時(shí)序HD7279A的控制指令分為二大類——純指令和帶有數(shù)

據(jù)的指令。（1）純控制指令

指令格式為：D7D6D5D4D3D2D1D0①復(fù)位指令：指令代碼為A4H，其功能為清除所有顯示②測(cè)試指令：指令代碼為BFH，其功能為將所有的LED點(diǎn)亮并閃爍，主要用于測(cè)試。③左移指令：指令代碼為A1H，其功能為將所有的顯示左移1位。④右移指令：指令代碼為A0H，其功能與將所有的顯示右移1位。⑤循環(huán)左移指令：指令代碼為A3H，其功能為將所有的顯示循環(huán)左移1位。⑥循環(huán)右移指令：指令代碼為A2H，其功能與循環(huán)左移指令相似，只是方向相反。第6章人機(jī)交互接口37（2）帶數(shù)據(jù)指令帶數(shù)據(jù)指令均由雙字節(jié)組成。①下載數(shù)據(jù)且按方式0譯碼D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D010000a2a1a0dp×××d3d2d1d0×：無影響。命令由二個(gè)字節(jié)組成,前半部分為指令,其中a2,a1,a0表示LED的位地址。命令由二字節(jié)組成，前半部分為指令，其中a2,a1,a0為位地址。d0－d3為數(shù)據(jù)，收到此指令時(shí),按以下規(guī)則

進(jìn)行譯碼。

0000：顯01001：顯9

1010：顯-1111：顯空白

小數(shù)點(diǎn)的顯示由DP位控制：DP=1時(shí)，小數(shù)點(diǎn)顯示，DP=0時(shí)，小數(shù)點(diǎn)不顯示。第6章人機(jī)交互接口38②下載數(shù)據(jù)且按方式1譯碼D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D011001a2a1a0dp×××d3d2d1d0此指令與上一條指令其本相同，所不同的是譯碼方式，該指令的譯碼為按d0—d3值對(duì)應(yīng)的是0—9，A～F。③下載數(shù)據(jù)但不譯碼D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D010010a2a1a0dpABCDEFG其中，a2，a1，a0為位地址，A－G和DP為顯示數(shù)據(jù)，分別對(duì)應(yīng)7段LED數(shù)碼管的各段。當(dāng)相應(yīng)的數(shù)據(jù)位為‘1’時(shí)，該段點(diǎn)亮，否則不亮。此指令靈活，通過造字形表，可以顯示用戶所需的字符。第6章人機(jī)交互接口39④閃爍控制D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D010001000d8d7d6d5d4d3d2d1此命令控制各個(gè)數(shù)碼管的閃爍屬性。d1~d8分別對(duì)應(yīng)數(shù)碼管1~8，0=閃爍，1=不閃爍。開機(jī)后，缺省的狀態(tài)為各位均不閃爍。⑤消隱控制D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D010011000d8d7d6d5d4d3d2d1此命令控制各個(gè)數(shù)碼管的消隱屬性。d1-d8分別對(duì)應(yīng)數(shù)碼管1-8，1=顯示，0=消隱。第6章人機(jī)交互接口403．HD7279A接口應(yīng)用圖6-13HD7279A與AT89C51的接口電路第6章人機(jī)交互接口41接口子程序?qū)嵗簊bitCS=P1^0;//CS與P1.0相連sbitCLK=P1^1;//CLK與P1.1相連sbitDAT=P1^2;//DAT與P1.2相連sbitKEY=P1^3;//KEY與P1.3相連voidsend_byte(unsignedcharout_byte){//發(fā)送一個(gè)字節(jié)unsignedchari;CS=0;long_delay();for(i=0;i<8;i++){

if(out_byte&0x80){DAT=1;}else{DAT=0;}CLK=1;short_delay();CLK=0;short_delay();out_byte=out_byte*2;}DAT=0;}第6章人機(jī)交互接口42in_byte=in_byte*2;if(DAT){in_byte=in_byte|0x01;}CLK=0;short_delay();}DAT=0;return(in_byte);}unsignedcharreceive_byte(void){//接收一個(gè)字節(jié)unsignedchari,in_byte;DAT=1;//設(shè)為輸入狀態(tài)long_delay();for(i=0;i<8;i++){CLK=1;short_delay();

第6章人機(jī)交互接口436.2LED顯示器接口在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，常常需要把一些信息顯示出來，以便了解系統(tǒng)的狀態(tài)。最常用的顯示器是LED（發(fā)光二極管顯示器）和LCD（液晶顯示器），這兩種顯示器可顯示數(shù)字、字符及系統(tǒng)的狀態(tài)。6.2.1LED顯示器的結(jié)構(gòu)與原理1．LED顯示器的結(jié)構(gòu)LED（LightEmittingDiode）是發(fā)光二極管的縮寫。常用的LED顯示器有LED狀態(tài)顯示器（俗稱發(fā)光二極管）LED七段顯示器（俗稱數(shù)碼管）LED十六段顯示器。第6章人機(jī)交互接口44常用的LED顯示器，即數(shù)碼管，是由8個(gè)發(fā)光二極管（以下簡(jiǎn)稱段）構(gòu)成，通過不同的組合可用來顯示數(shù)字09、字符AF、H、L、P、R、U、Y、符號(hào)“”及小數(shù)點(diǎn)“”。數(shù)碼管的外型結(jié)構(gòu)如圖6-14所示。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)，分別如圖6-15（a）和圖6-15（b）。圖6-14數(shù)碼管的外型結(jié)構(gòu)圖圖6-15數(shù)碼管接線方式第6章人機(jī)交互接口452．LED顯示器工作原理共陽極接法：就是將LED顯示器（數(shù)碼管）的8段發(fā)光二極管的陽極（二極管正端）連接在一起。共陰極接法：就是將LED顯示器（數(shù)碼管）的8段發(fā)光二極管的陰極（二極管負(fù)端）連接在一起3．LED顯示器字形編碼一個(gè)LED顯示器（數(shù)碼管）由7段LED和一個(gè)小數(shù)點(diǎn)位DP組成，一共是8位，即8個(gè)發(fā)光二極管。這正好是一個(gè)字節(jié)的長度。所以，可以直接將一個(gè)數(shù)碼管的8段LED與單片機(jī)的8位并行I/O端口相連，使之建立對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過控制單片機(jī)對(duì)應(yīng)I/O端口的輸出電平，就可以使數(shù)碼管顯示出相應(yīng)的字符或數(shù)字。第6章人機(jī)交互接口46LED顯示器（數(shù)碼管）各段與段碼各字節(jié)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：段碼位D7D6D5D4D3D2D1D0顯示段dpgfedcba6.2.2LED顯示方式根據(jù)LED數(shù)碼管數(shù)量和控制的需要，LED顯示器有靜態(tài)顯示控制和動(dòng)態(tài)顯示控制兩種控制方式。1．靜態(tài)顯示接口靜態(tài)顯示是指各個(gè)LED數(shù)碼管上能穩(wěn)定地同時(shí)顯示各自的字符并維持不變，直到顯示下一個(gè)字符為止。相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定導(dǎo)通或恒定截止。第6章人機(jī)交互接口47（1）并行方式擴(kuò)展LED顯示接口圖6-16LED顯示接口電路第6章人機(jī)交互接口48（2）串行方式擴(kuò)展LED顯示接口圖6-174位LED顯示器靜態(tài)控制接口電路第6章人機(jī)交互接口492．動(dòng)態(tài)顯示接口動(dòng)態(tài)顯示是一位一位地輪流點(diǎn)亮各位數(shù)碼管，這種逐位點(diǎn)亮顯示器的方式稱為位掃描。通常，各位數(shù)碼管的段選線相應(yīng)并聯(lián)在一起，由一個(gè)8位的I/O口控制；各位的位選線（公共陰極或陽極）由另外的I/O口線控制。動(dòng)態(tài)方式顯示時(shí)，各數(shù)碼管分時(shí)輪流選通，要使其穩(wěn)定顯示必須采用掃描方式，雖然這些字符是在不同的時(shí)刻分別顯示，但由于人眼存在視覺暫留效應(yīng)，只要每位顯示間隔足夠短就可以給人同時(shí)顯示的感覺。第6章人機(jī)交互接口50圖6-18LED動(dòng)態(tài)掃描電路第6章人機(jī)交互接口516.2.3LED顯示管理芯片MAX7219MAX7219是MAXIM公司生產(chǎn)的7段共陰極LED數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)芯片,每一片MAX7219最多可驅(qū)動(dòng)8位LED數(shù)碼管或64個(gè)單獨(dú)的發(fā)光二極管。它集BCD碼譯碼器、多路掃描器、段驅(qū)動(dòng)和位驅(qū)動(dòng)電路于一體，內(nèi)含8×8位雙口靜態(tài)SRAM，可保存8位LED數(shù)據(jù)。外圍接口電路簡(jiǎn)單,使用方便，僅需三根I/O口線便可提供串行數(shù)據(jù)DIN、時(shí)鐘信號(hào)CLK和數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)LOAD。即可驅(qū)動(dòng)多塊LED進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示，并可串聯(lián)使用。常規(guī)的動(dòng)態(tài)顯示往往具有亮度不夠、閃爍等缺點(diǎn),而靜態(tài)顯示又有硬件電路復(fù)雜，線路板設(shè)計(jì)成本高等缺陷，若采用MAX7219驅(qū)動(dòng)LED,則可克服上述缺點(diǎn)，大大簡(jiǎn)化硬件電路和減小軟件的工作量。第6章人機(jī)交互接口521．MAX7219引腳及功能介紹DIN：串行數(shù)據(jù)輸入端DOUT：串行數(shù)據(jù)輸出端，用于級(jí)連擴(kuò)展LOAD：裝載數(shù)據(jù)輸入CLK：串行時(shí)鐘輸入DIG0~DIG7：8位LED位選線，從共陰極LED中吸入電流SEGA~SEGGDP7段驅(qū)動(dòng)和小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)ISET：通過一個(gè)10k電阻和Vcc相連，設(shè)置段電流第6章人機(jī)交互接口53MAX7219數(shù)據(jù)包格式D15D14D13D12D11D10D９D8D7D6D5D4D3D2D1D0××××←地址→←數(shù)據(jù)→其中D15~D12位不用，D11~D8位為內(nèi)部5個(gè)控制寄存器和8個(gè)LED顯示數(shù)據(jù)寄存器的地址，D7~D0位為5個(gè)控制寄存器和8個(gè)LED數(shù)碼管待顯示的數(shù)據(jù)，因?yàn)榭刂萍拇嫫髋c顯示數(shù)據(jù)寄存器獨(dú)立編址，所以可以通過程序?qū)γ總€(gè)寄存器進(jìn)行操作。一般情況下，程序先送控制命令，后向顯示寄存器送數(shù)據(jù)，每16位為一組，從高位地址字節(jié)最高位開始送，直到低位數(shù)據(jù)字節(jié)最后一位。第6章人機(jī)交互接口542．MAX7219寄存器功能及使用MAX7219有14個(gè)內(nèi)部寄存器，分別為8個(gè)位驅(qū)動(dòng)寄存器和6個(gè)狀態(tài)寄存器，命令寄存器被初始化后，如不重新初始化，則7219保持初始化的那些狀態(tài)。表6.10寄存器地址分配表第6章人機(jī)交互接口553．MAX7219接口應(yīng)用第6章人機(jī)交互接口56//管腳定義數(shù)據(jù)發(fā)送及MAX7219初始化子程序。#defineLOAD=P1^0; //MAX7219片選12腳#defineDIN=P3^1; //MAX7219串行數(shù)據(jù)1腳#defineCLK=P3^0; //MAX7219串行時(shí)鐘13腳 //寄存器宏定義#defineDECODE_MODE0x09 //譯碼控制寄存器#defineINTENSITY0x0A //亮度控制寄存器#defineSCAN_LIMIT0x0B //掃描界限寄存器#defineSHUT_DOWN0x0C //關(guān)斷模式寄存器#defineDISPLAY_TEST0x0F //測(cè)試控制寄存器voidWrite7219(unsignedcharaddress,unsignedchardat);voidInitial(void);第6章人機(jī)交互接口57voidWrite7219(unsignedcharaddress,unsignedchardat){unsignedchari;//地址、數(shù)據(jù)發(fā)送子程序LOAD=0;//拉低片選線,選中器件//發(fā)送地址for(i=0;i<8;i++)//移位循環(huán)8次{CLK=0;//清零時(shí)鐘總線DIN=(bit)(address&0x80);//每次取高字節(jié)address<<=1;//左移一位CLK=1;//時(shí)鐘上升沿,發(fā)送地址}for(i=0;i<8;i++)//發(fā)送數(shù)據(jù){CLK=0;DIN=(bit)(dat&0x80);dat<<=1;CLK=1;//時(shí)鐘上升沿,發(fā)送數(shù)據(jù)}LOAD=1;//發(fā)送結(jié)束,上升沿鎖存數(shù)據(jù)}voidInitial(void)//MAX7219初始化,設(shè)置MAX7219內(nèi)部的控制寄存器{Write7219(SHUT_DOWN,0x01);//開啟正常工作模式（0xX1）Write7219(DISPLAY_TEST,0x00); //選擇工作模式（0xX0）Write7219(DECODE_MODE,0xff); //選用全譯碼模式Write7219(SCAN_LIMIT,0x07); //8只LED全用Write7219(INTENSITY,0x04); //設(shè)置初始亮度}第6章人機(jī)交互接口58

6.3LCD液晶顯示接口LCD（liquidcrystaldisplay）液晶顯示器是一種功耗極低的顯示器件，廣泛用于智能儀表、便攜式電子產(chǎn)品的顯示，能夠顯示文字、曲線、圖形等信息，其顯示界面較之?dāng)?shù)碼管有了質(zhì)的提高。，具有低壓、微功耗、無電磁輻射、顯示清晰、體積小、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，在單片機(jī)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。6.3.1LCD顯示器的基本原理1．LCD顯示器簡(jiǎn)介LCD顯示器由于類型、用途不同，其性能、結(jié)構(gòu)不可能完全相同，但其基本形態(tài)和結(jié)構(gòu)卻是大同小異。第6章人機(jī)交互接口591）LCD顯示器的結(jié)構(gòu)液晶顯示器的結(jié)構(gòu)圖如圖6-21所示。不同類型的液晶顯示器件其組成可能會(huì)有不同，但是所有液晶顯示器件都可以認(rèn)為是由兩片光刻有透明導(dǎo)電電極的基板，夾持一個(gè)液晶層,封接成一個(gè)偏平盒，有時(shí)在外表面還可能貼裝上偏振片等構(gòu)成。圖6-21液晶顯示器結(jié)構(gòu)圖第6章人機(jī)交互接口60構(gòu)成液晶顯示器件的三大基本部件（1）電極基板（2）液晶材料（3）偏振片2）LCD顯示器的特點(diǎn)液晶顯示器有以下顯著特點(diǎn)。（1）低壓微功耗：工作電壓只有3～5V，工作電流只有幾個(gè)μA/cm2。（2）平板型結(jié)構(gòu)：LCD顯示器內(nèi)由兩片平行玻璃組成的夾層盒，面積可大可小，且適合于大批量生產(chǎn)，安裝時(shí)占用體積小，減小了設(shè)備體積。（3）被動(dòng)顯示：液晶本身不發(fā)光，而是靠調(diào)制外界光進(jìn)行顯示。因此適合人的視覺習(xí)慣，不會(huì)使人眼睛疲勞。（4）顯示信息量大：LCD顯示器像素很小,相同面積上可容納更多信息。（5）易于彩色化（6）沒有電磁輻射：使用不會(huì)產(chǎn)生電磁輻射,對(duì)環(huán)境無污染,有利健康。（7）壽命長：LCD器件本身無老化問題，壽命極長。第6章人機(jī)交互接口612．LCD顯示器分類在實(shí)際應(yīng)用中，一般是直接使用專用的LCD顯示驅(qū)動(dòng)器和LCD顯示模塊LCM。LCM是把LCD顯示屏、背景光源、線路板和驅(qū)動(dòng)集成電路等部件構(gòu)造成一個(gè)整體，作為一個(gè)獨(dú)立部件使用。其特點(diǎn)是功能較強(qiáng)、易于控制、接口簡(jiǎn)單，在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用較多。LCD顯示模塊LCM按顯示功能可分為：LCD段式顯示模塊、LCD字符型顯示模塊、LCD點(diǎn)陣圖形顯示模塊三類。第6章人機(jī)交互接口626.3.2液晶顯示控制器的原理與應(yīng)用實(shí)例1．單片機(jī)與筆段型LCD的接口圖6-22筆段型接口電路第6章人機(jī)交互接口632．單片機(jī)與字符型LCD的接口字符型液晶顯示模塊是一類專用于顯示字母，數(shù)字，符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶顯示模塊，字符型液晶顯示模塊是由若干個(gè)5×8或5×11點(diǎn)陣塊組成的字符塊集。每一個(gè)字符塊是一個(gè)字符位，每一位都可以顯示一個(gè)字符，字符位之間空有一個(gè)點(diǎn)距的間隔起著字符間距和行距的作用；這類模塊使用的是專用于字符顯示控制與驅(qū)動(dòng)的IC芯片。因此，這類模塊的應(yīng)用范圍僅局限于字符而顯示不了圖形，所以稱其為字符型液晶顯示模塊。第6章人機(jī)交互接口64（1）字符型液晶顯示器HD44780引腳及功能介紹（1）D0～D7：雙向的數(shù)據(jù)總線，LCD數(shù)據(jù)讀寫方式可以分為8位及4位兩種，以8位數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫則D0～D7皆有效，若以4位方式進(jìn)行讀寫，則只用到D7～D4。（2）RS：寄存器選擇控制線，當(dāng)RS=0時(shí)，并且做寫入的動(dòng)作時(shí)，可以寫入指令寄存器；若RS=0，且做讀取的動(dòng)作時(shí)，可以讀取忙碌標(biāo)志及地址計(jì)數(shù)器的內(nèi)容。如果RS=1則用于讀寫數(shù)據(jù)寄存器。（3）R/W：LCD讀寫控制線，R/W=0時(shí)，LCD執(zhí)行寫入的動(dòng)作，R/W=1時(shí)則做讀取的動(dòng)作。（4）EN：使能信號(hào)，高電平動(dòng)作。（5）Vo：亮度調(diào)整電壓輸入控制引腳，當(dāng)輸入0V時(shí)字符顯示最亮。第6章人機(jī)交互接口65（2）HD44780指令集LCD控制器HD44780內(nèi)有多個(gè)寄存器，通過RS和R/W引腳共同決定選擇哪一個(gè)寄存器，選擇情況如表：RSR/W寄存器及操作00指令寄存器寫入01忙標(biāo)志和地址計(jì)數(shù)器讀出10數(shù)據(jù)寄存器寫入11數(shù)據(jù)寄存器讀出總共有11條指令，它們的格式和功能如下：第6章人機(jī)交互接口66RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D00000000001功能：清除屏幕，將顯示緩沖區(qū)DDRAM的內(nèi)容全部寫入空格（ASCII20H）。光標(biāo)復(fù)位，回到顯示器的左上角。地址計(jì)數(shù)器AC清零。2．光標(biāo)復(fù)位命令格式：功能：設(shè)定當(dāng)寫入一個(gè)字節(jié)后，光標(biāo)的移動(dòng)方向以及后面的內(nèi)容是否移動(dòng)。當(dāng)I/D=1時(shí)，光標(biāo)從左向右移動(dòng)；I/D=0時(shí)，光標(biāo)從右向左移動(dòng)。當(dāng)S=1時(shí)，內(nèi)容移動(dòng)，S=0時(shí)，內(nèi)容不移動(dòng)。RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D000000000101．清屏命令格式：第6章人機(jī)交互接口673．輸入方式設(shè)置命令格式：RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D000000001I/DS功能：設(shè)定當(dāng)寫入一個(gè)字節(jié)后，光標(biāo)的移動(dòng)方向以及后面的內(nèi)容是否移動(dòng)。當(dāng)I/D=1時(shí)，光標(biāo)從左向右移動(dòng)；I/D=0時(shí)，光標(biāo)從右向左移動(dòng)。當(dāng)S=1時(shí)，內(nèi)容移動(dòng)，S=0時(shí)，內(nèi)容不移動(dòng)。4．顯示開關(guān)控制命令格式：RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D00000001DCB功能：控制顯示的開關(guān)，當(dāng)D=1時(shí)顯示，D=0時(shí)不顯示。控制光標(biāo)開關(guān)，當(dāng)C=1時(shí)光標(biāo)顯示，C=0時(shí)光標(biāo)不顯示?？刂谱址欠耖W爍，當(dāng)B=1時(shí)字符閃爍，B=0時(shí)字符不閃爍。第6章人機(jī)交互接口685．光標(biāo)移位置命令格式：RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D0000001S/CR/L**功能：移動(dòng)光標(biāo)或整個(gè)顯示字幕移位。當(dāng)S/C=1時(shí)整個(gè)顯示字幕移位，當(dāng)S/C=0時(shí)只光標(biāo)移位。當(dāng)R/L=1時(shí)光標(biāo)右移，R/L=0時(shí)光標(biāo)左移。6．功能設(shè)置命令格式：RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D000001DLNF**功能：設(shè)置數(shù)據(jù)位數(shù)，當(dāng)DL=1時(shí)數(shù)據(jù)位為8位，DL=0時(shí)數(shù)據(jù)位為4位。設(shè)置顯示行數(shù)，當(dāng)N=1時(shí)雙行顯示，N=0時(shí)單行顯示。設(shè)置字形大小，當(dāng)F=1時(shí)5×10點(diǎn)陣，F(xiàn)=0時(shí)為5×7點(diǎn)陣。第6章人機(jī)交互接口697．設(shè)置字庫CGRAM地址命令格式：RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D00001CGRAM的地址功能：設(shè)置用戶自定義CGRAM的地址，對(duì)用戶自定義CGRAM訪問時(shí)，要先設(shè)定CGRAM的地址，地址范疇0~63。8．顯示緩沖區(qū)DDRAM地址設(shè)置命令格式：RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D0001DDRAM的地址功能：設(shè)置當(dāng)前顯示緩沖區(qū)DDRAM的地址，對(duì)DDRAM訪問時(shí)，要先設(shè)定DDRAM的地址，地址范疇0~127。第6章人機(jī)交互接口709．讀忙標(biāo)志及地址計(jì)數(shù)器AC命令格式：RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D001BFAC的值功能：讀忙標(biāo)志及地址計(jì)數(shù)器AC，當(dāng)BF=1時(shí)則表示忙，這時(shí)不能接收命令和數(shù)據(jù)；BF=0時(shí)表示不忙。低7位為讀出的AC的地址，值為0~127。10．寫DDRAM或CGRAM命令格式：RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D010寫入的數(shù)據(jù)功能：向DDRAM或CGRAM當(dāng)前位置中寫入數(shù)據(jù)。對(duì)DDRAM或CGRAM寫入數(shù)據(jù)之前須設(shè)定DDRAM或CGRAM的地址。第6章人機(jī)交互接口7111．讀DDRAM或CGRAM命令格式：RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D011讀出的數(shù)據(jù)功能：從DDRAM或CGRAM當(dāng)前位置中讀郵數(shù)據(jù)。當(dāng)DDRAM或CGRAM讀出數(shù)據(jù)時(shí)，先須設(shè)定DDRAM或CGRAM的地址。(3)字符型液晶顯示模塊HD44780的應(yīng)用1）直接訪問方式直接訪問方式是把字符型液晶顯示模塊作為存儲(chǔ)器或I／O接口設(shè)備直接連到單片機(jī)總線上，采用8位數(shù)據(jù)傳輸形式時(shí)，數(shù)據(jù)端DB0～DB7直接與單片機(jī)的數(shù)據(jù)線相連，寄存器選擇端RS信號(hào)和讀寫選擇端R/W信號(hào)利用單片機(jī)的地址線控制。使能端E信號(hào)則由單片機(jī)的RD和WR信號(hào)共同控制，以實(shí)現(xiàn)HD44780所需的接口時(shí)序。第6章人機(jī)交互接口722）間接訪問方式間接控制方式是計(jì)算機(jī)把字符型液晶顯示模塊作為終端與計(jì)算機(jī)的并行接口連接，計(jì)算機(jī)通過對(duì)該并行接口的操作間接實(shí)現(xiàn)對(duì)字符型液晶顯示模塊的控制。3．圖形液晶顯示接口圖形液晶顯示器是采用點(diǎn)陣方式來顯示漢字及復(fù)雜圖形，廣泛應(yīng)用于游戲機(jī)、筆記本電腦和彩色電視等設(shè)備中。圖形液晶顯示一般都需與專用液晶顯示控制器配套使用，屬于內(nèi)置式LCD。常用的圖形液晶顯示控制器有SED1520，HD61202，LCD12864,T6963C,HD61830A/B,SED1330/1335/1336/E1330,MSM6255,CL-GD6245等。各類液晶顯示控制器的結(jié)構(gòu)各異，指令系統(tǒng)也不同，但其控制過程基本相同。第6章人機(jī)交互接口7312864液晶顯示模塊是128×64點(diǎn)陣的漢字圖形型液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置國標(biāo)GB2312碼簡(jiǎn)體中文字庫（16×16點(diǎn)陣）、128個(gè)字符（8×16點(diǎn)陣）及64×256點(diǎn)陣顯示RAM（GDRAM）?？膳cCPU直接接口，提供兩種界面來連接微處理機(jī)：8位并行及串行兩種連接方式。具有多種功能：光標(biāo)顯示畫面移位、睡眠模式等。（1）各引腳序號(hào)及其名稱如表6.14所示（2）漢字顯示坐標(biāo)如表6.15所示表6.15漢字顯示坐標(biāo)X坐標(biāo)第一行80H81H82H83H84H85H86H87H第二行90H91H92H93H94H95H96H97H第三行88H89H8AH8BH8CH8DH8EH8FH第四行98H99H9AH9BH9CH9DH9EH9FH第6章人機(jī)交互接口74引腳號(hào)引腳名稱方向功能說明1VSS-模塊的電源地2VDD-模塊的電源正端3V0-LCD驅(qū)動(dòng)電壓輸入端4RS(CS)H/L并行的指令/數(shù)據(jù)選擇信號(hào)；串行的片選信號(hào)5R/W(SID)H/L并行的讀寫選擇信號(hào)；串行的數(shù)據(jù)口6E(CLK)H/L并行的使能信號(hào)；串行的同步時(shí)鐘7DB0H/L數(shù)據(jù)08DB1H/L數(shù)據(jù)19DB2H/L數(shù)據(jù)210DB3H/L數(shù)據(jù)311DB4H/L數(shù)據(jù)412DB5H/L數(shù)據(jù)513DB6H/L數(shù)據(jù)614DB7H/L數(shù)據(jù)715PSBH/L并/串行接口選擇（H:并行模式,L:串行模式）16NC空腳17/RETH/L復(fù)位低電平有效18NC空腳19LED_A-背光源正極（LED+5V）20LED_K-背光源負(fù)極（LED-OV）表6.14LCD12864液晶顯示器引腳序號(hào)及名稱（H:高電平,L:低電平）第6章人機(jī)交互接口75（3）數(shù)據(jù)發(fā)送模式并行模式時(shí)序圖，如圖6-26。圖6-26并行模式時(shí)序圖第6章人機(jī)交互接口76串行模式時(shí)序圖，如圖6-27。圖6-27串行模式時(shí)序圖第6章人機(jī)交互接口77（4）指令集

第6章人機(jī)交互接口78第6章人機(jī)交互接口79第6章人機(jī)交互接口80第6章人機(jī)交互接口81LCD12864顯示實(shí)驗(yàn)，硬件設(shè)計(jì)如圖6-28所示。圖6-28LCD12864應(yīng)用硬件接線圖第6章人機(jī)交互接口82第6章人機(jī)交互接口83DelayNus(5);//微秒級(jí)延時(shí)LCD12864_EN(HIGH);}voidLCD12864WriteCommand(unsignedcharcommand){ //向LCD12864寫命令LCD12864_PORT(command);LCD12864_RS(LOW);LCD12864_RW(LOW);LCD12864_EN(LOW);DelayNus(5);//微秒級(jí)延時(shí)LCD12864_EN(HIGH);}voidLCD12864SetXY(unsignedcharx,unsignedchary)//對(duì)LCD12864設(shè)置坐標(biāo)輸入:x橫坐標(biāo)y縱坐標(biāo){switch(y){case1:{LCD12864WriteCommand(0x80|x);}break;case2:{LCD12864WriteCommand(0x90|x);}break;case3:{LCD12864WriteCommand(0x88|x);}break;case4:{LCD12864WriteCommand(0x98|x);}break;default:break;}}第6章人機(jī)交互接口84voidLCD12864PrintfString(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchar*s)//LCD12864打印字符串{LCD12864SetXY(x,y);while(s&&*s){LCD12864WriteByte(*s);s++;}}voidLCD12864ClearScreen(void)//LCD12864清屏{LCD12864WriteCommand(0x01);DelayNus(20);}voidLCD12864Init(void)//LCD12864初始化{LCD12864_MD(HIGH);LCD12864WriteCommand(0x30);//功能設(shè)置,一次送8位數(shù)據(jù),基本指LCD12864WriteCommand(0x0C);//令集,整體顯示,游標(biāo)off,游標(biāo)位置offLCD12864WriteCommand(0x01);//清DDRAMLCD12864WriteCommand(0x02);//DDRAM地址歸位LCD12864WriteCommand(0x80);//設(shè)定DDRAM7位地址000，0000到地址計(jì)數(shù)器ACLCD12864ClearScreen();}第6章人機(jī)交互接口856.4打印機(jī)接口在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，微型打印機(jī)多用于各種智能化儀表、儀器的輸出設(shè)備。用于打印報(bào)表，票證等場(chǎng)合。6.4.1GP16微型打印機(jī)及接口1．GP16打印機(jī)的接口及功能GP16打印機(jī)由以8039單片機(jī)為主的控制器和Model150Ⅱ型打印機(jī)芯二部分組成。GP16-Ⅱ?yàn)镚P16的改進(jìn)型，控制器為8031單片機(jī)。每一行可打印96個(gè)點(diǎn)跡，共可打印16個(gè)5×7陣的字符。GP16內(nèi)部有三態(tài)鎖存器,能鎖存數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù),故GP16可以直接與單片機(jī)數(shù)據(jù)總線相連而不須外加鎖存器。GP16有12根信息線與主機(jī)相連,當(dāng)采用中斷方式控制打印時(shí),其BUSY線可連到主機(jī)的INT0或INT1,CS端與主機(jī)的地址線相連以確定它的設(shè)備地址號(hào)。第6章人機(jī)交互接口86GP16打印機(jī)的接口信號(hào)如表所示12345678910111213141516+5V+5VI/O0I/O1I/O2I/O3I/O4I/O5I/O6I/O7CSWRRDBUSY地地其中：I/O0~I/O7：是雙向三態(tài)數(shù)據(jù)總線，即命令、狀態(tài)和數(shù)據(jù)傳輸線，用于GP16與CPU之間傳輸信息。CS：設(shè)備選擇線。WR：寫信號(hào)線。RD：讀信號(hào)線。BUSY：打印機(jī)狀態(tài)輸出線，高電平表示打印機(jī)忙，BUSY線還可供CPU查詢或作為中斷請(qǐng)求線。第6章人機(jī)交互接口872．GP16打印機(jī)的打印命令和工作方式（1）打印命令及打印方式GP16的打印命令有兩個(gè)字節(jié)，格式如下：

第一個(gè)字節(jié)第二個(gè)字節(jié)D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D0操作碼點(diǎn)行數(shù)n打印行數(shù)

NNGP16的命令編碼格式。D7D6D5D4功能1000空走紙1001打印字符串1010十六進(jìn)制數(shù)據(jù)打印1011圖形打印第6章人機(jī)交互接口883．GP16與單片機(jī)的接口圖6-29為GP16與8031數(shù)據(jù)總線連接的接口電路,圖中BUSY接INT1(P3.3)，因此，接口電路直接可用于中斷方式(INT1)。如要以查詢方式工作時(shí)，BUSY可以不連接，通過查詢狀態(tài)字來獲取BUSY的狀態(tài)。根據(jù)圖6-29中的連接方式，GP16打印機(jī)的地址為7FFFH，讀取GP16狀態(tài)字時(shí)，8031執(zhí)行如下程序：圖6-29GP16與8031數(shù)據(jù)總線的接口編寫打印如下二行字符串的程序。WELCOME2011第6章人機(jī)交互接口89#include<reg51.h>#defineCOMGP16XBYTE[0x7FFF]sbitCS_P=P2^7;sbitBUSY_P=P3^3;uncharcodeline[]={0x57,0x45,0x4c,0x43,0x4f,0x4d,0x45};//預(yù)定義字符信息“WELCOME”voidprnchar(ucharx)//字符打印函數(shù){P0=x;//輸出一個(gè)ASCII字符CS_P=0;//產(chǎn)生低電平CS_P=1;//產(chǎn)生上升沿while(BUSY_P);//查詢等待打印結(jié)束}voidprnline(void)//行打印函數(shù){uchari;for(i=0;i<=6;i++)//打印輸出一行預(yù)定義信息{P1=line[i];CS_P=0;CS_P=1;while(BUSY_P);}}voidmain(void){COMGP16=0x9A;//置命令字COMGP16=0x02prnline();//打印輸出“WELCOME”prnchar(0x0D);//換行prnchar(0x32);//打印輸出“2011”prnchar(0x30);prnchar(0x31);prnchar(0x31);}第6章人機(jī)交互接口906.4.2TPμP-40A/16A打印機(jī)及接口1．TPμP-40A/16A打印機(jī)的主要性能、接口要求及時(shí)序TPμP-40A/16A是一種超小型的智能點(diǎn)陣式打印機(jī)。TPμP-40A與TPμP-16A的接口與時(shí)序要求完全相同，操作方式相近，硬件電路及插腳完全兼容，只是指令代碼不完全相同。TPμP-16每行可打印16個(gè)字符。TPμP-40A每行可打印40個(gè)字符，字符點(diǎn)陣碼為5×7，內(nèi)部有一個(gè)240種字符的字庫，并有繪圖功能。它們都具有標(biāo)準(zhǔn)的Centronic并行接口標(biāo)準(zhǔn)，便于與各種單片機(jī)和智能化儀器儀表聯(lián)機(jī)使用。TPμP-40A/16