單片機(jī)第10章課件

第10章89C51與鍵盤、顯示器、撥盤、打印機(jī)的接口設(shè)計(jì)輸入外設(shè)：鍵盤、BCD碼撥盤等；輸出外設(shè)：LED顯示器、LCD顯示器、打印機(jī)等。10.1LED顯示器接口原理LED(LightEmittingDiode):發(fā)光二極管的縮寫。顯示器前面冠以“LED”。10.1.1LED顯示器的結(jié)構(gòu)LED顯示器為8段（或7段，8段比7段多了一個(gè)小數(shù)點(diǎn)“dp”有共陽極和共陰極兩種。如圖10-1所示。圖10-1為使LED顯示不同的符號(hào)或數(shù)字，要為LED提供段碼（或稱字型碼）。提供給LED顯示器的段碼（字型碼）正好是一個(gè)字節(jié)（8段）。各段與字節(jié)中各位對(duì)應(yīng)關(guān)系如表10-1。表10-1按上述格式，8段LED的段碼如表10-2所示。表10-2只列出了部分段碼，可根據(jù)實(shí)際情況選用，也可重新定義。

N個(gè)LED顯示塊有N位位選線和8×N根段碼線。10.1.2LED顯示器工作原理圖10-2是4位LED顯示器的結(jié)構(gòu)原理圖。圖10-2段碼線控制顯示的字型，位選線控制該顯示位的亮或暗。靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種顯示方式。1.LED靜態(tài)顯示方式各位的公共端連接在一起（接地或+5V）。每位的段碼線（a～dp）分別與一個(gè)8位的鎖存器輸出相連。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。顯示的亮度高。

圖10-3:

4位靜態(tài)LED顯示器電路。該電路各位可獨(dú)立顯示。圖10-4：4位8段LED動(dòng)態(tài)顯示電路。其中段碼線占用一個(gè)8位I/O口，而位選線占用一個(gè)4位I/O口。圖10-4圖10-5為8位LED動(dòng)態(tài)顯示2008.10.10的過程。圖（a)是顯示過程，某一時(shí)刻，只有一位LED被選通顯示，其余位則是熄滅的；圖（b)是實(shí)際顯示結(jié)果，人眼看到的是8位穩(wěn)定的同時(shí)顯示

的字符。圖10-510.2鍵盤接口原理1.鍵盤輸入的特點(diǎn)鍵盤：一組按鍵開關(guān)的集合。行線電壓信號(hào)通過鍵盤開關(guān)機(jī)械觸點(diǎn)的斷開、閉合，其輸出波形如圖10-6。圖10-610.2.2鍵盤接口的工作原理獨(dú)立式按鍵接口和行列式鍵盤接口。1.獨(dú)立式鍵盤接口各鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵各接一根輸入線，通過檢測(cè)輸入線的電平狀態(tài)可很容易判斷那個(gè)鍵被按下。此種接口適于鍵數(shù)較少或操作速度較高的場合。圖10-7（a）為中斷方式的獨(dú)立式鍵盤工作電路圖10-7（b）為查詢方式的獨(dú)立式鍵盤工作電路。圖10-7圖10-8為82C55擴(kuò)展I/O口的獨(dú)立式按鍵接口電路。圖10-8（1）行列式鍵盤工作原理無鍵按下，該行線為高電平，當(dāng)有鍵按下時(shí)，行線電平由列線的電平來決定。由于行、列線為多鍵共用，各按鍵彼此將相互發(fā)生影響，必須將行、列線信號(hào)配合起來并作適當(dāng)?shù)奶幚?，才能確定閉合鍵的位置。（2）按鍵的識(shí)別方法a.掃描法

圖10-9（b）中3號(hào)鍵被按下為例，來說明此鍵時(shí)如何被識(shí)別出來的。識(shí)別鍵盤有無鍵被按下的方法，分兩步進(jìn)行：第1步：識(shí)別鍵盤有無鍵按下；第2步：如有鍵被按下，識(shí)別出具體的按鍵。把所有列線置0，檢查各行線電平是否有變化，如有變化，說明有鍵按下，如無變化，則無鍵按下。上述方法稱為掃描法，即先把某一列置低電平，其余各列為高電平，檢查各行線電平的變化，如果某行線電平為低，可確定此行列交叉點(diǎn)處的按鍵被按下。b.線反轉(zhuǎn)法

只需兩步便能獲得此按鍵所在的行列值，線反轉(zhuǎn)法的原理如圖10-10。圖10-10原則：即要保證能及時(shí)響應(yīng)按鍵操作，又不要過多占用CPU的工作時(shí)間。通常，鍵盤工作方式有3種，即編程掃描、定時(shí)掃描和中斷掃描。1.編程掃描方式只有當(dāng)單片機(jī)空閑時(shí)，才調(diào)用鍵盤掃描子程序，掃描鍵盤。工作過程：（1）在鍵盤掃描子程序中，先判斷有無鍵按下。方法：PA口8位輸出全0，讀PC口低4位狀態(tài)，若PC0～PC3為全1，則說明鍵盤無鍵按下；若不全為1，則說明鍵盤可能有鍵按下。（2）用軟件來消除按鍵抖動(dòng)的影響。如有鍵按下，則進(jìn)行下一步。（3）求按下鍵的鍵號(hào)。（4）等待按鍵釋放后，再進(jìn)行按鍵功能的處理操作。2.定時(shí)掃描工作方式利用單片機(jī)內(nèi)的定時(shí)器，產(chǎn)生10ms的定時(shí)中斷，對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描。3.中斷工作方式只有在鍵盤有鍵按下時(shí)，才執(zhí)行鍵盤掃描程序，如無鍵按下，單片機(jī)將不理睬鍵盤。鍵盤所做的工作分為三個(gè)層次。第1層：單片機(jī)如何來監(jiān)視鍵盤的輸入。三種工作方式：①編程掃描②定時(shí)掃描③中斷掃描。第2層：確定具體按鍵的鍵號(hào)。體現(xiàn)在按鍵的識(shí)別方法上就是：①掃描法；②線反轉(zhuǎn)法。第3層：執(zhí)行鍵處理程序。10.3鍵盤/顯示器接口設(shè)計(jì)實(shí)例一般把鍵盤和顯示器放在一起考慮。10.3.1利用并行I/O芯片實(shí)現(xiàn)鍵盤/顯示器接口圖10-11：8031用擴(kuò)展I/O接口芯片81C55實(shí)現(xiàn)的6位LED顯示和32鍵的鍵盤/顯示器接口電路。圖中81C55也可用82C55來替代。89C51外擴(kuò)一片8155H。RAM地址：7E00H～7EFFH。I/O口地址：7F00H～7F05H。

PA口為輸出口，控制鍵盤列線的掃描，同時(shí)又是6位共陰極顯示器的位掃描口。

PB口作為顯示器段碼輸出口，PC口作為鍵盤的行線狀態(tài)的輸入口。75452：反相驅(qū)動(dòng)器，7407：同相驅(qū)動(dòng)器。1．動(dòng)態(tài)顯示程序設(shè)計(jì)內(nèi)部RAM6個(gè)顯示緩沖單元：79H～7EH，存放要顯示的6位數(shù)據(jù)。81C55的PB口輸出相應(yīng)位的段碼，依次改變PA口輸出為高的位使某一位顯示某一字符，其它位為暗。動(dòng)態(tài)地顯示出由緩沖區(qū)中顯示數(shù)據(jù)所確定的字符。參考程序：DIR：MOVR0,＃79H ；置緩沖器指針初值MOVR3,＃01H ；位選碼的初值送R3MOVA,R3LD0：MOVDPTR,＃7F01H；位選碼→PA口（PA.0位）；最左邊LED亮MOVX@DPTR,AINCDPTR ；數(shù)據(jù)指針指向PB口MOVA,@R0；顯示數(shù)據(jù)→AADDA,＃0DH；加偏移量（下條指令到表首間；所有指令占的單元數(shù)）MOVCA,@A＋PC；根據(jù)顯示數(shù)據(jù)來查表取段碼DIR1：

MOVX@DPTR,A ；段碼→8155HPB口ACALLDL1ms；該位顯示1msINCR0 ；指針指向下一個(gè)數(shù)據(jù)單元MOVA,R3 ；位選碼送入A中JBAcc.5,LD1；判斷是否掃描到最右邊的；LED，如到最右邊則返回RLA；位選碼向左移一位，準(zhǔn)備讓;右邊的下一位LED亮MOVR3,A ；位選碼送R3中保存AJMPLD0;LD1：RET;DSEG：DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH；共陰極段碼表 DB7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CHDB39H,5EH,79H,71H,73H,3EHPA7 PA6 PA5 PA4 PA3 PA2 PA1 PA0 1 1 1 1 1 1 1

0

1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 …… …… …… 1

0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1相應(yīng)地，依次讀PC口的狀態(tài),若PC0～PC3全為“1”，則列線為“0”的這一列上沒有鍵閉合。閉合鍵的鍵號(hào)等于為低電平的列號(hào)加上行線為低電平的行的首鍵號(hào)。例如，PA口輸出為時(shí)，讀出PC0～PC3為1101，則1行1列相交的鍵處于閉合狀態(tài)，第一列的首鍵號(hào)為8，列號(hào)為1。因此，閉合鍵的鍵號(hào)N為

N=行首鍵號(hào)＋列號(hào)=8＋1=9 （4）使CPU對(duì)鍵的一次閉合僅作一次處理鍵盤程序的流程如圖10-12。圖10-12鍵盤子程序如下：KEYI：ACALLKS1 ；調(diào)用判有無鍵閉合子程序JNZLK1；有鍵閉合，跳LK1NI：ACALLDIR ；無鍵閉合，調(diào)用顯示子程序,延；遲6ms后，跳KEYIAJMPKEYILK1：ACALLDIR ；可能有鍵閉合，軟件延遲12ms去抖ACALLDIRACALLKS1；調(diào)用判有無鍵閉合子程序JNZLK2 ；經(jīng)去抖，判鍵確實(shí)閉合，跳LK2ACALLDIR ；調(diào)用顯示子程序延遲6msAJMPKEYI ；抖動(dòng)引起，跳KEYILK2：MOVR2,＃0FEH ；列選碼→R2MOVR4,＃00H ；R4為列號(hào)計(jì)數(shù)器LK4：MOVDPTR,＃7F01H；列選碼→81C55的PA口MOVA,R2;MOVX@DPTR,A;INCDPTR ；數(shù)據(jù)指針增2，指向PC口INCDPTR;MOVXA,@DPTR ；讀81C55

PC口JBAcc.0,LONE ；0行線為高，無鍵閉合，跳LONE，轉(zhuǎn)判1行MOVA,＃00H ；0行有鍵閉合,首鍵號(hào)0→AAJMPLKP ；跳LKP，計(jì)算鍵號(hào)LONE：JBAcc.1,LTW0；1行線為高，無鍵閉合，跳LTW0，；轉(zhuǎn)判2行MOVA,＃08H；1行有鍵閉合,首鍵號(hào)8→AAJMPLKP LTW0：JBA.2,LTHR；2行線為高，無鍵閉合，跳 ；LTHR，轉(zhuǎn)判3行

MOVA,＃10H；2行有鍵閉合,首鍵號(hào)10H→AAJMPLKP ；跳LKP，計(jì)算鍵號(hào)LTHR：JBAcc.3,NEXT；3行線為高，無鍵；閉合，跳NEXT，準(zhǔn)備下一列掃描MOVA,＃18H ；3行有鍵閉合,首鍵號(hào)18H→ALKP：

ADDA,R4；計(jì)算鍵號(hào)：首鍵號(hào)＋列號(hào)=鍵號(hào)PUSHA ；鍵號(hào)進(jìn)棧保護(hù)LK3：ACALLDIR ；調(diào)用顯示子程序，延時(shí)6msACALLKS1 ；調(diào)用判有無鍵閉合子程序，延時(shí) ；6ms JNZLK3 ；判鍵釋放否，未釋放，則循環(huán)

POPA ；鍵已釋放，鍵號(hào)出?！鶤RETNEXT：INCR4；列計(jì)數(shù)器加1，為下一列掃描作準(zhǔn)備MOVA,R2；判是否已掃到最后一列（最右一列）JNBAcc.7,KND；鍵掃描已掃到最后一列，跳KND， ；重新進(jìn)行整個(gè)鍵盤掃描RLA ；鍵掃描未掃到最后一列，，位選碼左移 ；一位MOVR2,A；位選碼→R2AJMPLK4;KND：AJMPKEYI;KS1：MOVDPTR,#7F01H；判有無鍵閉合子程序，全“0”→ ；掃描口（PA口）MOVA,＃00H ；即列線全為低電平MOVX@DPTR,A;INCDPTR ；DPTR增2，指向PC口INCDPTR ；指針增1，指向PC口MOVXA,@DPTR；從PC口讀行線的狀態(tài)CPLA ；行線取反，如無鍵按下，則A為0；ANLA,＃0FH；屏蔽無用的高4位RET10.3.2鍵盤/顯示器專用芯片8279實(shí)現(xiàn)的鍵盤/顯示器接口目前已經(jīng)有各種專用的鍵盤/顯示器接口芯片可供用戶選擇。用戶可省去編寫鍵盤/顯示器動(dòng)態(tài)掃描程序的繁瑣工作，只需對(duì)鍵盤/顯示器接口芯片中的各個(gè)控制寄存器進(jìn)行正確的設(shè)置以及與鍵盤/顯示器進(jìn)行正確的連接即可。常用的專用可編程鍵盤/顯示器接口電路芯片為Intel8279

和HD7279A。Intel8279芯片是一種可編程的專用鍵盤/顯示器接口電路芯片，它能同時(shí)完成監(jiān)視鍵盤輸入和顯示控制兩種功能。8279芯片對(duì)鍵盤部分提供掃描工作方式，能對(duì)64個(gè)按鍵的鍵盤陣列不斷掃描，自動(dòng)消除抖動(dòng)，自動(dòng)識(shí)別出閉合的鍵并得到鍵號(hào)，能對(duì)雙鍵或N個(gè)鍵同時(shí)按下進(jìn)行處理。顯示部分為LED或其他顯示器提供按掃描方式工作的顯示接口，可顯示多達(dá)16位的字符或數(shù)字。1.8279的引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖10-13圖10-142.引腳功能介紹(1)與單片機(jī)的接口引腳DB0～DB7：數(shù)據(jù)總線、雙向、三態(tài)，與單片機(jī)數(shù)據(jù)總線相連，在單片機(jī)和8279之間傳送命令或數(shù)據(jù)。CLK：系統(tǒng)時(shí)鐘，用于8279內(nèi)部定時(shí)，以產(chǎn)生其工作所需的時(shí)序。RESET：高電平時(shí)，8279被復(fù)位，復(fù)位后的狀態(tài)如下：*16個(gè)字符左邊輸入顯示方式*編碼掃描鍵盤、雙鍵鎖定方式CS*：片選A0：=1，寫入的是命令字節(jié);讀出的是狀態(tài)字節(jié)。=0，寫入或讀出的字節(jié)均為數(shù)據(jù)。RD*、WR*：讀、寫控制引腳IRQ：中斷請(qǐng)求線。在鍵盤方式中，當(dāng)鍵盤RAM（先進(jìn)先出）中存有按下鍵的數(shù)據(jù)時(shí)，IRQ為高電平，向CPU提出中斷申請(qǐng)。（2）掃描信號(hào)輸出引腳CPU每次從鍵盤RAM中讀出一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)時(shí)，IRQ就變?yōu)榈碗娖健?/p>

如果鍵盤RAM中還有未讀完的數(shù)據(jù)，IRQ將再次變?yōu)楦唠娖?，再次提出中斷?qǐng)求。SL0～SL3

掃描輸出。用來掃描鍵盤和顯示器?？删幊淘O(shè)定為編碼輸出，即SL0～SL3需外接4-16譯碼器，輸出16取1的掃描信號(hào)，也可編程設(shè)定為譯碼輸出，即由SL0～SL3直接輸出4取1的掃描信號(hào)。（3）與鍵盤連接的引腳RL0～RL7鍵盤矩陣的行信號(hào)輸入線。SHIFT輸入線，通常用作鍵盤上、下檔功能的控制鍵。CNTL/STB輸入線，高電平有效。在鍵盤方式時(shí)，通常用來作為鍵盤控制功能鍵使用。（4）與顯示器連接的引腳OUTA0～OUTA3（A組顯示數(shù)據(jù)）、OUTB0～OUTB3（B組顯示數(shù)據(jù)）:向LED顯示器輸出的段碼,與掃描信號(hào)線SL0～SL3同步。兩組可獨(dú)立使用，也可合并使用。BD*:消隱顯示控制。3.8279的基本功能部件（1）掃描計(jì)數(shù)器編碼方式:掃描線SL0～SL3輸出，經(jīng)外部4-16譯碼器譯碼后，為鍵盤和顯示器提供16取1的掃描線。譯碼方式:計(jì)數(shù)器的最低二位在8279內(nèi)部譯碼后，從SL0～SL3輸出，為鍵盤和顯示器提供4取1掃描線。D7D6D5D4D3D2D1D0CNTLSHIFT掃描回復(fù)（2）鍵盤去抖動(dòng)及回復(fù)緩沖器RL0～RL7被接到鍵盤的行線。在逐列掃描時(shí)，當(dāng)某一鍵閉合，消抖電路延時(shí)等待10ms之后，再檢驗(yàn)該鍵是否仍閉合。若閉合，則該鍵的行、列地址和附加的移位、控制狀態(tài)一起形成鍵盤數(shù)據(jù)，送入8279內(nèi)部的鍵盤RAM存儲(chǔ)器。格式為：

控制（CNTL）和移位（SHIFT）的狀態(tài)由兩個(gè)獨(dú)立的附加開關(guān)決定，而掃描（D5、D4、D3）是被按鍵的列編碼，而回復(fù)（D2、D1、D0）則是被按鍵的行位置數(shù)據(jù)。（3）鍵盤RAM及其狀態(tài)寄存器鍵盤RAM：8字節(jié)先進(jìn)先出（FIFO）存儲(chǔ)器。內(nèi)部的FIFO狀態(tài)寄存器存放FIFO的工作狀態(tài)，如FIFO是空還是滿，其中存有多少字符，是否操作出錯(cuò)等等。當(dāng)FIFO存儲(chǔ)器空間不足時(shí)，狀態(tài)邏輯將產(chǎn)生IRQ=1信號(hào)，向單片機(jī)發(fā)出中斷申請(qǐng)。（4）顯示RAM和顯示地址寄存器顯示RAM：存顯示數(shù)據(jù)。16個(gè)字節(jié)，可存放16位顯示信息。顯示RAM的輸出與顯示掃描配合，同時(shí)輪流驅(qū)動(dòng)被選中的顯示位，使顯示器呈現(xiàn)穩(wěn)定的顯示（動(dòng)態(tài)掃描）。4.8279的命令字和狀態(tài)字命令字：D7、D6、D5為命令特征位，來區(qū)分8條不同的命令字。狀態(tài)字：主要用于鍵盤工作方式，以指示鍵盤RAM中的字符數(shù)和有無錯(cuò)誤發(fā)生。5.8279與鍵盤/顯示器的接口圖10-15為8279與8位顯示器，4×8鍵盤的接口電路。行線接8279的RL0～RL3，8279選用編碼方式，SL0～SL2經(jīng)74LS138（1）譯碼輸出，接列線，實(shí)現(xiàn)鍵盤逐列掃描。SL0～SL2又由74LS138(2)譯碼輸出到顯示器各位的公共陰極，進(jìn)行逐位掃描顯示。OUTB0～3、OUTA0～3輸出8位段碼。當(dāng)位切換時(shí)，BD*輸出為低電平，使74LS138(2)輸出全為高電平，顯示消隱。當(dāng)鍵盤上出現(xiàn)有效的閉合鍵時(shí)，鍵輸入數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)入8279圖10-15鍵盤RAM中的鍵輸入數(shù)據(jù)。若要更新顯示器輸出，僅需改變顯示RAM中的內(nèi)容。圖10-15:8279的命令/狀態(tài)口地址為7FFFH，數(shù)據(jù)口地址為7FFEH。8279初始化程序如下：INITI:SETBEX1 ;允許外部中斷1中斷MOV DPTR,#7FFFH;命令/狀態(tài)口地址寫入DPTRMOV A,#0D1H ;控制字D1H送AMOVX @DPTR,A ;向命令/狀態(tài)口寫入控制字LP:MOVXA,@DPTR;讀8279的狀態(tài)JB Acc.7,LPMOV A,#00HMOVX@DPTR,AMOVA,＃2AHMOVX@DPTR,ASETBEA……鍵輸入中斷服務(wù)程序：PINT1：PUSHPSWPUSHDPHPUSHDPLPUSHAccMOVDPTR,＃7FFFH；向命令口寫入讀鍵盤RAM命令MOVA,＃40HMOVX@DPTR,AMOVDPTR,＃7FFEH；讀鍵輸入值MOVXA,@DPTRCJNEA,＃37H,PRI1；判輸入停機(jī)命令否SETB20HPRI1：POPAccPOPDPLPOPDPHPOPPSWRETI顯示子程序：DIR：MOVDPTR,＃7FFFH；輸出寫顯示RAM命令MOVA,＃90HMOVX@DPTR,AMOVR0,＃70HMOVR7,＃08H ；送顯示RAM數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)MOVDPTR,＃7FFEHDL0：MOVA,@R0ADDA,＃05H ；05H為查表偏移量MOVCA,@A+PC ；查表得到段碼MOVX@DPTR,A ；寫入顯示RAMINCR0 ；顯示數(shù)據(jù)單元地址增1DJNZR7,DL0 ；8個(gè)顯示數(shù)據(jù)是否輸出完畢RETADSEG：DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH；段碼表（共陰極）

DB7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CHDB39H,5EH,79H,71H,73H,3EHDB31H,6EH,1CH,23H,40H,03H DB18H,38H,00H10.3.3鍵盤/顯示器專用芯片HD7279A實(shí)現(xiàn)的鍵盤/顯示器接口1．鍵盤/顯示器專用芯片HD7279A簡介8279芯片是動(dòng)態(tài)循環(huán)掃描顯示方式，與89C51單片機(jī)的接口需要8位數(shù)據(jù)線，還要擴(kuò)充譯碼器、段驅(qū)動(dòng)器和位驅(qū)動(dòng)器，接口電路復(fù)雜，占用印制板面積大。本節(jié)介紹的HD7279A是鍵盤/顯示器的串行控制芯片，能同時(shí)驅(qū)動(dòng)8個(gè)共陰極LED顯示器（或64個(gè)獨(dú)立的LED發(fā)光二極管）和64（8×8）鍵的鍵盤矩陣。HD7279A采用的也是動(dòng)態(tài)循環(huán)顯示方式，具有如下特點(diǎn)：（1）與89C51單片機(jī)間采用串行接口方式，僅占用4條口線，接口簡單；（2）內(nèi)部含有譯碼器，可直接接收BCD碼或十六進(jìn)制碼，同時(shí)具有兩種譯碼方式，實(shí)現(xiàn)LED顯示器位尋址和段尋址，可以方便地控制每位LED顯示器中任意一段是否發(fā)光；（3）內(nèi)部含有驅(qū)動(dòng)器，可以直接驅(qū)動(dòng)25.4mm及以下LED數(shù)碼管,使外圍電路變得簡單可靠；（4）多種控制命令，如消隱、閃爍、左移、右移和段尋址、位尋址等；（5）含有片選信號(hào)輸入端，容易實(shí)現(xiàn)多于8位顯示器或多于64鍵的鍵盤控制；（6）具有自動(dòng)消除鍵抖動(dòng)并識(shí)別按鍵鍵值的功能。HD7279A芯片占用口線少，外圍電路簡單，還具有較高的性能價(jià)格比，已在智能儀器、家用電器、控制面板等單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域日益獲得廣泛應(yīng)用。（1）引腳說明與電氣特性HD7279A芯片為28引腳標(biāo)準(zhǔn)雙列直插式封裝，單一的+5V供電。引腳如圖10-16所示，引腳功能如表10-6所列。位驅(qū)動(dòng)輸出端DIG0～DIG7可分別連接8只LED數(shù)碼管的共陰極；段驅(qū)動(dòng)輸出端SA～SG分別連接至LED數(shù)碼管的a～g段的陽極，而DP連至小數(shù)點(diǎn)dp的陽極。DIG0～DIG7和DP及SA～SG還分別是64鍵的鍵盤的列線和行線的端口，完成對(duì)鍵盤的譯碼和鍵值識(shí)別。8×8陣列中的每個(gè)鍵值可用讀鍵盤命令讀出，鍵值范圍是00H～3FH。圖10-16HD7279A引腳圖圖10-16HD7279A芯片與單片機(jī)連接僅需4條口線：CS*，DATA，CLK和KEY。CS*：當(dāng)單片機(jī)訪問HD7279A芯片（寫入命令、顯示數(shù)據(jù)、位地址、段地址或讀出鍵值）時(shí)，應(yīng)將CS*置為低電平。DATA：串行數(shù)據(jù)端，當(dāng)單片機(jī)向HD7279A芯片發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，DATA為輸入端；當(dāng)單片機(jī)從HD7279A芯片讀入鍵值時(shí)，DATA為輸出端。CLK：數(shù)據(jù)串行傳送的同步時(shí)鐘輸入端，時(shí)鐘的上升沿將數(shù)據(jù)寫入HD7279A中或從HD7279A中讀出數(shù)據(jù)。KEY：按鍵信號(hào)輸出端，在無鍵按下時(shí)為高電平，在有鍵按下時(shí)變?yōu)榈碗娖?，并且一直保持到該按下鍵至釋放為止。RESET*:復(fù)位端，由低電平變?yōu)楦唠娖?，并?jīng)過18～25ms復(fù)位結(jié)束。通常，該端接+5V即可。若對(duì)可靠性要求較高，則可外接復(fù)位電路，或直接由單片機(jī)控制。RC:用于外接振蕩元件，其典型值：R=1.5k，C=15pF。NC:必須懸空，即不得有任何外部連接。表10-7所列為HD7279A的電氣特性。（2）控制命令與時(shí)序HD7279A芯片的控制命令由6條純命令、7條帶數(shù)據(jù)命令和1條讀鍵盤命令組成。①純命令（6條）。所有純命令都是1字節(jié)命令，如表10-8所列。②帶數(shù)據(jù)命令（7條）。均由雙字節(jié)組成，第1字節(jié)為命令標(biāo)志碼（有的還有位地址），第2字節(jié)為顯示內(nèi)容。按方式0譯碼顯示命令b.按方式1譯碼顯示命令c.不譯碼顯示命令d.閃爍控制命令e.消隱控制命令f.段點(diǎn)亮命令g.段關(guān)閉命令③讀取鍵盤命令

從HD7279A讀出當(dāng)前的按鍵值。命令第1字節(jié)為15H，表示單片機(jī)寫到HD7279A的是讀鍵命令，而第2字節(jié)d7～d0為從HD7279A中讀出的按鍵值，其范圍為00H～3FH。當(dāng)按鍵按下時(shí)，KEY引腳從高電平變?yōu)榈碗娖?，并保持到按鍵釋放為止。在此期間，若HD7279A收到來自單片機(jī)的讀鍵盤命令15H，則HD7279A輸出當(dāng)前的按鍵代碼。應(yīng)注意，HD7279A只能給出其中一個(gè)按下鍵的代碼，不適合需要2個(gè)或2個(gè)以上鍵同時(shí)按下的場合。如果確實(shí)需要雙鍵組合使用，可在單片機(jī)某位I/O引腳接一鍵，HD7279A所連鍵盤共同組成雙鍵功能。④時(shí)序。HD7279A采用串行方式與單片機(jī)通信，串行數(shù)據(jù)從DATA引腳送入或輸出，并與CLK端同步。當(dāng)片選信號(hào)CS*變?yōu)榈碗娖胶螅珼ATA引腳上的數(shù)據(jù)在CLK脈沖上升沿作用下寫入或讀出HD7279A的數(shù)據(jù)緩沖器。圖10-17a.純命令時(shí)序單片機(jī)發(fā)出8個(gè)CLK脈沖，向HD7279A發(fā)出8位命令，DATA引腳最后為高阻態(tài)，如圖10-17所示。圖10-18b.帶數(shù)據(jù)命令時(shí)序單片機(jī)發(fā)出16個(gè)CLK脈沖，前8個(gè)向HD7279A發(fā)送8位命令；后8個(gè)向HD7279A傳送8位顯示數(shù)據(jù)，DATA引腳最后為高阻態(tài)，如圖10-18所示。c.讀鍵盤命令時(shí)序單片機(jī)發(fā)出16個(gè)CLK脈沖，前8個(gè)向HD7279A發(fā)送8位命令；發(fā)送完之后DATA引腳為高阻態(tài)；后8個(gè)CLK由HD7279A向單片機(jī)返回8位按鍵值，DATA引腳為輸出狀態(tài)。最后一個(gè)CLK脈沖的下降沿將DATA引腳恢復(fù)為高阻態(tài)，如圖10-19所示。圖10-19保證正確的時(shí)序是HD7279A正常工作的前提條件。當(dāng)選定HD7279A的振蕩元件RC和單片機(jī)的晶振之后，應(yīng)調(diào)節(jié)延時(shí)時(shí)間，使時(shí)序中的T1～T8滿足表10-16所列要求。由表中的數(shù)值可知HD7279A的速度，應(yīng)仔細(xì)調(diào)整HD7279A的時(shí)序，使其運(yùn)行時(shí)間接近最短。2．89C51與HD7279A接口設(shè)計(jì)（1）硬件接口電路圖10-20是與AT89C51單片機(jī)的接口電路，外接振蕩元件為典型值，89C51的晶振頻率為12MHz。上電后，HD7279A大約經(jīng)過15～18ms的時(shí)間才進(jìn)入工作狀態(tài)。HD7279A應(yīng)連接共陰極顯示器。對(duì)于不使用的按鍵和顯示器，可以不連接。省去的顯示器或?qū)︼@示器設(shè)置的消隱、閃爍屬性，均不影響鍵盤的使用。除非不使用顯示器，否則串聯(lián)在DP及SA～SG引線上的200Ω電阻不可省去。如果不使用鍵盤，圖10-20中與鍵盤連接的10kΩ電阻和100kΩ電阻便可省去。如果使用鍵盤，電路中的100kΩ下拉電阻則不可省去。單片機(jī)通過KEY引線電平判斷是否有鍵按下。在使用查詢方式時(shí)，該引腳接至單片機(jī)的外部中斷輸入端，同時(shí)應(yīng)將中斷觸發(fā)控制位設(shè)置成下降沿有效觸發(fā)方式；若設(shè)置成電平觸發(fā)方式，則在按鍵時(shí)間較長時(shí)可引發(fā)多次中斷申請(qǐng)問題。HD7279A采用動(dòng)態(tài)循環(huán)掃描方式，如果采用的普通LED顯示器亮度不夠，則可采用高亮度或超高亮度的型號(hào)。圖10-20中的3、5、26引腳懸空。圖10-20（2）接口程序舉例根據(jù)圖10-20，編制程序?qū)崿F(xiàn)當(dāng)有按鍵按下時(shí)，單片機(jī)讀取該按鍵代碼并將其顯示在LED上。程序中使用單片機(jī)內(nèi)RAM位尋址的29H和28H兩個(gè)單元。29H單元的位地址為48H～4FH；28H單元的位地址為40H～47H。①發(fā)送29H單元中的數(shù)據(jù)到HD7279A，高位在前。程序入口條件為CS*=1，CLK=0。SEND: MOV R2,#08H ;發(fā)送8位數(shù)據(jù)

CLR P1.0 ;CS*=0 LCALL DELY1 ;延時(shí)50s(T1)LOOP1: MOV C,4FH ;29H單元的D7位傳至HD7279A MOV P1.2,C ;數(shù)據(jù)出現(xiàn)在DATA引腳上

SETB P1.1 ;置CLK為高電平,

數(shù)據(jù)寫入HD7279A MOV A,29H ;待發(fā)數(shù)據(jù)左移1位 RL AMOV 29H,ALCALL DELY2 ;延時(shí)8s(T2)CLR P1.1 ;置CLK為低電平 LCALL DELY2 ;延時(shí)8s(T3) DJNZ R2,LOOP1 ;檢測(cè)8位數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢

CLR P1.2 ;發(fā)送完畢,

DATA為低（輸出狀態(tài)）

RET ;返回②讀入的鍵碼送到28H單元，高位在前。程序入口條件為CS*=0，CLK=0。RESE: MOV R2,#08H ;接收8位數(shù)據(jù) SETB P1.2 ;P1.2輸出鎖存器為高電平,

準(zhǔn)備輸入 LCALL DELY3 ;延時(shí)25s(T5)LOOP2:SETB P1.1 ;置CLK為高電平,

讀出HD7279A數(shù)據(jù) LCALL DELY2 ;延時(shí)8s(T6和T7) MOV A,28H ;接收數(shù)據(jù)左移1位 RL A MOV 28H,A MOV C,P1.2 ;接收1位數(shù)據(jù) MOV 40H,C ;讀入數(shù)據(jù)存入28H的D0位 CLR P1.1 ;置P1.1為低電平 LCALL DELY2 ;延時(shí)8s(T3) DJNZ R2,LOOP2 ;檢測(cè)8位數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢 CLR P1.2 ;接收完畢,

DATA引腳置低電平（輸出狀態(tài)） RET ;返回③查詢方式讀鍵值并顯示。 MOV P1,#0F9H ;CS*=1,KEY=1,CLK=0,DATA=0LCALL DELY4 ;延時(shí)25msMOV 29H,#0A4H ;復(fù)位命令 LCALL SEND SETB P1.0 ;CS*=1MAIN: JB P1.3,MAIN ;檢測(cè)按鍵，無鍵按下則等待 MOV 29H,#15H ;發(fā)讀鍵盤命令

LCALL SEND ;寫入HD7279A LCALL RESE ;讀鍵值到28H單元

SETB P1.0 ;CS*=1 MOV B,#0AH ;十六進(jìn)制鍵值轉(zhuǎn)換成BCD碼 MOV A,28H DIV AB MOV R1,A ;十位暫存于R1 MOV 29H,#81H ;按方式0譯碼顯示在L2位LED LCALL SEND ;命令寫入HD7279A LCALL DELY3 ;延時(shí)25s(T4) MOV 29H,R1 LCALL SEND ;顯示十位 SETB P1.0 ;CS*=1 MOV 29H,#80H ;按方式0譯碼顯示在L1位LED LCALL SEND LCALL DELY3 ;延時(shí)25s(T4) MOV 29H,B ;顯示個(gè)位 LCALL SEND SETB P1.0 ;CS*=1WAIT: JNB P1.3,WAIT ;等待按鍵釋放 SJMP MAIN延時(shí)子程序由用戶自行編寫。10.489C51與液晶顯示器（LCD）的接口LCD（LiquidCrystalDisplay）：液晶顯示器的縮寫，被動(dòng)式顯示器-液晶本身并不發(fā)光，而是經(jīng)液晶經(jīng)過處理后能改變光線通過方向的特性，而達(dá)到白底黑字或黑底白字顯示的目的。液晶顯示器具有功耗低、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用在儀器儀表和控制系統(tǒng)中。10.4.1LCD顯示器的分類按排列形狀分：字段型、點(diǎn)陣字符型和點(diǎn)陣圖形。（1）字段型廣泛用于電子表、數(shù)字儀表、計(jì)算器中。（2）點(diǎn)陣字符型顯示字母、數(shù)字、符號(hào)。它是由5×7或5×10點(diǎn)陣組成，廣泛用在單片機(jī)系統(tǒng)中。（3）點(diǎn)陣圖形型筆記本電腦和彩色電視等設(shè)備中。10.4.2點(diǎn)陣字符型液晶顯示模塊介紹點(diǎn)陣字符型LCD顯示器，需相應(yīng)的LCD控制器、驅(qū)動(dòng)器，來對(duì)LCD顯示器進(jìn)行掃描、驅(qū)動(dòng)，以及一定空間的RAM和ROM來存儲(chǔ)寫入的命令和顯示字符的點(diǎn)陣?，F(xiàn)已將上述元部件和LCD顯示器用PCB連接到一起，稱為液晶顯示模塊LCM(LCDModule)。只向LCM送入相應(yīng)的命令和數(shù)據(jù)就可實(shí)現(xiàn)所需要的顯示內(nèi)容，接口簡單，靈活方便。分字符和圖形兩種。1.基本結(jié)構(gòu)（1）液晶板在上面排列著若干5×7或5×10點(diǎn)陣的字符顯示位，從規(guī)格上分為每行8、16、20、24、32、40位，有1行、2行及4行三類，根據(jù)需要，來選擇。（2）模塊電路框圖由控制器HD44780、驅(qū)動(dòng)器HD44100及幾個(gè)電阻電容組成。HD44100是擴(kuò)展顯示字符位用的（例如：16字符×1行模塊就可不用HD44100，16字符×2行模塊就要用一片HD44100）。圖10-21引線號(hào)符號(hào)名稱功能1VSS地0V2VDD電源5V±5%3VEE液晶驅(qū)動(dòng)電壓4RS寄存器選擇1:數(shù)據(jù)寄存器，0：命令寄存器5R/W*讀/寫1：讀；0：寫6E使能下降沿觸發(fā)7-14DB0-DB78位數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)傳輸表10-17液晶顯示模塊的引腳模塊14個(gè)引腳，其中有8條數(shù)據(jù)線，3條控制線，3條電源線，見表10-17。通過單片機(jī)寫入模塊的數(shù)據(jù)和指令，就可對(duì)顯示方式和顯示內(nèi)容作出選擇。RSR/W*操作00命令寄存器寫入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)寄存器讀出表10-18寄存器的選擇命令格式及命令功能說明

(1)內(nèi)部寄存器控制器HD44780內(nèi)有多個(gè)寄存器，如表10-18所示。RS位和R/W*引腳上的電平來選擇寄存器，讀還是寫，而DB7～DB0則決定命令功能。命令共11種：清除，返回，輸入方式設(shè)置，顯示開關(guān)控制，移位控制，功能設(shè)置，CGRAM（字符生成RAM）地址設(shè)置，DDRAM（顯示數(shù)據(jù)RAM）地址設(shè)置，讀忙標(biāo)志和地址，寫數(shù)據(jù)到CGRAM或DDRAM，從CGRAM或DDRAM讀數(shù)據(jù)。這些命令功能強(qiáng)：可組合成各種輸入、顯示、移位方式以滿足不同的要求。（2）標(biāo)準(zhǔn)字符庫

圖10-22：字符庫的內(nèi)容、字符碼和字型的對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如“A”的字符碼為41H，“B”的字符碼為42H。圖10-2210.4.389C51與LCD的接口及軟件編程1.89C51與LCD模塊的接口接口電路見圖10-23。將LCM掛接在89C51的總線上，通過對(duì)數(shù)據(jù)總線的讀寫實(shí)現(xiàn)對(duì)LCM的控制。圖10-232.軟件編程初始化用戶所編的顯示程序，開始必須進(jìn)行初始化，否則模塊無法正常顯示。初始化流程如圖10-24所示。

圖10-24顯示程序(自己閱讀)

10.589C51與TPμP-40A/16A微型打印機(jī)的接口內(nèi)部有一個(gè)控制用單片機(jī)，固化有控打程序，智能化程度高。常用的微型打印機(jī)：TPμP-40A/16A、GP16以及XLF嵌入儀器面板上的漢字微型打印機(jī)。1.TPμP-40A/16A微型打印機(jī)

單片機(jī)控制的微型智能打印機(jī)。TPμP-40A與TPμP-16A的接口信號(hào)與時(shí)序完全相同，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-40A每行40個(gè)字符，TPμP-16A則打印16個(gè)字符。2.主要性能、接口要求及時(shí)序(1)TPμP-40A主要技術(shù)性能單片機(jī)控制,2KB控打程序及標(biāo)準(zhǔn)的Centronics并行接口?？纱蛴∪緼SCII代碼字符及128個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)字符和圖符。用戶定義的16個(gè)代碼字符（6×7點(diǎn)陣）?？纱蛴〕?×240點(diǎn)陣的圖樣（漢字或圖案點(diǎn)陣）。字符、圖符和點(diǎn)陣圖可在寬和高的方向放大為×2、×3、×4倍。每行字符的點(diǎn)行數(shù)（包括字符的行間距）可用命令更換。即字符行間距空點(diǎn)行在0～256間任選。(2)接口信號(hào)采用國際上流行的Centronics打印機(jī)并行接口，與單片機(jī)間是通過一條20芯扁平電纜及接插件相連。打印機(jī)有一個(gè)20線扁平插座，信號(hào)引腳排列如圖10-25所示。引腳介紹:DB0～DB7：數(shù)據(jù)線,單向傳輸，由單片機(jī)輸入給打印機(jī)。STB*：數(shù)據(jù)選通信號(hào)。在該信號(hào)的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)線上的8位并行數(shù)據(jù)被打印機(jī)讀入機(jī)內(nèi)鎖存。圖10-25BUSY：打印機(jī)“忙”狀態(tài)信號(hào)。當(dāng)該信號(hào)有效（高電平）時(shí),表示打印機(jī)正忙。此時(shí),單片機(jī)不得向打印機(jī)送入新的數(shù)據(jù)。ACK*：打印機(jī)的應(yīng)答信號(hào)。低電平有效,表明打印機(jī)已取走數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)。ERR*：“出錯(cuò)”信號(hào)。當(dāng)送入打印機(jī)的命令格式出錯(cuò)時(shí),打印機(jī)立即打印一行出錯(cuò)信息,提示出錯(cuò)。在打印出錯(cuò)信息之前，該信號(hào)線出現(xiàn)一個(gè)負(fù)脈沖，脈沖寬度為30μs。(3)接口信號(hào)時(shí)序接口信號(hào)時(shí)序如圖10-26所示。圖10-26選通信號(hào)STB*寬度需大于0.5μs。應(yīng)答信號(hào)ACK*可與STB*信號(hào)作為一對(duì)應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)，也可與BUSY作為一對(duì)應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)。3.字符代碼及打印命令寫入的全部代碼共256個(gè)，其中00H無效。代碼：01H～0FH為打印命令；代碼：10H～1FH為用戶自定義代碼；代碼：20H～7FH為標(biāo)準(zhǔn)ASCII代碼；代碼：80H～FFH為非ASCII代碼，如圖10-27所示。其中包括少量漢字、希臘字母、塊圖圖符和一些特殊字符。圖10-274.TPμP-40A/16A與89C51單片機(jī)接口設(shè)計(jì)TPμP-