上課用的led顯示器.ppt

第七章第一節(jié)LED顯示接口技術(shù) 一 獨立LED與單片機的接口 LED顯示器用于顯示工業(yè)控制參數(shù) 過程狀態(tài) 獨立LED多用于信號指示 它實際是一個壓降為1 5 2 5V 電流為5 20mA的發(fā)光二極管 通過LED的電流決定它的發(fā)光強度 輸出高電平點亮LED 輸出低電平點亮LED 直接驅(qū)動時單個位線最大20mA 限流電阻怎么計算 注 Led在使用時需要接限流電阻 1 LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)和顯示原理顯示原理 通常用的7段LED數(shù)碼管是由8個發(fā)光二極管組成的 a b c d e f g dp 當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時 相應(yīng)的點或線段發(fā)光 將這些二極管排成一定圖形 控制不同組合的二極管導(dǎo)通 就可以顯示出不同的字形 二 LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)和工作原理 7段LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu) 共陽與共陰 1 單片機系統(tǒng)擴展LED數(shù)碼管時多用共陽LED 共陽數(shù)碼管每個段筆畫是用低電平 0 點亮的 要求驅(qū)動功率很小 而共陰數(shù)碼管段筆畫是用高電平 1 點亮的 要求驅(qū)動功率較大 實際上是取決于io口的驅(qū)動能力 2 通常每個段筆畫要串一個數(shù)百歐姆的限流電阻 2 數(shù)碼管字段碼 段控碼 8段 a dp 正好是一個字節(jié) 單片機可用一個8位的并行IO口與其字段線連接來實現(xiàn)對其的控制 連接時單片機IO口線的D0 D7分別和數(shù)碼管的a b c dp對應(yīng)相連 如圖所示 這樣要想讓LED顯示器顯示某個字符 就需要由這個IO口輸出某個特定的數(shù)據(jù) 字段碼 段控碼 最高位 最低位 D7D6D5D4D3D2D1D0Dpgfedcba 單片機IO口和數(shù)碼管的簡單連接 共陰數(shù)碼管 共陽數(shù)碼管 LED顯示器字段碼 續(xù)表 3 N位LED數(shù)碼管顯示需解決問題 1 控制哪一位LED數(shù)碼管點亮 位控 控制公共端 位控線 2 控制點亮的LED數(shù)碼管顯示相應(yīng)字符 段控 LED的段控線和位控線的接法不同 對應(yīng)的兩種不同的LED顯示方式 三 靜態(tài)顯示接口各個LED數(shù)碼管均處于選通顯示狀態(tài) 數(shù)碼管相應(yīng)段一直處于點亮狀態(tài) 各個數(shù)碼管位選始終有效 每個數(shù)碼管的字段線相互獨立 由單片機的IO口分別送出相應(yīng)的字段碼 連接情況 1 各位數(shù)碼管的位控線連在一起 恒定接地 共陰極 或接正電源 共陽極 2 每位數(shù)碼管的8段控線獨立 分別接在一個8位的并行IO口上 獲取相應(yīng)的字段碼特點 顯示穩(wěn)定 無閃爍 系統(tǒng)運行過程中 在需要更新顯示內(nèi)容時 CPU才去執(zhí)行顯示更新子程序 節(jié)省CPU時間 提高CPU的工作效率 編程簡單 用元器件多 占I O線多 適用于顯示器位數(shù)較少的場合 舉例 p167頁例71 p168頁例72 通過單片機P2口并經(jīng)74LS245驅(qū)動以后 讓一位數(shù)碼管循環(huán)顯示0 9 其電路如下 ORG0030HMOVSP 60hMOVR0 00hMOVDPTR SEGTAB 字段碼首地址DISP1 MOVA R0 從0開始顯示DISP3 MOVCA A DPTR 查字符段選碼MOVP2 A 從P2口輸出顯示DISP4 ACALLD1S 停留1sINCR0CJNER0 10 DISP1MOVR0 0AJMPDISP1 又從0開始顯示延時程序和表格省略 四 動態(tài)顯示接口動態(tài)顯示是一位一位地輪流點亮各位數(shù)碼管 各數(shù)碼管分時輪流選通 要使其穩(wěn)定顯示 看起來像在同時顯示 必須采用掃描方式 即在某一時刻只選通一位數(shù)碼管 并送出相應(yīng)的段碼 在另一時刻選通另一位數(shù)碼管 并送出相應(yīng)的段碼 依此規(guī)律循環(huán) 即可使各位數(shù)碼管顯示將要顯示的字符 雖然這些字符是在不同的時刻分別顯示 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 10ms 1ms 2ms 就可以給人以同時顯示的感覺 各位數(shù)碼管的段選線相應(yīng)并聯(lián)在一起 由一個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 單片機在控制時需要輸出 段控碼和位控碼 在程序編寫時要體現(xiàn)出 段控碼的輸出 查表獲取位控碼的輸出 根據(jù)電路連接及顯示要求獲取延時顯示緩沖區(qū)的設(shè)置 用來存放要顯示的字符 一段內(nèi)部連續(xù)RAM區(qū) 緩沖區(qū)內(nèi)包含的存儲單元個數(shù) 的LED數(shù)碼管位數(shù) 該區(qū)首地址給指針r0或r1實例 p171 第二節(jié)鍵盤接口技術(shù) 鍵盤 單片機系統(tǒng)中完成控制參數(shù)輸入及修改的基本輸入設(shè)備 是人工干預(yù)系統(tǒng)的重要手段 鍵盤的分類 按編碼方式可分為編碼鍵盤與非編碼鍵盤 按鍵組連接方式可分為獨立式鍵盤與矩陣式鍵盤 編碼鍵盤與非編碼鍵盤的主要區(qū)別是識別鍵符及給出相應(yīng)鍵碼的方法不同 編碼鍵盤主要是用硬件來實現(xiàn)對鍵的識別 非編碼鍵盤主要是由軟件來實現(xiàn)鍵盤的識別 編碼鍵盤除按鍵以外 一般還具有去抖動和多鍵 竄鍵保護電路 這種鍵盤使用方便 但需要較多的硬件 價格較貴 一般的單片機應(yīng)用系統(tǒng)較少采用 非編碼鍵盤僅由鍵開關(guān)組成 其它工作如鍵識別 鍵代碼的產(chǎn)生 去抖動等 是由軟件完成的 簡化了硬件電路 降低成本 目前單片機控制系統(tǒng)中大多數(shù)采用非編碼鍵盤 一 非編碼鍵盤類型 獨立式按鍵和行列式按鍵 1 獨立式按鍵 每個按鍵單獨占有一根I O接口引線 當(dāng)鍵未被按下時 與此鍵相連的I O線獲得高電平 當(dāng)鍵被按下時 與此鍵相連的I O線獲得低電平 單片機只要讀取I O口狀態(tài) 就可以獲取按鍵信息 識別有無鍵按下和哪個鍵被按下I O 配置靈活 結(jié)構(gòu)簡單 編程容易 口線浪費大 按鍵較少時采用這種形式 獨立式鍵盤就是各按鍵相互獨立 每個按鍵各接一根I O口線 每根I O口線上的按鍵都不會影響其它的I O口線 下面是針對圖7 4 b 圖查詢方式的匯編語言形式的鍵盤程序 總共有8個鍵位 KEY0 KEY7為8個鍵的功能程序 START MOVA 0FFH MOVP1 A 置P1口為輸入狀態(tài)MOVA P1 鍵狀態(tài)輸入CPLAJZSTART 沒有鍵按下 則轉(zhuǎn)開始JBACC 0 K0 檢測0號鍵是否按下 按下轉(zhuǎn)JBACC 1 K1 檢測1號鍵是否按下 按下轉(zhuǎn)JBACC 2 K2 檢測2號鍵是否按下 按下轉(zhuǎn)JBACC 3 K3 檢測3號鍵是否按下 按下轉(zhuǎn)JBACC 4 K4 檢測4號鍵是否按下 按下轉(zhuǎn)JBACC 5 K5 檢測5號鍵是否按下 按下轉(zhuǎn)JBACC 6 K6 檢測6號鍵是否按下 按下轉(zhuǎn)JBACC 7 K7 檢測7號鍵是否按下 按下轉(zhuǎn)JMPSTART 無鍵按下返回 再順次檢測 K0 AJMPKEY0K1 AJMPKEY1 K7 AJIMPKEY7KEY0 0號鍵功能程序JMPSTART 0號鍵功能程序執(zhí)行完返回KEY1 1號鍵功能程序JMPSTART 1號鍵功能程序執(zhí)行完返回 KEY7 7號鍵功能程序JMPSTART 7號鍵功能程序執(zhí)行完返回 2 矩陣 行列 式鍵盤矩陣式鍵盤由若干按鍵按行 列排成矩陣形式組成 按鍵位于行 列線的交叉點上 行線和列線在沒有按鍵按下時不接通 其結(jié)構(gòu)下圖所示 由圖可知 一個4 4的行 列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個含有16個按鍵的鍵盤 顯然 在按鍵數(shù)量較多時 矩陣式鍵盤較之獨立式按鍵鍵盤要節(jié)省很多I O口 矩陣鍵盤的連接方法有多種 可直接連接于單片機的I O口線 可利用擴展的并行I O口 8255 8155等 連接 也可利用可編程的鍵盤 顯示專用接口芯片 8279等 進行連接等等 其中 利用擴展的并行I O口連接方便靈活 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中比較常用 連接情況 行線一端接單片機輸入口 另一端通過電阻接 5V列線一端懸空 另一端接單片機輸出口沒有按鍵按下時 讀取行線狀態(tài)應(yīng)該是什么狀態(tài) 有按鍵按下時 再讀行線狀態(tài) 二 鍵盤接口主要任務(wù) 以行列式鍵盤為例進行說明 鍵盤接口主要任務(wù)就是確定被按鍵的行 列位置 據(jù)此產(chǎn)生鍵碼 根據(jù)鍵碼轉(zhuǎn)至相應(yīng)的服務(wù)程序去 具體是 1 判斷是否有按鍵按下 2 消抖處理 硬件消抖和軟件消抖 3 確定被按按鍵的物理位置 行 列位置 4 計算鍵碼 5 等待鍵釋放 6 根據(jù)所獲取的鍵盤 執(zhí)行相應(yīng)服務(wù)程序 鍵碼 行首鍵號 列號 鍵號必須依次是從左至右書寫 或鍵碼 列首鍵號 行號 鍵號必須依次是從上至下書寫 1 查詢工作方式 這種方式是直接在主程序中插入鍵盤檢測子程序 主程序每執(zhí)行一次則鍵盤檢測子程序被執(zhí)行一次 對鍵盤進行檢測一次 如果沒有鍵按下 則跳過鍵識別 直接執(zhí)行主程序 如果有鍵按下 則通過鍵盤掃描子程序識別按鍵 得到按鍵的編碼值 然后根據(jù)編碼值進行相應(yīng)的處理 處理完后再回到主程序執(zhí)行 鍵盤掃描子程序流程如圖 二 矩陣鍵盤的工作方式 2 矩陣式