单片机原理及应用项目5-显示器及键盘.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,项目5 显示器及键盘,5.1 LED显示器及接口技术,在单片机系统设计中，信号的输出部分是非常重要的一部分，常用的输出设备有显示器、打印机等，而显示器作为一种常用的输出设备，在单片机系统设计中被广泛使用。,显示器的种类很多，LED（发光二极管显示器）、LCD（液晶显示器）和CRT显示器都可以作为单片机的显示设备，通常用LED数码显示器来显示各种数字或符号。由于它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长的特点，因此使用非常广泛。,项目5 显示器及键盘,5.1.1 LED显示器结构与工作原理,1.LED内部结构,通常所说的LED显示器，俗称数码管，由7个发光二极管组成，因此又称之为7段LED显示器，其排列形状如图5-1所示。,项目5 显示器及键盘,实际上，显示器中还有一个圆点型发光二极管（在图中以dp表示），用于显示小数点。通过七个发光二极管构成“日”，一个构成小数点，故也称为8段显示器，通过发光二极管亮暗的不同组合，可以显示多种数字、字母以及其他符号。,图5-1,LED显示器中的发光二极管共有两种连接方法：,一种是把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极。使用时公共阳极接+5V，这样阴极端输入低电平的段发光二极管就导通点亮，而输入高电平的则不点亮。,另外一种是把发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极。使用时公共阴极接地，这样阳极端输入高电平的段发光二极管就导通点亮，而输入低电平的则不点亮。,图5-2 一个二极管被点亮的条件,项目5 显示器及键盘,2.LED工作原理,为了显示数字或符号，要为LED显示器提供代码。因为这些代码是为显示字形的，因此称之为字形代码。七段发光二极管，再加上一个小数点位，共计八段，因此提供给LED显示器的字形代码正好一个字节。各代码位的对应关系如下：,代码位,D7,D6,D5,D4,D3,D2,D1,D0,显示段,df,g,f,e,d,c,b,a,表5-1 十六进制数的字形代码表,项目5 显示器及键盘,十六进制数的字形代码表,字型,共阳极代码,共阴极代码,字型,共阳极代码,共阴极代码,0,C0H,3FH,9,90H,6FH,1,F9H,06H,A,88H,77H,2,A4H,5BH,b,83H,7CH,3,B0H,4FH,C,C6H,39H,4,99H,66H,d,A1H,5EH,5,92H,6DH,E,86H,79H,6,82H,7DH,F,8EH,71H,7,F8H,07H,-,BFH,40H,8,80H,7FH,灭,FFH,00H,项目5 显示器及键盘,5.1.2 LED显示器与单片机接口技术,LED显示器常用两种显示方法：静态显示和动态显示,1.静态LED显示接口,所谓静态显示，就是每一个LED显示器都要占用80C51一个单独输出口。这样单片机只要把要显示的字形代码发送到所连接的输出口，就可以显示相应的数字或字符。如图5-3所示。,优点：占用单片机中CPU的时间少，显示程序简单显示亮度高且稳定。,缺点：显示位数较多时占用较多的I/O口线。,故静态显示一般用于显示位数较少的系统中。,项目5 显示器及键盘,图5-3 两位LED数码管静态显示示意图,静态显示电路图,项目5 显示器及键盘,实践练习题目,在以上例子中，更改一下条件完成题目,1、每位数字显示更改为1s；,2、数字显示从F0倒叙显示；,3、增加一个按键，当按键按下时，停止显示，按键断开时，继续显示。,项目5 显示器及键盘,5.2 键盘输入接口,5.2.1 按键的特性,按键按照结构原理可分为两类，一类是触点式开关按键，如常见的机械式开关等；另一类是无触点开关按键，如常见的电气式按键，磁感应按键等。前者造价低，后者寿命长。目前，单片机系统中最常见的是触点式开关按键。,按键按照接口原理可分为编码键盘与非编码键盘两类，这两类键盘的主要区别是识别键符及给出相应键码的方法。编码键盘主要是用硬件来实现对键的识别，非编码键盘主要是由软件来实现键盘的定义与识别。由于其经济实用，较多地应用于单片机系统中。,项目5 显示器及键盘,在触点抖动期间检测按键的通与断状态，可能导致判断出错。即按键一次按下或释放被错误地认为是多次操作，这种情况是不允许出现的。为了克服按键触点机械抖动所致的检测误判，必须采取去抖动措施，去抖的办法有硬件、软件两种。在键数较少时，可采用硬件去抖，而当键数较多时，采用软件去抖。,在硬件上可采用在键输出端加R-S触发器(双稳态触发器)或单稳态触发器构成去抖动电路，,软件上采取的措施是：在检测到有按键按下时，执行一个10ms左右（具体时间应视所使用的按键进行调整）的延时程序避开前沿抖动，再检测该键电平是否仍保持闭合状态电平，若仍保持闭合状态电平，则确认该键处于闭合状态；同理，在检测到该键释放后，也应采用相同的步骤进行避开后沿抖动，确认按键施放后再进行处理。,项目5 显示器及键盘,5.2.2 独立式按键接口,1.独立式按键结构及接口,单片机控制系统中，往往只需要几个功能键，此时，可采用独立式按键结构。独立式按键是直接用I/O口线构成的单个按键电路，其特点是每个按键单独占用一根I/O口线，每个按键的工作不会影响其它I/O口线的状态。独立式按键的典型应用如图5-10所示。,独立式按键电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用一根I/O口线，因此，在按键较多时，I/O口线浪费较大，不宜采用。因此独立式按键仅适合按键数目不多的场合。,图5-10 独立式按键电路,2.独立式按键的软件设计,独立式按键软件设计常采用查询式结构。先逐位查询每根I/O口线的输入状态，如某一根I/O口线输入为低电平，则可确认该I/O口线所对应的按键已按下，然后，再转向该键的功能处理程序。,项目5 显示器及键盘,