an微机控制技术.ppt

1、第3章 人机交互接口技术,前言 3.1 键盘接口技术 3.2 红外遥控键盘接口技术 3.3 LED显示接口技术 3.4 LED电子显示屏技术 3.5 LCD显示接口技术,第3章 人机交互接口技术, 一个安全可靠的控制系统必须具有方便的交互功能。 是系统与操作人员之间交互的窗口。建立联系、交换信息的 I/O 设备的接口。 包括: 键盘、显示、打印等。 操作人员通过显示的内容，及时掌握生产情况。对应用系统进行人工干预，以使其随时能按照操作人员的意图工作。,微机控制技术,31 键盘接口技术,若干按键的集合构成键盘，是操作人员向系统提供干预命令的接口设备。 键盘分类： (1) 编码键盘 能自动识别按下

2、的键并产生相应代码，以并行/串行方式送给 CPU。 使用方便，接口简单，响应速度快，但较贵。 (2) 非编码键盘 通过软件来确定按键并计算键值。价格便宜，因此得到了广泛的应用。,微机控制技术,31 键盘接口技术,3.1.1 键盘设计需解决的几个问题 3.1.2 少量功能键的接口技术 3.1.3 矩阵键盘的接口技术 3.1.4 触模式电子开关接口技术 3.1.5 键盘特殊功能的处理,311 键盘设计需解决的几个问题,1按键的确认 键盘实际上是一组按键的集合。 每一个按键即一个开关量输入装置。 通过电平状态检测确定键的闭合与否。,微机控制技术,311 键盘设计需解决的几个问题,2重键与连击的处理

3、按键的确定方法:(1) 按下时间最长的为当前按键(2) 最先按下的键为当前按键，(3) 最后释放的键看成是输入键。(4) 采用单键按下有效，多键同时按下无效。（若系统设有复合键，另论）。,微机控制技术,说明: 1.连击、重键客观存。 2. 按甚么原则进行确认由设计者确定,311 键盘设计需解决的几个问题,3按键防抖动技术对于采用机械弹性开关的键盘:(1)由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合及断开的瞬间必然伴随有一连串的抖动。(2)其波形如 图3-1 所示。抖动过程的长短由按键的机械特性决定，一般为 1020ms。,微机控制技术,311 键盘设计需解决的几个问题,图31 按键抖动信号波形,

4、微机控制技术,311 键盘设计需解决的几个问题,可以从硬件及软件两方面排除抖动的影响解决。 （1）硬件防抖技术 滤波防抖电路 利用 RC 积分电路对于干扰脉冲的吸收作用。 只要选择好时间常数，就能在按键抖动信号通过此滤波电路时，消除抖动的影响。滤波防抖电路图，如图3 - 2所示。,微机控制技术,311 键盘设计需解决的几个问题,图32 滤波防抖电路,微机控制技术,311 键盘设计需解决的几个问题,分析: K 未按下，电容两端电压为 0，非门输出为1。K 刚按下时: C 两端电压不可能产生突变，(尽管在触点接触过程中可能出现抖动)适当选取 R1、R2、C 值，可保证电容 C 两端的充电电压波动不

5、超过非门的开启电压（ TTL 为 0.8 V ），非门的输出将维持高电平。同理，K 断开时，由于电容 C 经过电阻 R2 放电，C 两端的放电电压波动不会超过门的关闭电 压，因此，门的输出也不会改变。,微机控制技术,311 键盘设计需解决的几个问题,总之:只要 R1、R2 和 C 的时间常数选取得当，确保电容 C 由稳态电压充电到开启电压，或放电到关闭电压的延迟时间等于 或 大于 10ms， 该电路就能消除抖动的影响。,微机控制技术,311 键盘设计需解决的几个问题, 双稳态防抖电路用两个与非门构成一个 RS 触发器即形成双稳态防抖电路。,微机控制技术,图33 双稳态防抖电路图,311 键盘设

6、计需解决的几个问题,（2）软件防抖方法 当第一次检测到有键按下时，先用软件延时（10ms20ms），而后再确认该键电平是否仍维持闭合状态电平。若保持闭合状态电平；则确认此键确已按下，从而消除了抖动的影响。(3) 两种方法的比较 采用硬件防抖: N个键就必须配有 N个防抖电路。 采用硬件防抖: 费机时。,微机控制技术,312 少量功能键接口技术,设计思路 对于具有少量功能键的系统，多采用相互独立的接口方法，即每个按键接一根输入线，各键的工作状态互不影响。 采用硬件中断或 软件查询方法均可实现其键盘接口。采用中断方式接口的硬件电路图，如图3.4所示。,微机控制技术,采用中断方式接口的硬件电路图,图

7、3.4 操作功能键硬件接线图,微机控制技术,312 少量功能键接口技术,分析: 按键 SB7SB0 各具一种功能。 全开时，对应的各条列线全部为高电平，使 74LS30 输出 0，反向后为 1，不产生中断。 其中某键被按下， 端变作高电平，申请中断。 CPU 响应后，用查询的方法找出被按下的功能键。再通过软件查找出功能键服务程序的入口地址。 查询的过程决定了键功能的优先权。,微机控制技术,3. 13 矩阵键盘接口技术, 键数量比较多的系统之中常采用矩阵式键盘。 矩阵式键盘 :由行线和列线组成，按键设置在行、列结构的交叉点上，行列线分别连在按键开关的两端。列线通过上拉电阻接至正电源，以使无键按下

8、时列线处于高 电平状态。 键盘与微型机的连接方法是采用 I0 接口芯片/锁存器( 8155、8255等)/(74LS273、74LS244，74LS373等),微机控制技术,3. 13 矩阵键盘接口技术,键盘处理程序的关键是如何识别键码,微机控制技术, 微型机对按键识别的办法是“扫描”。 两种扫描法: 程控扫描法中断扫描法。,1 程控扫描法,图35 采用8255A 接口的48 键盘矩阵,微机控制技术,1 1 1 1 1 1 1 1,1 1 1 1 1 1 1 1,1 1 1 1 0 1 1 1,1 0 1 1,1 1 0 1,0 1 1 1,3. 13 矩阵键盘接口技术,（1）电路分析 825

9、5A端口C 行扫描端口A 读入列值 8255A 控制口、端口A、端口B、端口C的地址:8003H，8000H，8001H、8002H。 48 = 32个键。键编号依次为:0、1、2、31E、1F,称其为键值。 通过键译码程序找出每个键的键值，根据键值确定其是功能键还是数字键，并分别进行处理。,微机控制技术,3. 13 矩阵键盘接口技术,（2）程控扫描方法 判断是否有键按下。 通过 PC口 使所有的行输出均为低电平， 从端口A 读入列值。如果读人值为 FFH, 无键按下。如果读人值不为 FFH, 有键按下。 去除键抖动。 若有键按下，延时 1020ms，再一次判断有无键按下， 如果此时仍有键按下

10、，则认为键盘上确有一个键被按下。,微机控制技术,3. 13 矩阵键盘接口技术, 求闭合键的键值。 对键盘逐行扫描。使 PC00，读入列值，若等于FFH，说明该行无键按下。再对下一行进行扫描（即令PC10） 直至发现列值不等于FFH，则说明该行有键按下。求出其键值。 求键值。键值= 8键行值 列值例如，X2 行 Y3 列键被按下，求其键值。,微机控制技术,键值计算过程,(1) 求行值: X0行,（PC00），行值=FFH,无键按下，行值00H十08H； Xl行,（PC10），行值=FFH,无键按下，行值08H+08H=10H X2行,（PC20），行值FFH），则行值寄存器10H，(2) 求列值

11、。将列值读数逐位右移， 第一次移位，移出位=1，列值00H十01H01H； 第二次移位，移出位=1，列值00H十01H+102H； 第三次移位, 移出位=1，列值01H十01H十01H03H； 第四次移位，移出位=0，列值03H，不变。(3) 将行值与列值相加键值行值+列值=10H十03H13H，故该键值为13H=19D,3. 13 矩阵键盘接口技术, 为保证键每闭合一次，CPU只作一次处理，程序中需等闭合键释放后才对其进行处理。完成上述任务的程控扫描程序流程图，如图3-6所示。,微机控制技术,微机控制技术,图36 程控扫描法程序流程图,ORG 0200H KEYPRO：ACALL DISUP

12、 ；调用显示子程序ACALL KEXAM ；检查是否有键按下JZ KEYPRO ；若无键按下，则转KEYPRO，继续等待并检查ACALL D10ms ；若有键按下，延时10ms，以防止抖动ACALL KEXAM ；再次检查是否有键按下JZ KEYPRO ；若无键按下，则转KEYPRO KEY1： MOV R2,#0FEH ；输出使X0行为低电平MOV R3,#00H ；列值寄存器清零MOV R4,#00H ；行值寄存器清零 KEY2： MOV DPTR,#8200H ；指向8255A C口MOV A,R2 ；扫描第一MOVX DPTR,AMOV DPTR,#8000H ；指向8255A A口M

13、OVX A,DPTR ；读入列值CPL AANL A,#0FFHJNZ KEY3 ；有键按下，转求列值,MOV A,R4 ；无键按下，行值寄存器加8HADD A,08HMOV R4,AMOV A,R2 ；求下一行为低电平模型RL AMOV R2,AJB ACC.4,KEY2 ；判断各行是否全部扫描完毕，未完，继续AJMP KEYPRO ；若全部扫描完毕，等待下一次按键 KEY3：CPLA ；恢复列值模型 KEY4：INC R3 ；求列值RRC AJC KEY4 KEY5：ACALL D10ms ACALL KEXAMJNZ KEY5 ；若有键按下，转KEY5，等待键释放,MOV A,R4 ；计

14、算键值ADD A,R3MOV BUFF,A ；存键值AJMP KEYADR ；转查找功能键入口地址子程序 D10ms：MOV R5,#14H ；延时10ms子程序 DL： MOV R6,#10FFH DL0： DJNZ R6,DL0DJNZ R5,DLRET BUFF EQU 30H KEXAM：MOV DPTR,#8200H ；指向C口MOV A,#00H ；输出使所有行均为低电平MOV DPTR,AMOV DPTR,#8000H ；指向A口MOV A,DPTR ；读入列值数据CPL AANL A,0FFHRET,求功能键地址转移程序图3.7 求功能键地址转移程序的流程图,ORG 8000H

15、 KEYADR： MOV A,BUFFCJNE A,#0FH,KYARD1AJMP DIGPRO ；等于F，转数字键处理 KYARD1： JC DIGPRO ；小于F，转功能键处理 KEYTBL： MOV DPTR,#JMPTBL ；建立功能键地址表指针CLR C ；清进位SUBB A,#10HRL AJMP A+DPTR ；转相应的功能键处理程序 BUFF EQU 30H,JMPTBL AJMP AAA ；转到16个功能键的相应入口地址AJMP BBBAJMP CCCAJMP DDDAJMP EEEAJMP FFFAJMP GGGAJMP HHHAJMP IIIAJMP JJJAJMP KK

16、KAJMP LLLAJMP MMMAJMP NNNAJMP OOOAJMP PPP,3. 13 矩阵键盘接口技术,2. 定时扫描法 CPU 每隔一定的时间（如10ms）对键盘扫描一遍。 发现有键被按下时，读入键盘操作，以求出键值。 分别进行处理。 定时时间间隔: 由单片机内部定时/计数器产生。 每隔一定长度的程序设置一次键盘查询程序。,微机控制技术,3. 13 矩阵键盘接口技术,3中断扫描法 无键按下时,键盘与 CPU 并行工作。 键盘中任何键按下都会向CPU申请中断。 CPU 响应中断后，即转到相应的中断服务程序: 对键进行扫描，判别键盘上闭合键的键号。 作相应的处理。图3-8所示为中断扫描

17、法硬件接线图。,微机控制技术,中断扫描方式,图3-8 中断扫描方式 原理图,微机控制技术,3. 13 矩阵键盘接口技术,分析: 无键键按下时，所有列线均为 1，经 74LS30 输出一低电平到 中断申请线，没有中断申请。 某一个键按下，使 74LS30 输出为高电平，从而使 发生跳变，向 CPU申请中断。 CPU 响应后，即转到中断扫描程序，查出键号，且作相应处理。 与程控法比较: 其扫描方法与程控法相同， 只在有键按下时，才进行扫描, 提高了计算机的工作效率,微机控制技术,3.1.4 电子薄膜开关的应用,1.薄膜开关的特点（1）色彩靓丽（2）文字使人一目了然（3）形意图案更加方便使用 （4）

18、键体清秀美观（5）透明视窗画龙点睛,3.1.4 电子薄膜开关的应用,图3.9 形意图案示例,3.1.4 电子薄膜开关的应用,2薄膜开关的设计(1)开关的选择迷宫式,3.1.4 电子薄膜开关的应用,触点式这种薄膜式键盘的结构是分成上下两个导通的触点，触点的形式可以是圆形，也可以是矩形，通常依键的形状而定。,3.1.4 电子薄膜开关的应用,（2）电路设计 -公共总线法,3. 15 键盘特殊功能处理,1键盘锁定技术(1) 为了防止无意按键给系统带来破坏性的影响，常常在键盘上加锁。(2)常用的键盘锁定的方法: 通过标志状态位进行控制。 将“锁”加在键值锁存器的控制信号上，通过改变控制信号的状态，来控制

19、键盘的“锁定” 及“打开”。,微机控制技术,1.键盘锁定技术,图313 键盘 锁定 技术 原理图 (a),微机控制技术,1.键盘锁定技术,图313 键盘 锁定 技术 原理图 (b),微机控制技术,1.键盘锁定技术,（1）状态“锁定”方法 当“锁”处于水平位置时，8031的 P1.0 位被置于 “0” 状态。 当“锁”为竖直位置时，P1.0 位为“1”状态。 需要进行键译码时，首先检查 P1.0 位的状态，若其为“0”(锁定)，则不进行译码(键盘不起作用)。需要用键盘时，先将“锁”打开（即竖直位置,P1.0 为1）。CPU 查到 P1.0 = 1, 则扫描键盘,进而处理。,微机控制技术,1.键盘

20、锁定技术,（2）控制键值输入法 当“锁”处于锁定（垂直）位置时，与非门右输入为l，其输出端为1，故列值不能读出，因此键盘被锁定； 若将“锁”打开，则与非门输出 0，从而打开 74LS244 的使能控制端 1 = 0。CPU 可以通过 74LS244 读人键盘列值，进而对键盘的现状进行分析。,微机控制技术,2双功能键和多功能键的设计,2双功能键和多功能键的设计采用双功能键或多功能键可节省键的数量。 （1）双功能键用设置上下档开关实现。图 3 - 10 所示为双功能键设计原理图。图中;上下档判断信号由 8255 的 PA.7 位采样。,微机控制技术,（1）双功能键,图314 双功能键 原理图,微机

21、控制技术,（1）双功能键,在双档键程序设计中有两种处理方法。 一种是根据上、下档的位置（PA.7的状态），赋予同一个键两个不同的键值，以便根据不同的键值转到相应的功能键入口子程序； 另一种处理方法是每个功能键只赋予一个键值，但在转到功能键处理程序之前，需根据上下档键标志进行判断，分别转到相当的处理程序。 图中的发光二极管作为指示灯，用来区别当前键盘是处于上档键状态还是在下档键状态。,微机控制技术,（2）多功能键,（2）多功能键 根据一个键按下的次数,同时配合一个启动键,可使一个键具有多种功能。 作法:选择一个 RAM 单元，对按下次数进行计数，按下启动键后，当前计数值有效，不同的计数值转入相应

22、的功能程序。,微机控制技术,（3）复合键,（3）复合键 采用复合键可使少量键具有更多控制功能。 作法 定义一个引导键。只有该键与其它键同时按下时 ( 即按住引导键不放 ) ，才形成一个复合键，执行复合键相应的功能。(单纯地按下引导键，只执行空操作)。 PC 机的很多操作功能就是用这种方法实现的。如：shift-#, Ctrl-y. Ctrl-Alt-Del 等。,微机控制技术,(4)键盘程序,1、确定是否有键按下？ 定时扫描 查询扫描 中断扫描 键盘加锁,3、键处理 防抖 重键 上/下档键 复合键,2、求键值 少量功能键用查询的方式确定被按下的键号 矩阵键盘逐行扫描：行值 N + 列值,4、转

23、向相应的程序先判被按下的键的性质： 数字键：显示 功能键：转至相应的功能程序。 JMP A + DPTR,键功能处理程序 ( P56),ORG 0000HAJMP MAINORG 0003HAJMP KEYJMPORG 0100H MAIN:SETB EX0SETB EAMOV DPTR, #0FE00H ;8255命令口MOV A, #02HMOVX DPTR, A ;00000010 HEAR：AJMP HEAR,A口输出,B口输入,A、B口为基本 I/O,禁止 A、B口中断,定时器空操作,主程序：,中断服务程序,ORG 0200H KEYJMP：MOV R3，#08H ；设循环次数MOV

24、 DPTR， #0EF01H ；8155 A口MOV R4， #00H ；计数器清0MOVX A， DPTR ; 读入状态字 KYAD1： RRC AJNC KYAD2 ；PA0=0，（按键） INC R4 ；计数器加1DJNZ R3， KYAD1 ；循环次数0，继续RETI KYAD2： MOV DPTR，#JMPTABL ；指向转移表头MOV A， R4RL AJMP A+DPTRJMPTABL: AJMP SB0AJMP SB1AJMP SB2：AJMP SB7,3.2 红外遥控键盘接口技术,红外遥控技术通过光信号传递信息，红外光的特点：1.红外遥控不易影响临近的无线电设备和其他设备，2

25、.不受到其他电磁波的干扰。3.频率的使用也不限制，通信的可靠性高。4.红外线为不可见光，对环境的影响小。5它有很强的隐蔽性和保密性。因此在防盗和警戒等安全系统得到了广泛的应用。,3.2 红外遥控键盘接口技术,3.2.1 红外发射电路（NB9148） 3.2.2 红外接收电路（NB9149/9150） 3.2.3 红外遥控键盘系统设计 3.2.4 简单红外遥控键盘系统的设计,3.2.1 红外发射电路（NB9148）,NB9148是发射器，采用CMOS电路，特点：1.功耗极低,工作电压范围宽（2.25.5V）；2.内置振荡器电路，外部电路也非常简单；3.具有18种功能和75种指令,其中13个为单独

26、触发，63个为多键触发（最多可达6键）。,3.2.1 红外发射电路（NB9148）,NB9148原理框图,3.2.1 红外发射电路（NB9148）,1NB9148管脚NB9148管脚功能如下： GND、VDD：地和电源 XT、/XT：外接时钟晶体振荡器引脚，接455kHz的晶振。 K1K6：按键矩阵输入引脚16。 T1T3：按键矩阵扫描引脚 CODE：码位输入引脚，用作传输和接收的码位匹配 Txout：编码输出引脚 /Test：测试引脚,3.2.1 红外发射电路（NB9148）,2NB9148组成及工作原理如图3.14所示，NB9148由振荡电路、分频电路、键输入电路、保持信号发生电路、位码信

27、号发生电路、时钟信号发生电路和输出同步电路等组成。 振荡电路：NB9148内含CMOS反相器及自偏置电阻，通过外接晶体振荡器或LC串联谐振回路即可组成振荡器。当晶体振荡频率为455KHz时，发射载波频率为38KHz。只有当按键按下时，才产生振荡，以降低功耗。,3.2.1 红外发射电路（NB9148）,键输入电路：（1）通过K1K6输入和T1T3扫描信号，可接成63键盘矩阵。（2）T1列扫描的6个键（编号为K1K6），可任意多个键组合成63个状态，输出连续发射。（3）T2和T3这两列扫描的键（编号为718）均只能 单独使用，每按一次只能发射一组控制脉冲。（4）同一列上，优先顺序为K1、K2K6。

28、 同一K线上，其优先顺序为T1、T2、T3。,3.2.1 红外发射电路（NB9148）,3NB9148发射命令格式,表3.3 NB9418发射命令格式,3.2.1 红外发射电路（NB9148）,其中， （1）C1C3：用户码，用来确定不同的模式。 每种组合可以有3种状态：01、10、11，00状态禁用。 参看表3.3. （2）H、S1和S2：代码连续发送或单次发送的码，且分别与T1、T2、T3的列一一对应。 （3）K1。K6：发送的数据码。,3.2.1 红外发射电路（NB9148）,4时序设计及波形分析（1）发射波形“0”和“1”的识别,占空比1：4,占空比3：4,3.2.1 红外发射电路（N

29、B9148）,（2）载波无论“0”还是“1”，它们被发射时，正脉冲是被调制在38kHz（振荡频率为455kHz时）的载波上，载波的占空比为1/3，这样有利于减小功耗。,3.2.1 红外发射电路（NB9148）,（3）基本发送波形正如表3.3所示，每个发送周期按C1、C2、C3、H、S1、S2、K1、K2、K3、K4、K5、K6的次序串行发送，总长度为4a。C1、C2、C3、H、S1、S2、K1、K2、K3、K4、K5、K6,3.2.1 红外发射电路（NB9148）,（4）单发信号 凡是按下单发信号键时，只发送两个周期输出码,如图3.19所示。,3.2.2 红外接收电路（NB 9149/NB91

30、50）,NB9149/9150是与NB9148配套的红外信号接收电路。其中，NB9149 16个管脚，NB9150 24个管脚，采用双列直插式结构。,3.2.2 红外接收电路（NB 9149/NB9150,NB9149/9150的结构如图3.20所示,3.2.2 红外接收电路（NB 9149/NB9150,1NB9149/9150管脚 DxIN：接收信号，输入。NB9148发射信号，滤除载波信号后，以此管脚输入； HP1HP6：连续信号，输出一直保持高电平； CP1、CP2：周期信号，输出。输入一次相应接收信号，输出重新转一次。 SP1SP10：单发信号，输出。输入一次相应接收信号，输出保持约

31、107ms高电平。 Code：码输入，传输码与该端设定的码比较，只有相同，输入才被接收。 OSC：振荡。通过并联电阻和电容产生振荡。,3.2.3 红外遥控键盘系统的设计,红外遥控键盘系统由遥控发射电路、红外遥控接收电路及输出控制组成，如图3.25所示。,3.2.3 红外遥控键盘系统的设计,1硬件电路 发射电路：,3.2.3 红外遥控键盘系统的设计,接收电路：,3.2.3 红外遥控键盘系统的设计,2软件设计 该程序的主要功能是：图3.26中的某一键按下一串遥控脉冲图3.27中的红外接收器将使开关T1打开脉冲经RxIN进入红外遥控接收电路经NB9149硬件分析后，将在HP1HP5中产生一个与该键相

32、对应的高电平申请中断单片机与AT89C51响应后执行中断服务程序识别键（低电平），进而转到该键所对应的功能程序。,3.2.3 红外遥控键盘系统的设计,ORG 0000HAJMP MAINORG 0003HAJMP INTOORG 0030HMAIN：MOV SP，#60H ；初始化MOV IE，#01H ；开外部中断0SETB EA ；开中断SJMP $ ；模拟主程序,3.2.3 红外遥控键盘系统的设计,INTO：CLR EXO ；关闭外部中断MOV A，#OFFHMOV P1，AJNB P1.0，HP1 ；转HP1键（K1）JNB P1.0，HP2 ；转HP2键（K2）JNB P1.0，HP

33、3 ；转HP3键（K3）JNB P1.0，HP4 ；转HP4键（K4）JNB P1.0，HP5 ；转HP5键（K5） SETB EX0RET1,3.2.3 红外遥控键盘系统的设计,HP1： ；HP1（K1）键处理程序 SETB EX0RETIHP5： ；HP5（K5）键处理程序SETB EX0RETIGND,3.2.4 简单红外遥控键盘系统的设计,基本思路,3.2.4 简单红外遥控键盘系统的设计,1红外遥控发射电路,3.2.4 简单红外遥控键盘系统的设计,2红外遥控接收电路,3.2.4 简单红外遥控键盘系统的设计,3红外遥控系统软件设计 （1） 遥控发射程序 （2）遥控接收程序,3. 3 LE

34、D显示接口技术,常用的显示器件有：显示和记录仪表 能连接进行显示和记录，但价钱比较贵，且为模拟显示，读数不方便，有一定的误差。CRT显示终端 CRT终端是目前微型机控制系统中最常用的显示设备。它直观、灵活，不但可显示数字，而且可以显示画面及报表，如生产流程图、报警画面、动态趋势图、棒状图，以及状态和回路查询画面等。,微机控制技术,3. 3 LED显示接口技术,C. LED 或 LCD 显示 LED数码管结构简单、体积小、功率低、响应速度快、易于匹配、寿命长、可靠性高。 目前已被微机控制系统及智能化仪表广泛采用。 D. 大屏幕显示； 显示清晰、视觉范围宽广 主要用于车站、码头、体育场馆、大型生产

35、装置 主要介绍 LED 数码管显示。,微机控制技术,3. 3 LED显示接口技术,3.3.1 LED数码管的结构及显示原理 3.3.2 LED动态显示接口技术 3.3.3 LED静态显示接口技术 3.3.4 硬件译码显示电路,3. 3. 1 LED数码管的结构及显示原理,1LED 显示器的结构及原理 LED 显示器由发光二极管显示字段组成。 根据制造材料的不同可相应发出红、黄、兰、紫等单色光。,微机控制技术,3. 3. 1 LED数码管的结构及显示原理,结构 发光二极管可以有多种组成形式: 七段显示器 “米” 字形显示器 等。 2. 接线方法 共阴极 共阳极 3. 特点 体积小，功耗低，可靠，

36、寿命长，使用方便。,微机控制技术,LED 显示器件的结构及外型,图332 LED 显示器件的 结构及外型图,微机控制技术,3. 3. 1 LED数码管的结构及显示原理,2LED 数码管的显示方法在微型机控制系统中，常用的两种显示方法:动态显示静态显示。,微机控制技术,3. 3. 1 LED数码管的结构及显示原理,（1）动态显示 作法 微型机定时地对显示器件扫描。 显示器件分时工作，每次只能有一个器件显示。 特点 使用硬件少，因而价格低。 占用机时长，只要扫描程序停止，显示即刻停止。 应用 演示 在以工业控制为主的微型机控制系统中应用较少。,微机控制技术,3. 3. 1 LED数码管的结构及显示

37、原理,(2) 静态显示 作法由微型机一次输出显示模型后，就能保持该显示结果，直到下次送新的显示模型为止。 特点占用机时少，显示可靠， 应用 广泛应用在工业过程控制中。 使用元件多，且线路比较复杂。 随着集成电路的发展，多种功能的显示器件出世， ( 锁存器、译码器、驱动器、显示器四位一体) 静态显示得到广泛应用。,微机控制技术,6 位动态显示,图334 6位 动态 显示电路,微机控制技术,332 LED动态显示接口技术,（1）电路分析 8155 的PA口输出显示码，PB口用来输出位选码。 74LS07为 6 位驱动器，为LED提供一定的驱动电流 8155的PB口经75452缓冲器驱动器反向后，作

38、为位控信号。 75452 内部包括两个缓冲器驱动器，它们各有两个输入端。,微机控制技术,332 LED动态显示接口技术,（2）显示原理 8155初始化 建立显示缓冲区为 DISBUF, 存放待显示数据。 用软件译码法求出待显示的数对应的七段显示码 由PA口输出，并经过74LS07驱动后送到各显示器 由PB口输出位选码。各位从左至右依次显示，每个数码管显示 1ms。显示完最后一位数后，再重复上述过程，,微机控制技术,效果: 6 位同时显示,图335 动态显示 子程序 流程图 p90,微机控制技术,（3）显示程序,动态显示子程序,ORG 3000H DISPLY： MOV R0，#30H ；显示缓

39、冲区首地址送 R0MOV R2，#20H ；位选码指向最左一位 DISPY1： MOV A，R0 ；取出要显示的数MOV DPTR，#SEGTAB ；指向换码表首址MOVC A，A+DPTR ；取出显示码MOV DPTR，#0FD01H ；从8155 A口输出显示码MOV DPTR，AMOV A，R2 ；从8155 B口输出位选码INC DPTRMOV DPTR，AACALL D1MS ；延时1msMOV A，R2 JNB ACC.0，DISPY2 ；6位未显示完，继续显示RET,332 LED动态显示接口技术,DISPY2：INC R0 ；求下一位待显示的数的存放地址 MOV A，R2 ；求

40、下一个位选码RRA A MOV R2，A AJMP DISPY1 D1MS： MOV R3，#7DH ；延时1ms DL1： NOP NOPDJNZ R3，DL1RET,332 LED动态显示接口技术,SEGTAB DB 3FH ；对应于字符0DB 06H ；对应于字符1DB 5BH ；对应于字符2DB 4FH ；对应于字符3DB 66H ；对应于字符4DB 6DH ；对应于字符5DB 7DH ；对应于字符6DB 07H ；对应于字符7DB 7FH ；对应于字符8DB 67H ；对应于字符9DB 77H ；对应于字符ADB 7CH ；对应于字符bDB 39H ；对应于字符c DB 5EH ；对

41、应于字符dDB 79H ；对应于字符EDB 71H ；对应于字符F,333 LED静态显示接口技术,在智能化仪器及微型机控制系统中，人们更喜欢采用静态显示电路。 主要是用于 BCD 码显示。,微机控制技术,图337 用锁存器连接的 6位静态显示电路,微机控制技术,333 LED静态显示接口技术,1图3-15 所示电路分析 （1）74LS244 为总线驱动器，6位数字显示共用同一组总线。 （2）每个 LED 显示器配有一个锁存器 ( 74LS377 )，用以锁存待显示的数据的模型。74LS138 的输出作为位选信号。 （3）总线驱动器 74LS244 由 WR 和 P2.7 控制，当 WR 和

42、P2.7 同时为低电平时，将 DB 上的数据送到各显示器锁存器 74LS377 上。,微机控制技术,333 LED静态显示接口技术,（4）地址的确定 段 G1 G2A G2B C B AP2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.00 1 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 10 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1从左到右各显示位的地址依次为:20H、21H、22H、23H、24H、25H。,微机控制技术,2. LED 静态显示程

43、序,ORG 8000H SIXDPY：MOV R0，#30H ；建立显示缓冲区地址指针MOV 33H，#03H ；设置循环次数MOV DPTR，#4000H ；指向最左边一位 LOOP： MOV A，R0 ；取BCD码高4位送去显示ANL A，#0F0HRR ARR ARR ARR AADD A，#10HMOVC A，A+PC ；取字型码MOVX DPTR, A,微机控制技术,MOV A, R0 ;取BCD码低4位送去显示ANL A，#0FH INC DPH ；求下一位地址ADD A，#08HMOVC A，A+PCMOVX DPTR, AINC R0INC DPHDJNZ 33H, LOOP,

44、333 LED静态显示接口技术,SEGTAB DB 3FH，06H，5BH，4FH ；0，1，2，3DB 66H，6D， 7DH，07H ；4，5，6，7DB 7FH，6FH，77H，7CH ；8，9，A，bDB 39H，5EH，79H，71H ；c，d，E，FDB 80H，40H，00H，73H ；.，-，空，P,微机控制技术,334 硬件译码显示电路, 显示需要译码。,微机控制技术,将带显示数七段显示码, 译码方式, 软件译码, 硬件译码,程序译码,芯片译码,334 硬件译码显示电路,多功能显示芯片陆续问世:MOTOROLA 公司 MCl4558 ( BCD7段译码 )MCl454774系

45、列 74LS47、48、49 MCl4513 MCl4495 ( 锁存、译码、驱动 )MC14499INTER SIL ICM7218 (同时供多位显示) 。,微机控制技术,( 译码及驱动 ),串行口静态显示,图3.38 串行口静态显示电路图,334 硬件译码显示电路,图339 动态硬件译码显示电路 P97,微机控制技术,334 硬件译码显示电路,图3.21所示动态硬件译码显示电路分析: 用P1口的低4位输出BCD码，经 74LS49（共阴极）转换成 7段 显示码输出。 用74LS138译码器来输出位选信号，改变 C、B、A 的输入状态，即可输出不同的位选信号,使被选中的位显示。 经过一段延时，重复上述过程，输出另一位数据，如此不断循环，即可显示 8 位数据。,微机控制技术,334 硬件译码显示电路,图3.22 4位 LED 静态硬件译码电路分析 用8255 的 A口、B口作为输出口和锁存器。每个端口可控制两位 LED 显示器； 每位显示器与 8255 口之间接一片 74LS47完成 BCD码7段显示码的转换。,微机控制技术,图3.40 静态硬件译码显示电路,