第7章 键盘、显示器接口设计

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资源描述

一、键盘接口原理1.键盘输入的特点键盘:一组按键开关的集合。行线电压信号通过键盘开关机械触点的断开、闭合,输出波形如图10-6。2.按键的确认检测列线电平高电平:断开;低电平:闭合,常用软件来消除按键抖动。基本思想:检测到有键按下,键对应的行线为低,软件延时10ms后,行线如仍为低,则确认该行有键按下。3.如何消除按键的抖动当键松开时,行线变高,软件延时10ms后,行线仍为高,说明按键已松开。采取以上措施,躲开了两个抖动期t1和t3的影响。键盘接口的分类独立式按键接口和行列式键盘接口。1.独立式键盘接口各键相互独立,每个按键各接一根输入线,通过检测输入线的电平状态可很容易判断那个键被按下。此种接口适于键数较少或操作速度较高的场合。图10-7(a)为中断方式的独立式键盘工作电路图10-7(b)为查询方式的独立式键盘工作电路。图10-8为8255A扩展I/O口的独立式按键接口电路。图10-9用三态缓冲器扩展的I/O口的按键接口电路。2.行列式(矩阵式)键盘接口用于按键数目较多的场合,由行线和列线组成,按键位于行、列的交叉点上。如图10-10所示。按键数目较多的场合,行列式键盘与独立式键盘相比,要节省很多的I/O口线。(1)行列式键盘工作原理无键按下,该行线为高电平,当有键按下时,行线电平由列线的电平来决定。由于行、列线为多键共用,各按键彼此将相互发生影响,必须将行、列线信号配合起来并作适当的处理,才能确定闭合键的位置。(2)按键的识别方法a.扫描法图10-10(b)中3号键被按下为例,来说明此键时如何被识别出来的。识别键盘有无键被按下的方法,分两步进行:第1步:识别键盘有无键按下;第2步:如有键被按下,识别出具体的按键。把所有行线置0,检查各列线电平(全1)是否有变化,如有变化,说明有键按下,如无变化,则无键按下。上述方法称为扫描法,即先把某一行置低电平,其余各行为高电平,检查各列线电平的变化,如果某列线电平为低,可确定此行列交叉点处的按键被按下。b.线反转法只需两步便能获得此按键所在的行列值,线反转法的原理如图10-11。第1步:列线输出为全低电平,则行线中电平由高变低的所在行为按键所在行。第2步:行线输出为全低电平,则列线中电平由高变低所在列为按键所在列。结合上述两步,可确定按键所在行和列。(3)键盘的编码根据实际需要灵活编码。1LED数码显示器接口原理LED(LightEmittingDiode):发光二极管的缩写。显示器前面冠以“LED”。1.1LED数码显示器的结构常用的LED显示器为8段(或7段,8段比7段多了一个小数点“dp”段)。有共阳极和共阴极两种。如图10-1所示。二、LED数码显示器接口原理为使LED显示不同的符号或数字,要为LED提供段码(或称字型码)。提供给LED显示器的段码(字型码)正好是一个字节(8段)。各段与字节中各位对应关系如下:按上述格式,8段LED的段码如表10-1所示。显示字符共阴极段码共阳极段码显示字符共阴极段码共阳极段码03FHC0Hc39HC6H106HF9Hd5EHA1H25BHA4HE79H86H34FHB0HF71H8EH466H99HP73H8CH56DH92HU3EHC1H67DH82HT31HCEH707HF8Hy6EH91H87FH80HH76H89H96FH90HL38HC7HA77FH88H“灭”00HFFHb7CH83H………表10-1LED段码(8段)表10-1只列出了部分段码,可根据实际情况选用。另外,段码是相对的,它由各字段在字节中所处的位决定。例如表10-1中8段LED段码是按格式:而形成的,“0”的段码为3FH(共阴)。反之,如将格式改为下列格式:则“0”的段码为7EH(共阴)。字型及段码由设计者自行设定,习惯上还是以“a”段对应段码的最低位。N个LED显示块有N位位选线和8×N根段码线。1.2LED显示器工作原理图10-2是4位LED显示器的结构原理图。段码线控制显示的字型,位选线控制该显示位的亮或暗。静态显示和动态显示两种显示方式。1.静态显示方式各位的公共端连接在一起(接地或+5V)。每位的段码线(a~dp)分别与一个8位的锁存器输出相连。显示字符一确定,相应锁存器的段码输出将维持不变,直到送入另一个段码为止。显示的亮度高。图10-3:4位静态LED显示器电路。该电路各位可独立显示。2.动态显示方式所有位的段码线相应段并在一起,由一个8位I/O口控制,形成段码线的多路复用,各位的公共端分别由相应的I/O线控制,形成各位的分时选通。图10-4:4位8段LED动态显示电路。其中段码线占用一个8位I/O口,而位选线占用一个4位I/O口。图10-5为8位LED动态显示2003.10.10的过程。图(a)是显示过程,某一时刻,只有一位LED被选通显示,其余位则是熄灭的;图(b)是实际显示结果,人眼看到的是8位稳定的同时显示的字符。1、10根I/O线通常最多可扩展多少个按键的键盘?若采用行列式(矩阵)键盘,说明其工作原理2、LED数码管显示器有哪两种显示方法?如何工作的?各有什么特点?3、LED数码显示器的结构.7-1,7-3,7-4

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