第6章MCS-51单片机的人机交互通道配置与接口

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第6章 人机交互通道配置与接口 章主要内容： 主要内容：从工程应用角度介绍了MCS-51单片机的交互 通道配置与接口，主要包括人机界面中的键盘、显示器、 微型打印机等。介绍了多种实用方案和设计技巧。 重点： 重点：系统概念的形成、各种接口设计方案和设计技巧的 掌握，熟悉各种交互设备。 难点： 难点：使用动态方法进行键盘和显示的硬件及软件设计。

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第6章 人机交互通道配置与接口 章6.1 MCS-51单片机与键盘的接口技术 单片机与键盘的接口技术 6.2 MCS-51单片机与显示器的接口技术 单片机与显示器的接口技术 6.3 MCS-51单片机键盘和显示器接口设计实例 单片机键盘和显示器接口设计实例

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MCS-51单片机的交互通道配置与接口 第6章 MCS-51单片机的交互通道配置与接口

MCS-51单片机与键盘的接口技术 6.1 MCS-51单片机与键盘的接口技术

键盘： 键盘：单片机系统中完成控制参数输入及修改的 基本输入设备，是人工干预系统的重要手段。 键盘的分类：按键组连接方式可分为独立连接式 键盘的分类： 键盘与矩阵连接式键盘。

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MCS-51单片机的交互通道配置与接口 第6章 MCS-51单片机的交互通道配置与接口

6.1.1 键盘结构⑴ 独立式按键 独立式按键是每个按键占用一根I/O端线。

①各按键相互独立，电路配置灵活； ②按键数量较多时，I/O端线耗费较多，电路结构繁杂； ③软件结构简单。 适用于按键数量较少的场合。

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6.1.1 键盘结构行列式(矩阵式) ⑵ 行列式(矩阵式)键盘 I/O端线分为行线和列线，按键跨接在行线和列线上， 按键按下时，行线与列线发生短路。

①占用I/O端线较少； 占用I/O端线较少； I/O端线较少 软件结构教复杂。 ②软件结构教复杂。 适用于按键较多的场合。 适用于按键较多的场合。5

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6.1.2 使用键盘时必须解决的问题键盘去抖动问题： 键盘去抖动问题：

键盘的抖动时间一般为5 20ms, 键盘的抖动时间一般为5~20ms,抖动现象会引起 CPU对一次键操作进行多次处理 从而可能产生错误。 对一次键操作进行多次处理， CPU对一次键操作进行多次处理，从而可能产生错误。

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6.1.3 键盘接口对键盘上所按下的键进行识别。⑴ 程序控制扫描方式 键处理程序固定在主程序的某个程序段。 键处理程序固定在主程序的某个程序段。 ⑵ 定时控制扫描方式 利用定时/计数器每隔一段时间产生定时中断， 利

用定时/计数器每隔一段时间产生定时中断，CPU 响应中断后对键盘进行扫描。 响应中断后对键盘进行扫描。 ⑶ 中断方式 当键盘上有键闭合时， CPU申请中断，CPU响应 当键盘上有键闭合时，向CPU申请中断，CPU响应 申请中断 中断后对键盘进行扫描。 中断后对键盘进行扫描。

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6.1.3 键盘接口键扫描输入程序的设计方法： 键扫描输入程序的设计方法： (1)判断键盘上是否有键闭合； (2)消除键的机械抖动； (3)确定闭合键的物理位置； (4)得到闭合键的编号； (5)确保CPU对键的一次闭合只做一次处理

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独立式键盘接口扫描方式

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MCS-51单片机的交互通道配置与接口 第6章 MCS-51单片机的交互通道配置与接口 P1.0~P1.2为输入态 KEYB:ORL P1,#07H ;置P1.0~P1.2为输入态 读键值,键闭合相应位为1 MOV A,P1 ;读键值,键闭合相应位为1 屏蔽高5 保留有键值信息的低3 ANL A,#00000111B ;屏蔽高5位,保留有键值信息的低3位 0,无键闭合 无键闭合, JZ GRET ;全0,无键闭合,返回 非全0,有键闭合,延时10ms, 0,有键闭合 10ms,软件去抖动 LCALL DY10ms ;非全0,有键闭合,延时10ms,软件去抖动 重读键值,键闭合相应位为1 MOV A,P1 ;重读键值,键闭合相应位为1 屏蔽高5 保留有键值信息的低3 ANL A,#00000111B ;屏蔽高5位,保留有键值信息的低3位 0,无键闭合 返回;非全0, 无键闭合, 0,确认有键闭合 JZ GRET ;全0,无键闭合,返回;非全0,确认有键闭合 0#键功能程序 JB Acc.0,KB0 ;转0#键功能程序 1#键功能程序 JB Acc.1,KB1 ;转1#键功能程序 2#键功能程序 JB Acc.2,KB2 ;转2#键功能程序 GRET:RET 执行0# 0#键功能子程序 KB0: LCALL WORK0 ;执行0#键功能子程序 RET 执行1# 1#键功能子程序 KB1: LCALL WORK1 ;执行1#键功能子程序 RET 执行2# 2#键功能子程序 KB2: LCALL WORK2 ;执行2#键功能子程序 RET10

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独立式键盘接口扫描方式

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主程序如下： 主程序如下： ORG 0000H 独立式键盘接口扫描方式 LJMP MAIN ORG 0003H ; 外部中断0中断服务入口地址 LJMP INTI ; 转中断服务 ORG 0100H MAIN: SETB EA ; 开总中断允许 SETB EX0 ; 开INT0中断 SETB IT0 ; 下降沿有效 …… 中断服务程序清单如下： INTI: CALL D20 ; 延时去抖动 MOV P1, #0FFH ; P1口送全1值 MOV A, P1 ; 读P1口各引脚 CJNE A, #0FFH,CLOSE ; 验证是否确实有键闭合 AJMP INT0 ; 无键按下12

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MCS-51单片机的交互通道配置与接口 第6章 MCS-51单片机的交互通

道配置与接口

CLOSE: JNB ACC.7, KEY 7 ; 查询7号键 JNB ACC.6, KEY 6 ; 独立式键盘接口扫描方式 查询6号键 JNB ACC.5, KEY5 ; 查询5号键 JNB ACC.4, KEY4 ; 查询4号键 JNB ACC.3, KEY 3 ; 查询3号键 JNB ACC.2, KEY 2 ; 查询2号键 JNB ACC.1, KEY 1 ; 查询1号键 JNB ACC.0,KEY 0 ; 查询0号键 INT0: RETI KEY 7: …… ; 7号键处理程序 KEY 71: MOV A, P1 ; 再读P1口各引脚 JNB ACC.7, FUNC71 ; 确认键是否释放 RETI KEY 6: …… ; 其他键处理程序 …… D20: …… ; 20ms延时子程序 RET END13

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MCS-51单片机的交互通道配置与接口 第6章 MCS-51单片机的交互通道配置与接口

矩阵式键盘接口— 矩阵式键盘接口—行反转法+5V

0P1.0

0 4 8 C

1 5 9 D

2 6 A E

3

第0行7

0P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5

第1行

0 0 1 1

B

89C51

第2行F

第3行 第3列 第2列 第1列 第0列

P1.6 0 P1.7 1

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MCS-51单片机的交互通道配置与接口 第6章 MCS-51单片机的交互通道配置与接口

矩阵式键盘接口— 矩阵式键盘接口—行反转法+5V0 1 5 9 D 2 6 A E 3

P1.0 1

第0行4 8 C 7

0 P1.1

第1行B

89C51

1 P1.2 1 P1.3P1.4 0

第2行F

第3行 第3列 第2列 第1列 第0列

0 P1.5 0 P1.6 0 P1.7

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MCS-51单片机的交互通道配置与接口 第6章 MCS-51单片机的交互通道配置与接口

矩阵式键盘接口— 矩阵式键盘接口—行动态扫描方法+5V0 1 5 9 D 2 6 A E 3

P1.0 0 P1.1 04 8 C 7

第0行 第1行B

89C51

P1.2 0 P1.3 0 P1.4 P1.5

第2行F

第3行 第3列 第2列 第1列 第0列16

1 1

1 P1.6 P1.7 1

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MCS-51单片机的交互通道配置与接口 第6章 MCS-51单片机的交互通道配置与接口

矩阵式键盘接口— 矩阵式键盘接口—行动态扫描方法+5V P1.0 P1.1

0 0

0 4 8 C

1 5 9 D

2 6 A E

3

第0行7

第1行B

89C51

0 P1.2P1.3 0 P1.4 P1.5

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0 P1.6 P1.7 1

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MCS-51单片机的交互通道配置与接口 第6章 MCS-51单片机的交互通道配置与接口

矩阵式键盘接口— 矩阵式键盘接口—行动态扫描方法+5V P1.0 P1.1

0 1

0 4 8 C

1 5 9 D

2 6 A E

3

第0行7

第1行B

89C51

1 P1.2P1.3 1 P1.4 P1.5

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1 P1.6 P1.7 1

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MCS-51单片机的交互通道配置与接口 第6章 MCS-51单片机的交互通道配置与接口

矩阵式键盘接口— 矩阵式键盘接口—行动态扫描方法+5V P1.0 P1.1

1 0

0 4 8 C

1 5 9 D

2 6 A E

3

第0行7

第1行B

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1 P1.2P1.3 1 P1.4 P1.5

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0 P1.6 P1.7 1

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