人机接口.pptx
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1、常用芯片74LS373三态同相八D锁存器,输出口具有锁存作用74LS273带公共时钟复位八D触发器,锁存器74LS377单边输出公共使能八D锁存器74LS173三态输出四位D型寄存器74LS374三态反相八D锁存器74LS244八同相三态缓冲器/线驱动器,缓冲器输入口具有缓冲作用74LS245八同相三态总线收发器,缓冲器74LS1383-8线译码器74LS139双2-4线译码器74LS164八位串行入/并行输出移位寄存器9.1 9.1 9.1 9.1 键盘与接口键盘与接口键盘与接口键盘与接口 (硬件和软件二部分)硬件和软件二部分)硬件:硬件:硬件:硬件:键盘结构及与主机的连接方式。键盘结构及与
2、主机的连接方式。软件:软件:软件:软件:键盘管理程序。键盘管理程序。9.2 9.2 键盘输入基础知识键盘输入基础知识9.2.1 9.2.1 9.2.1 9.2.1 键盘的组织键盘的组织键盘的组织键盘的组织(1 1 1 1)编码式键盘)编码式键盘)编码式键盘)编码式键盘 键和键和键和键和专用键盘编码器专用键盘编码器专用键盘编码器专用键盘编码器构成,有键按下,自动生成键值。构成,有键按下,自动生成键值。构成,有键按下,自动生成键值。构成,有键按下,自动生成键值。例如例如例如例如:MM5740AA:MM5740AA:MM5740AA:MM5740AA芯片芯片芯片芯片;INTEL 8279;INTEL
3、 8279;INTEL 8279;INTEL 8279等。等。等。等。(2 2 2 2)非编码式键盘)非编码式键盘)非编码式键盘)非编码式键盘(本章介绍本章介绍本章介绍本章介绍)不含编码器不含编码器不含编码器不含编码器,键盘只送出一个简单的闭合信号键盘只送出一个简单的闭合信号键盘只送出一个简单的闭合信号键盘只送出一个简单的闭合信号,对应的键值对应的键值对应的键值对应的键值 需有软件来译出。需有软件来译出。需有软件来译出。需有软件来译出。键盘和显示键盘和显示键盘和显示键盘和显示是单片机应用系统中实现人机对话的一种基本形是单片机应用系统中实现人机对话的一种基本形式,两种接口设计的好坏,直接影响到人
4、机接口的式,两种接口设计的好坏,直接影响到人机接口的友好程度友好程度友好程度友好程度。9.2.29.2.29.2.29.2.2非编码键盘非编码键盘非编码键盘非编码键盘 (1 1 1 1)独立式键盘)独立式键盘)独立式键盘)独立式键盘 特点特点特点特点:一键一线。一键一线。一键一线。一键一线。优点优点优点优点:结构简单,键容易识别。结构简单,键容易识别。结构简单,键容易识别。结构简单,键容易识别。缺点缺点缺点缺点:占用较多占用较多占用较多占用较多I/OI/O口线,口线,口线,口线,不便组成大型键盘。不便组成大型键盘。不便组成大型键盘。不便组成大型键盘。S1S1S4S4S3S3S2S2 P0P0.
5、0.0 P0.1P0.1 P0.2P0.2 P0.3P0.3 80518051+5V+5V(2 2 2 2)矩阵式键盘)矩阵式键盘)矩阵式键盘)矩阵式键盘特点特点特点特点:把检测线分成二组,一组为行线,另一组为列线,按键放把检测线分成二组,一组为行线,另一组为列线,按键放在行线和列线的在行线和列线的交叉点交叉点上。或称为:输入口和输出口。上。或称为:输入口和输出口。优点优点优点优点:键盘规模可扩大。键盘规模可扩大。缺点缺点缺点缺点:键盘分析程序较复杂。键盘分析程序较复杂。P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.780518051(3 3 3 3)键盘的三种工作方式)键盘的
6、三种工作方式)键盘的三种工作方式)键盘的三种工作方式编程扫描方式编程扫描方式编程扫描方式编程扫描方式(查询方式查询方式查询方式查询方式)中断工作方式中断工作方式中断工作方式中断工作方式定时扫描方式定时扫描方式定时扫描方式定时扫描方式9.3 9.3 键盘抖动及消除键盘抖动及消除 由于键盘的由于键盘的机械特性机械特性机械特性机械特性,键盘在按下和松开的过程中会存在,键盘在按下和松开的过程中会存在抖动过程,具体如图所示:抖动过程,具体如图所示:键抖动可能导致计算机将按键操作识别为键抖动可能导致计算机将按键操作识别为多次操作多次操作多次操作多次操作。为。为了消除干扰,必须采取措施了消除干扰,必须采取措
7、施消除抖动消除抖动消除抖动消除抖动。9.3.1 9.3.1 9.3.1 9.3.1 键盘消抖键盘消抖键盘消抖键盘消抖(1 1 1 1)硬件电路消除法)硬件电路消除法)硬件电路消除法)硬件电路消除法 经过一个经过一个单稳态单稳态单稳态单稳态电路后,对脉冲进行电路后,对脉冲进行整形整形。得到标准脉冲。得到标准脉冲。(2 2 2 2)软件延时法软件延时法软件延时法软件延时法 当判定按键按下时,用软件当判定按键按下时,用软件延时延时延时延时10ms10ms10ms10ms20ms20ms20ms20ms,等待键稳后重新,等待键稳后重新再判一次,以再判一次,以躲过触点抖动期躲过触点抖动期。9.4 9.4
8、 键盘接口方法键盘接口方法9.4.1 9.4.1 9.4.1 9.4.1 独立式键盘接口方法独立式键盘接口方法独立式键盘接口方法独立式键盘接口方法(1 1 1 1)查询方式)查询方式)查询方式)查询方式例例例例9-19-19-19-1:KEY:JNB P1.0,KEY1KEY:JNB P1.0,KEY1 JNB P1.1,KEY2 JNB P1.1,KEY2 JNB P1.2,KEY3 JNB P1.2,KEY3 JNB P1.3,KEY4 JNB P1.3,KEY4 AJMP KEY AJMP KEYKEY1:KEY1:KEY2:KEY2:KEY4:KEY4:S1S1S4S4S3S3S2S2
9、 P1.0P1.0 P1.1P1.1 P1.2P1.2 P1.3P1.3 80518051+5V+5V(2 2)中断方式)中断方式)中断方式)中断方式 在某些实时性要求较高的场合,需要采用中断方式。在某些实时性要求较高的场合,需要采用中断方式。在某些实时性要求较高的场合,需要采用中断方式。在某些实时性要求较高的场合,需要采用中断方式。例例9-29-2:WB0:WB0:CLR EX0CLR EX0CLR EX0CLR EX0 MOV P1 MOV P1 MOV P1 MOV P1,#0FFH;#0FFH;#0FFH;#0FFH;设设设设P1P1P1P1口为输出状态口为输出状态口为输出状态口为输出
10、状态 MOV A,P1MOV A,P1 JNB ACC.0,KEY1JNB ACC.0,KEY1JNB ACC.0,KEY1JNB ACC.0,KEY1 JNB ACC.1,KEY2JNB ACC.1,KEY2JNB ACC.1,KEY2JNB ACC.1,KEY2 JNB ACC.2,KEY3JNB ACC.2,KEY3JNB ACC.2,KEY3JNB ACC.2,KEY3 JNB ACC.3,KEY4JNB ACC.3,KEY4JNB ACC.3,KEY4JNB ACC.3,KEY4FANH:NOP FANH:NOP SETB EX0SETB EX0SETB EX0SETB EX0 RE
11、TIRETIRETIRETIKEY1:KEY1:LJMP FANHLJMP FANHLJMP FANHLJMP FANH KEY4:KEY4:LJMP FANHLJMP FANHLJMP FANHLJMP FANH S1S1S4S4S3S3S2S2 P1.0P1.0 P1.1P1.1 P1.2P1.2 P1.3P1.3 80518051+5V+5V&INT0INT09.4.2 9.4.2 矩阵式键盘接口方法矩阵式键盘接口方法(1 1)行扫描法)行扫描法)行扫描法)行扫描法 所有输出口所有输出口(P1.4-P1.7)输出输出0,读取输入口,读取输入口(P1.0-P1.3)状状态;态;判是否有键按
12、下判是否有键按下(没有键按下,没有键按下,读入值为读入值为0FH)。若确定有键按下,则开始逐若确定有键按下,则开始逐列送列送0,进行列扫描。最后记,进行列扫描。最后记录录行值和列值,获取键值。行值和列值,获取键值。行值和列值,获取键值。行值和列值,获取键值。为保证消抖,考虑消抖措施。为保证消抖,考虑消抖措施。具体见下页。具体见下页。P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.780518051输出口输入口列P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.780518051行扫描法行扫描法行扫描法行扫描法按键的识别过程及程序按键的识别过程及程序按键的识别过程及程序
13、按键的识别过程及程序所有输出口输出所有输出口输出0,读取输入口;,读取输入口;如果输入口全为如果输入口全为1,重新执行第,重新执行第1步,步,否则向下;否则向下;输出口(列)逐个送输出口(列)逐个送0,读取输入口;,读取输入口;若全为若全为1,则下一个输出口送,则下一个输出口送0,否则,否则能够确定列和行;能够确定列和行;记录当前列值记录当前列值N N,记录行值,记录行值MM。计算获取键值计算获取键值计算获取键值计算获取键值(M-1)4+N=(M-1)4+N=(116116)列输出口输入口KEY:MOVP1,#0FHNOPMOVA,P1CJNEA,#0FH,LS1AJMPKEYLS1:MOVP
14、1,#0EFHNOPMOVA,P1CJNEA,#0EFH,HS1LS2:MOVP1,#0DFNOPMOVA,P1CJNEA,#0DFH,HS2LS3:MOVP1,#0BFHNOPMOVA,P1CJNEA,#0BFH,HS3LS4:MOVP1,#7FHNOPMOVA,P1AJMPHS4P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.780518051HS1:MOVN,#01HLCALLHQHZAJMPOKHS2:MOVN,#02HLCALLHQHZAJMPOKHS3:MOVN,#03HLCALLHQHZAJMPOKHS4:MOVN,#04HLCALLHQHZAJMPOKHQHZ:M
15、OVM,#00HNEXT1:RRCAINCMJCNEXT1RETOK:MOVA,MOK:MOVA,MDECADECAMOVB,#04HMOVB,#04HMULABMULABADDA,NADDA,N。以某一个按键按下为例,进行计算输出口输入口例例例例9-39-3:计算获取键值计算获取键值计算获取键值计算获取键值(M-1)4+N=(M-1)4+N=(116116)(2 2 2 2)线路反转法线路反转法线路反转法线路反转法 反转法工作原理反转法工作原理反转法工作原理反转法工作原理 先让先让P1P1高四位输出高四位输出“0”0”,从,从P1P1的的低四位读键盘低四位读键盘状态,如状态,如E E键被按下
16、,键被按下,从从P1P1的低四位输入为的低四位输入为11110 01 1,“0”0”对对应按键代表的应按键代表的列列。线路反转线路反转,P1P1的的低四位输出低四位输出“0”0”电电平,从平,从P1P1高四位读键盘高四位读键盘状态,从状态,从P1P1高四位输入高四位输入0 0111111,“0”0”对应按键代对应按键代表的表的行位置行位置。数据合成特征码数据合成特征码0111 11010111 1101(7DH7DH),完全确定按键位置。完全确定按键位置。通过通过查键码转换表查键码转换表找到对应的找到对应的键值键值(顺序码顺序码)。特征码特征码特征码特征码按顺序排列存入按顺序排列存入按顺序排列
17、存入按顺序排列存入特征码表特征码表特征码表特征码表中,如中,如中,如中,如E E的的的的特征码特征码特征码特征码为为为为7DH7DH,把获取的把获取的把获取的把获取的特征码和特征码表特征码和特征码表特征码和特征码表特征码和特征码表中的中的中的中的特征码特征码特征码特征码比较,相等后,根据比较,相等后,根据比较,相等后,根据比较,相等后,根据偏移偏移偏移偏移量量量量就可获得就可获得就可获得就可获得键值键值键值键值,从而执行相应的键盘程序。,从而执行相应的键盘程序。,从而执行相应的键盘程序。,从而执行相应的键盘程序。MOV R6,MOV R6,00H00H MOV R7 MOV R7,1515NE
18、XTNEXT:MOV AMOV A,R6R6 MOVC A MOVC A,AADPTRDPTR CJNE A CJNE A,52H52H,NEXT1NEXT1 RET RETNEXT1NEXT1:INC R6INC R6 DJNZ R7 DJNZ R7,NEXTNEXT RET RETTZMTZM:DB 0E7HDB 0E7H,0EBH0EBH,0EDH0EDH,0EEH0EEH DB 0D7H DB 0D7H,0DBH0DBH,0DDH0DDH,0DEH0DEH 。键盘子程序设置:键盘子程序设置:键盘子程序设置:键盘子程序设置:MOV P1,#0FH;MOV P1,#0FH;高位输出高位输出
19、高位输出高位输出0 0NOPNOPMOV 50HMOV 50H,P1P1;0XH0XHMOV P1,MOV P1,0F0H0F0H;低位输出低位输出低位输出低位输出0 0NOPNOPMOV 51HMOV 51H,P1;P1;Y0HY0HMOV AMOV A,50H50HANL AANL A,0FH0FHMOV 50HMOV 50H,A AMOV AMOV A,51H51HANL AANL A,0F0H0F0HORL AORL A,50H50H;获得键码拼凑字节获得键码拼凑字节获得键码拼凑字节获得键码拼凑字节YXHYXHMOV DPTRMOV DPTR,TZMTZMMOV 52HMOV 52H,
20、A A从从TZM表中搜寻所有特征码,和(表中搜寻所有特征码,和(52H)比较,)比较,找到是哪个按键按下,结果存在找到是哪个按键按下,结果存在R6里。里。例例例例9-49-4:9.5 LED9.5 LED显示及接口显示及接口9.5.1 LED9.5.1 LED9.5.1 LED9.5.1 LED显示原理显示原理显示原理显示原理LED-发光二极管。发光二极管。(5 52 2)1515200200欧欧欧欧LED的正向压降:的正向压降:1.2V 2.6V,工作电流工作电流:5mA 20mA。适合于脉冲工作状态,电路须串联适当的限流电阻。适合于脉冲工作状态,电路须串联适当的限流电阻。LED显示器的类型
21、:显示器的类型:单个、七段、米字型和点阵式。单个、七段、米字型和点阵式。9.5.2 9.5.2 单个单个LEDLED显示器显示器常用于仪器的状态显示。常用于仪器的状态显示。9.5.3 9.5.3 七段七段LEDLED显示器显示器 将数个将数个LED组成一个阵列组成一个阵列,并封装于一个标准的并封装于一个标准的外壳中,七段外壳中,七段LED显示器有显示器有共阳极共阳极共阳极共阳极和和和和共阴极共阴极共阴极共阴极两种结构。两种结构。可用于显示可用于显示09数字和多种字母数字和多种字母。a a f b f b g g e c e c d d dp dp 如果如果如果如果数码管数码管数码管数码管要显示
22、要显示要显示要显示“1 1”,则需要,则需要,则需要,则需要b b段和段和段和段和c c段亮,其段亮,其段亮,其段亮,其余段灭。要显示字母余段灭。要显示字母余段灭。要显示字母余段灭。要显示字母“A A”,则需要除了,则需要除了,则需要除了,则需要除了d d段和段和段和段和DPDP段段段段灭灭灭灭外,其余段都外,其余段都外,其余段都外,其余段都亮亮亮亮。为了让数码管能正确显示数字或字母,须点亮相为了让数码管能正确显示数字或字母,须点亮相为了让数码管能正确显示数字或字母,须点亮相为了让数码管能正确显示数字或字母,须点亮相应的段,这样就需要对其译码。在译码方式上主要有两应的段,这样就需要对其译码。在
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