第八章 MCS-51 与数码显示器和键盘的接口一、 MCS-51 与数码显示器接口 数码显示器是单片机应用产品中最常用的廉价的输 出设备，它由８个发光二极管按一定规律排列而成， 当某一发光二极管导通时，则会被点亮，控制不同 组合的二极管导通，就能显示出各种字符。 1 ．显示器的结构 常用的显示器结构如图所示： A ．共阳极显示器

B ．共阴极显示器

2 ．显示器的工作方式： A ．静态显示方式 所谓静态显示，是指显示器显示一字符时，相应的 发光二极管恒定地导通或截止。这种显示方式的每 一个数码显示器，需要一个 8 位输出口控制。所以 硬件较多，但字符较亮。

a ．采用 8 位锁存器 74LS273 作为静态显示器接口

b ．采用移位寄存器 74LS164 作为静态显示器接口

MCS-51 串行口工作于方式 0 输出 显示段码： F9H 显‘ 1’ 更新显示器子程序： DIR ： MOV R7,#08H MOV R0,#7FH DL0 ： MOV A,@R0 ADD A,#0BH MOVC A,@A+PC MOV SBUF,A 2 DL1 ： JNB T1,DL1 3 CLR T1 2 DEC R0 1 DJNZ R7,DL0 2

RET 1 TAB: DB C0H,F9H,A4H,B0H,99H

B ．动态显示方式 所谓动态显示是指一位一位地轮流点亮各位显示器。 对于每一位显示器来说，每隔一段时间点亮一次， 通常点亮时间为 1mS 左右，相隔时间为 20mS 6 位共阴显示器和 8155 的接口逻辑如图所示：

其中： 8155 A 口作为段数据口， 8155A 口扫描输出总 是只有一位为高电平。 对于 6 位显示器，在 MCS-51RAM 中，设置了 6 个单元的显 示缓冲区即 79H-7FH ，它用来存放显示数据。 更新显示器子程序如下： DIR ： MOV R0,#79H MOV R3,#01H MOV A,R3 LD0 ： MOV DPTR,#7F01H MOVX @DPTR,A INC DPTR MOV A,@R0 ADD A,#0DH MOVC A,@A+PC

DIR1 ： MOVX @DPTR,A ACALL DL1 INC R0 MOV A,R3 JB ACC.5,LD1 RL A MOV R3,A SJMP LD0 LDI ： RET DSEG ： DB 3FH,06H,5BH, DL1 ： MOV R7,#02H DL ： MOV R6,#FFH DL6 ： DJNZ R6,DL6 DJNZ R7,DL RET

二、拨码盘接口 1.BCD 拨码盘的构造 BCD 拨码盘具有 0 ～ 9 十个位置，每个位置都有相应 的指示，一个拨码盘可以输入 1 个十进制数据。每 个 BCD 拨码盘后面有 5 位引出线，其中一位为输入控 制线 ( 编号为 A) ，另外 4 位是数据线 ( 编号为 8,4,2,1) 。

拨码被拨到某一个位置时，输入控制线 (A) 分别与 4 位数据线中的某几位接通。如果把接通的位定义为 1 ， 不通的线定义为 0 ，则拨码盘数据线的状态就是拨盘 位置所指示的 BCD 码。

2. 接口电路

3. 拨码盘数据输入程序 INBCD ： MOV R0,#30H MOV A ， P1 MOV P1,#7FH XCHD A, @RO MOV A ，P1 RET SWAP A MOV @R0 ， A MOV P1 ， #0BFH MOV A ， P1 XCHD A ， @R0 INC R0 MOV P1 ， #0DFH MOV A ， P1 XCH A ， @R0 MOV P1 ， #0EFH

三、键盘接口 键盘是由若干个按键组成的开关矩阵，它是单片机 最简单的输入设备，操作员可以通过键盘输入数据 或命令，实现人机通信。 1 ．键盘工作原理 一个 4X4 的键盘结构如图所示：

A ．按键与否的判别 我们使所有行为低自列线读入数据，若列线中有一位 为低，则可判为有键按下，否则全为高为无键按下。 B ．按键的识别 由于矩阵网络上每一个键都可以由它所在的行与列 来定位。所以，我们可使第一行至第四行逐行为低， 通过读入数据来识别是何键按下。 例如：当使行 2 为低，读入列值时，其列 2 值为低， 则可判是键 5 按下。

C ．键抖动及消除 键按下和释放时存在着机械抖动，其对应的列线电 压波形如图示，通常抖动时间为 5-10mS 。

为了保证 CPU 对键的闭合只作一次处理，必须消除抖 动，消除抖动可采用硬件方法即用 R-S触发器隔离， 但为了节省硬件，目前都用软件方法来实现，即增 加一延时程序，在键稳定闭合和断开时才去读取键 的状态。

2 ．键盘接口电路

3 ．键输入程序 A ．键输入程序功能 a ．判别键盘上有无键闭合 使 PA0-7 输出为“ 0”，读 PC 口，若 PC0-3 为全“ 1”， 则无键闭合，否则为有键闭合。 b ．消键抖动 当判别到有键闭合时，延时 10mS 后再判别键盘状 态，若仍有键闭合，则为有键按下，否则认为是键 的抖动。 c ．确定闭合键的键号 设第一列至第四列的列值为 00H、 08H、 10H、 18H 则键号 N=行号 + 列值 d ．对键的一次闭合仅作一次处理 等待闭合键释放后进行键处理。

e. 各按键对应的键值如下：

B ．程序清单：KEY1 ： ACALL KS1 KS1 ： MOV DPTR,#7F01H

JNZ LK1 MOV A,#00H NI ： ACALL DIR MOVX @DPTR,A AJMP KEY1 INC DPTR LK1 ： ACALL DIR INC DPTR ACALL DIR MOVA,@DPTR ACALL KS1 CPL A JNZ LK2 ANL A,#0FH ACALL DIR RET AJMP KEY1 LK2 ： MOV R2,#FEH MOV R4,#00H LK4 ： MOV DPTR,#7F01H MOV A,R2 MOVX @DPTR,A

INC DPTR LK3: ACALL DIR INC DPTR ACALL KS1 MOVX A,@DPTR JNZ LK3 JB ACC.0, LONE POP ACC

MOV A, #00H RET AJMP LKP NEXT ： INC R4 LONE ：

JB ACC.1, LTW0 MOV A, R2 MOV A, #08H JNB ACC.7,KND AJMP LKP

RL A LTWO: JB ACC.2, LTHR MOV R2, A MOV A, #10H AJMP LK4 AJMP LKP KND ： AJMP KEY1 LTHR ： JB ACC.3, NEXT MOV A, #18H LKP ： ADD A, R4 PUSH ACC

C ．键输入程序的改进 前面程序主要存在以下问题： a ．无键按下，程序将进入死循环 b ．按键不抬起，程序也将进入死循环，且显示不亮。 c. 键位置不能灵活放置。 键输入程序可作如下更改： ST: MOV DPTR,#7F01H LK0 ： CLR 00H

MOV A,#00H LK1 ： MOV A,#FFH MOVX @DPTR,A RET INC DPTR INC DPTR MOVX A,@DPTR CPL A ANL A,#0FH JNZ LK2

LK2 ： ACALL DIR ACALL DIR MOV R2,#08H MOV R3,#FEHLK3 ： MOV DPTR,#7F01H MOV A,R3 MOVX @DPTR,A RL A MOV R3, A INC DPTR INC DPTR MOVX A,@DPTR CPL A ANL A,#0FH JNZ LK4 DJNZ R2,LK3

SJMP LK0 LK4 ：SWAP A ORL A,R2 MOV B,A JB 00H,LK1 MOV DPTR,#TAB MOV R3,#1FHLK5 ： MOV A,R3 MOVC A,@A+DPTR CJNE A,B,LK7 LK6 ： SETB 00H MOV A,R3 RETLK7 ： DJNZ R3,LK5 SJMP LK6 TAB ： DB 88H ， 48H ， 47H,…

d. 各按键对应的键值与键号如下：