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1、第三章第三章 人机交互接口技术人机交互接口技术一、键盘接口技术一、键盘接口技术二、接口技术二、接口技术三、接口技术三、接口技术3.1键盘接口技术键盘接口技术v键盘的分类键盘的分类编码键盘编码键盘非编码键盘非编码键盘v键盘设计需要解决的几个问题键盘设计需要解决的几个问题按键的确认按键的确认重击和连击的处理重击和连击的处理按键防抖技术按键防抖技术v少量功能键的接口技术少量功能键的接口技术v矩阵键盘的接口技术矩阵键盘的接口技术3.3.1键盘设计的需解决的几个问题键盘设计的需解决的几个问题v按键的确认按键的确认每一个键对应一个开关输入装置每一个键对应一个开关输入装置键的闭合与否，取决于机械开关的通断状
2、态键的闭合与否，取决于机械开关的通断状态反映在电压上就是高低电平，如果高电平表示键反映在电压上就是高低电平，如果高电平表示键释放，则低电平表示键按下释放，则低电平表示键按下3.3.1键盘设计的需解决的几个问题键盘设计的需解决的几个问题v重键和连击的处理重键和连击的处理重键：同时按下两个以上的键重键：同时按下两个以上的键v最先按下为有效最先按下为有效v最后释放为有效最后释放为有效v多键无效多键无效连击：多次按下同一个键连击：多次按下同一个键v等键释放后再去执行相应的程序等键释放后再去执行相应的程序由设计者意由设计者意愿决定，通愿决定，通过软件做相过软件做相应处理应处理3.3.1键盘设计的需解决的
3、几个问题键盘设计的需解决的几个问题v按键防抖动技术按键防抖动技术什么是按键的抖动什么是按键的抖动硬件防抖动硬件防抖动软件防抖动软件防抖动3.3.1键盘设计的需解决的几个问题键盘设计的需解决的几个问题硬件防抖动硬件防抖动v滤波防抖动滤波防抖动v双稳态防抖动双稳态防抖动软件防抖动：通过软件延时避过抖动时间软件防抖动：通过软件延时避过抖动时间v第一次检测有键按下时，先软件延时（第一次检测有键按下时，先软件延时（10ms20ms），然后再确定该键电平是否维持闭合状态，），然后再确定该键电平是否维持闭合状态，若保持闭合状态，则确认此键按下若保持闭合状态，则确认此键按下3.1.2少量功能键的接口技术少量功
4、能键的接口技术v独立式按键独立式按键对于具有少量功能键的系统，多采用相互独立的对于具有少量功能键的系统，多采用相互独立的接口方法，即每个按键对应一个输入线接口方法，即每个按键对应一个输入线例题：设某个系统有个功能键，采用中断方式例题：设某个系统有个功能键，采用中断方式的硬件接口电路的硬件接口电路v硬件接口见图硬件接口见图3.4v8155地址：地址：控制字：控制字：EF00H;口：口：EF01H;口：口：EF02H；口：口：EF03Hv程序清单程序清单3.1.2少量功能键的接口技术少量功能键的接口技术程序清单：程序清单：ORG 0000HAJMP MAIN ;ORG 0003H ;外部中断外部中
5、断0入口地址入口地址 AJMP KEYJMP ;ORG 0100H ;MAIN:SETB IT0 ;中断中断0边沿触发方式边沿触发方式 SETB EX0 ;允许外部中断允许外部中断0 SETB EA ;开总中断开总中断 MOV DPTR,#0EF00H ;指向指向8155命令口命令口 MOV A,#02H ;设设A口为输入口口为输入口 MOVX DPTR,A ;控制字写入命令寄存器控制字写入命令寄存器HERE:AJMP HERE ;模拟主程序模拟主程序3.1.2少量功能键的接口技术少量功能键的接口技术ORG 0200H ;中断入口中断入口KEYJMP:MOV R3,#08H ;设置循环次数设置
6、循环次数 MOV DPTR,#0EF01H ;指向指向8155A口口 MOV R4,#00H ;计数器寄存器清零计数器寄存器清零 MOVX A,DPTR ;读入状态字读入状态字KYAD1:RRC A ;带进位循环右移，找出低电平位带进位循环右移，找出低电平位JNC KYAD2 ;PA(i)=0，转向，转向KYAD2 INC R4 ;计数器加计数器加1 DJNZ R3,KYAD1 ;8次移位结束否？为结束继续右移次移位结束否？为结束继续右移 RETI ;KYAD2:MOV DPTR,#JMPTABL ;功能键入口地址表首址功能键入口地址表首址 MOV A,R4 ;RL A ;地址偏移量乘地址偏移
7、量乘2 JMP A+DPTR ;功能键处理程序入口地址功能键处理程序入口地址JMPTABL:AJMP SB0 ;跳转到跳转到8个功能键处理程序个功能键处理程序 AJMP SB1 ;AJMP SB2 ;AJMP SB3 ;AJMP SB4 ;AJMP SB5 ;AJMP SB6 ;AJMP SB7 ;SB0:RET SB1:RET SB2:RET SB3:RET SB4:RET SB5:RET SB6:RET SB7:RET 3.1.2少量功能键的接口技术少量功能键的接口技术v 功能开关接口技术功能开关接口技术又称为又称为静态开关静态开关、拨码开关拨码开关开关的状态在系统开关的状态在系统上电上电
8、(或复位或复位)时由时由CPU读入读入,并存于并存于RAM单元中单元中,此后此后CPU不再理会开关的状不再理会开关的状态态功能开关用于提前设置系统功能，输入重要数据功能开关用于提前设置系统功能，输入重要数据等等硬件电路接口：见图硬件电路接口：见图3.53.1.3 矩阵键盘接口技术矩阵键盘接口技术v矩阵键盘的接口矩阵键盘的接口3.1.3 矩阵键盘接口技术矩阵键盘接口技术v程控扫描法程控扫描法判断是否有键按下判断是否有键按下延时延时10ms20ms去除键抖动去除键抖动若有键闭合若有键闭合,则求出该键键值则求出该键键值等待按键释放等待按键释放,转按键处理程序转按键处理程序v定时扫描法定时扫描法CPU
9、以以固定的间隔固定的间隔对键盘扫描对键盘扫描1次次,当发现有键按下时求键值当发现有键按下时求键值,进行按进行按键处理键处理采用单片机采用单片机内部定时器内部定时器,定时时间到定时时间到,产生中断信号产生中断信号,在定时中断服务在定时中断服务程序中扫描键盘程序中扫描键盘v中断扫描法中断扫描法当没有键按下时当没有键按下时,CPU不对键盘进行扫描不对键盘进行扫描有键输入时有键输入时,触发外部中断触发外部中断在中断响应程序中查出键值在中断响应程序中查出键值,转按键处理程序转按键处理程序v串行接口的非编码键盘串行接口的非编码键盘利用利用单片机的串行口单片机的串行口进行键盘扫描进行键盘扫描节省单片机的并行
10、节省单片机的并行I/O口资源口资源3.1.3.1 程控扫描程序设计程控扫描程序设计KEYPRO:ACALL DISUP ;调用显示子程序调用显示子程序 ACALL KEXAM ;检查是否有键按下检查是否有键按下 JZ KEYPRO ;无键按下，继续等待无键按下，继续等待 ACALL D10ms ;有键按下，延时有键按下，延时10ms，防止抖动，防止抖动 ACALL KEXAM ;再次检查是否有键按下再次检查是否有键按下 JZ KEYPRO ;无键按下，继续等待无键按下，继续等待KEY1:MOV R2,#0FEH ;输出使输出使X0行为低电平行为低电平 MOV R3,#00H ;列值寄存器清零列
11、值寄存器清零 MOV R4,#00H ;行值寄存器清零行值寄存器清零KEY2:MOV DPTR,#8200 ;指向指向8155C口口 MOV A,R2 ;扫描第一行扫描第一行 MOVX DPTR,A ;MOV DPTR,#8000 ;指向指向8155C口口 MOVX A,DPTR ;读入列值读入列值 CPL A ;取反取反 ANL A,#0FFH ;JNZ KEY3 ;若有键按下，转求列值若有键按下，转求列值 MOV A,R4 ;无键按下，行值寄存器加无键按下，行值寄存器加8 ADD A,#08H ;MOV R4,A ;MOV A,R2 ;使下一行为低电平使下一行为低电平 RL A ;MOV
12、R2,A ;JB ACC.4,KEY2 ;4个行扫描完毕？未完继续个行扫描完毕？未完继续 AJMP KEYPRO ;4行扫描完毕，等待下次按键行扫描完毕，等待下次按键KEY3:CPL A ;恢复列值模型恢复列值模型KEY4:RRC A ;JNC KEY5 ;INC R3 ;求列值求列值AJMP KEY4KEY5:ACALL D10ms ;ACALL KEXAM ;JNZ KEY5 ;等待键释放等待键释放 MOV A,R4 ;计算键值计算键值 ADD A,R3 ;MOV BUFF,A ;存键值存键值 AJMP KEYADR ;转查找功能键入口转查找功能键入口D10ms:MOV R5,#14H ;
13、延时延时10ms子程序子程序DL:MOV R6,#0FFH ;DL0:DJNZ R6,DL0 ;DJNZ R5,DL ;RET ;KEXAM:MOV DPTR,#8200H;指向指向8255C口口 MOV A,#00H ;使所有行为低电平使所有行为低电平 MOVX DPTR,A ;MOV DPTR,#8000H;指向指向8255A口口 MOVX A,DPTR ;读入列值读入列值 CPL A ;累加器取反累加器取反 ANL A,#0FFH ;RET3.1.3.1 程控扫描程序设计程控扫描程序设计KEYADR:MOV A,BUFF ;CJNE A,#0FH,KYARD1 ;AJMP DIGPRO
14、;键值等于键值等于F，转数字键处理，转数字键处理KYARD1:JC DIGPRO ;键值小于键值小于F，转数字键处理，转数字键处理KEYTBL:MOV DPTR,#JMPTBL;建立功能键数字地址表指针建立功能键数字地址表指针 CLR C ;清进位清进位 SUBB A,#10H ;求相对地址求相对地址 RL A ;JMP A+DPTR ;JMPTBL:AJMP AAA ;AJMP BBB ;AJMP CCC ;AJMP DDD ;AJMP EEE ;AJMP FFF ;AJMP GGG ;AJMP HHH ;AJMP III ;AJMP JJJ ;AJMP KKK ;AJMP LLL ;AJM
15、P MMM ;AJMP NNN ;AJMP OOO ;AJMP PPP ;DIGPRO:RETAAA:RETBBB:RETCCC:RETDDD:RETEEE:RETFFF:RETGGG:RETHHH:RETIII:RETJJJ:RETKKK:RETLLL:RETMMM:RETNNN:RETOOO:RETPPP:RET 3.1.4 键盘特殊功能的处理键盘特殊功能的处理v键盘锁定技术键盘锁定技术防止失误按键给系统带来的影响防止失误按键给系统带来的影响,常常给键盘加锁常常给键盘加锁查询标志位法查询标志位法控制键值锁存器的通断控制键值锁存器的通断v双功能键和多功能键处理双功能键和多功能键处理为了节省功
16、能键的数量为了节省功能键的数量,经常采用多功能键经常采用多功能键双档键的方法双档键的方法按键计数按键计数复合键复合键3.2 LED显示接口技术显示接口技术vLED数码管结构和显示原理数码管结构和显示原理vLED动态显示接口技术动态显示接口技术vLED静态显示接口技术静态显示接口技术v硬件译码显示电路硬件译码显示电路vLED光柱模拟显示器件光柱模拟显示器件(了解了解)3.2.1 LED数码管结构和显示原理数码管结构和显示原理vLED显示器的结构及原理显示器的结构及原理结构及外形结构及外形:见图见图3.14v字型字型:7段显示数码管、米字型数码管段显示数码管、米字型数码管v驱动方法：共阳极、共阴极
17、驱动方法：共阳极、共阴极显示原理及编码显示原理及编码:见表见表3.1数码管驱动电流数码管驱动电流:十几十几几十微安几十微安5位位LED数码显示管数码显示管5BS251：见图：见图3.153.2.1 LED数码管结构和显示原理数码管结构和显示原理vLED数码管的显示方法数码管的显示方法按显示的特点分类按显示的特点分类v动态显示：动态显示：定时对显示器件进行扫描，利用视觉暂留定时对显示器件进行扫描，利用视觉暂留现象实现持续显示现象实现持续显示v静态显示：静态显示：计算机一次输出显示模型，利用锁存器保计算机一次输出显示模型，利用锁存器保持数据，直到再次更新数据持数据，直到再次更新数据按接口分类按接口
18、分类v并行接口：并行接口：利用单片机并行口设计显示接口利用单片机并行口设计显示接口v串行接口：串行接口：利用单片机通用串行口设计显示接口利用单片机通用串行口设计显示接口按译码方式分类按译码方式分类v软件查表法：软件查表法：通过软件查表找出对应的显示码通过软件查表找出对应的显示码v硬件译码：硬件译码：利用带显示译码的利用带显示译码的LED数码显示芯片，单数码显示芯片，单片机可直接输出片机可直接输出BCD码进行显示码进行显示3.2.2 LED动态显示接口技术动态显示接口技术v并行动态显示电路及程序设计举例并行动态显示电路及程序设计举例硬件接口：见图硬件接口：见图3.16流程图流程图地址：地址：v8
19、155A口：口：FD01H(1111,1101,0000,0001)v8155B口：口：FD02H(1111,1101,0000,0010)显示子程序显示子程序3.2.2 LED动态显示接口技术动态显示接口技术动态显示子程序：动态显示子程序：DISPLY:MOV R0,#30H ;显示缓冲区首地址送显示缓冲区首地址送R0 MOV R2,#20H ;位选码指向最左一位位选码指向最左一位(0010,0000)DISPLY1:MOV A,R0 ;取出要显示的数取出要显示的数 MOV DPTR,#SEGTBL;指向换码表首址指向换码表首址 MOVC A,A+DPTR ;取出显示取出显示码码 MOV D
20、PTR,#0FD01H;8155A口地址口地址 MOVX DPTR,A ;从从8155A口输出显示码口输出显示码 MOV A,R2 ;取位选码取位选码 INC DPTR ;8155B口地址口地址 MOVX DPTR,A ;从从8155B口输出位选码口输出位选码 ACALL DIMS ;延时延时1MS MOV A,R2 ;JNB ACC.0,DISPLY2;6位都显示完了吗？未完继续位都显示完了吗？未完继续 RETDISPLY2:INC R0 ;求下一个待显示的数的求下一个待显示的数的RAM地址地址 MOV A,R2 ;求下一个位选码求下一个位选码 RRC A ;MOV R2,A ;AJMP D
21、ISPLY1 ;DIMS:MOV R3,#7DH ;延时延时1MS子程序子程序DL1:NOP NOP DJNZ R3,DL1 ;RET SEGTBL:DB 3FH ;对应于字符对应于字符0 DB 06H ;对应于字符对应于字符1 DB 5BH ;对应于字符对应于字符2 DB 4FH ;对应于字符对应于字符3 DB 66H ;对应于字符对应于字符4 DB 6DH ;对应于字符对应于字符5 DB 7DH ;对应于字符对应于字符6 DB 07H ;对应于字符对应于字符7 DB 7FH ;对应于字符对应于字符8 DB 67H ;对应于字符对应于字符9 DB 77H ;对应于字符对应于字符A DB 7C
22、H ;对应于字符对应于字符B DB 39H ;对应于字符对应于字符C DB 5EH ;对应于字符对应于字符D DB 79H ;对应于字符对应于字符E DB 71H ;对应于字符对应于字符F3.2.2 LED动态显示接口技术动态显示接口技术v串行动态显示电路及程序设计举例串行动态显示电路及程序设计举例硬件接口：见图硬件接口：见图3.18软件设计软件设计v串口初始化串口初始化v显示子程序显示子程序3.2.2 LED动态显示接口技术动态显示接口技术ORG 8000HDISPLY:MOV R0,#50H ;指向显示缓冲区指向显示缓冲区 MOV R1,#01H ;指向最右边一位指向最右边一位LOOP:M
23、OV P1,R1 ;送扫描位选信号送扫描位选信号 MOV A,R0 ;取被显示数取被显示数 ADD A,#12H ;加上字形表的偏移量加上字形表的偏移量 MOVC A,A+P ;取字型码取字型码 MOV SBUF,A ;输出显示码输出显示码 MOV R3,#02H ;延时延时1MSDL0:MOV R4,#0FH ;DL1:DJNZ R4,DL1 ;DJNZ R3,DL0 ;INC R0 ;指向下一个显示缓冲单元指向下一个显示缓冲单元 MOV A,R1 ;指下一个位选码指下一个位选码 RL A ;MOV R1,A ;JNB ACC.6,LOOP;6位都显示完了吗？位都显示完了吗？RET ;是，返
24、回是，返回 SEGTAB:DB 3FH,06H,5BH ;0,1,2 DB 4FH,66H,6DH ;3,4,5 DB 7DH,07H,7FH ;6,7,8 DB 6FH,7DH,7CH ;9,A,B DB 39H,5EH,79H ;c,d,E DB 71H,80H,40H ;F,.,-DB 00H,73H ;空空,P3.2.3 LED静态显示接口技术静态显示接口技术v并行接口静态显示电路及程序设计并行接口静态显示电路及程序设计接口电路：见图接口电路：见图3.19v总线驱动器：总线驱动器：74ls244v数据锁存器：数据锁存器：74ls377地址：地址：4000H4005H(0100,0000
25、0100,0101)程序设计：程序设计：v串行接口静态显示电路及程序设计串行接口静态显示电路及程序设计硬件接口电路：见图硬件接口电路：见图3.203.2.3 LED静态显示接口技术静态显示接口技术v并行接口静态显示程序设计：并行接口静态显示程序设计：ORG 8000HSIXDPY:MOV R0,#30H ;建立显示缓冲区地址指针建立显示缓冲区地址指针 MOV 33H,#03H ;设置循环次数设置循环次数 MOV DPTR,#4000H;指向最左边一位指向最左边一位LOOP:MOV A,R0 ;取显示内容取显示内容 ANL A,#0F0H ;取取BCD码高码高4位去显示位去显示 RR A ;RR
26、 A ;RR A ;RR A ;ADD A,#11H ;查表得到显示码查表得到显示码 MOVC A,A+PC ;MOVX DPTR,A ;MOV A,R0 ;取取BCD码低码低4位去显示位去显示 ANL A,#0FH ;INC DPH ;求下一个显示位地址求下一个显示位地址 ADD A,#08H ;查表得到显示码查表得到显示码 MOVC A,A+PC ;MOVX DPTR,A ;INC R0 ;求下一个要显示的求下一个要显示的BCD码码 INC DPH ;求下一个显示位地址求下一个显示位地址 DJNZ 33H,LOOP ;判断判断6位显示模型是否已送完位显示模型是否已送完 RETSEGTAB:
27、DB 3FH,06H,5BH,4FH;0，1，2，3DB 66H,6DH,7DH,07H;4，5，6，7，DB 7FH,6FH,77H,7CH;8，9，A，bDB 39H,5EH,79H,71H;c，d，E，FDB 80H,40H,00H,73H;.，-，空，空，P3.2.4 硬件译码显示电路硬件译码显示电路v由硬件进行显示译码，只需输出由硬件进行显示译码，只需输出BCD码即可码即可v静态硬件译码显示电路应用实例：见图静态硬件译码显示电路应用实例：见图3.22v锁存、译码、驱动一体的锁存、译码、驱动一体的8位位LED驱动器驱动器ICM7218MODE=1：从：从ID7ID4写控制字写控制字MO
28、DE=0：从：从ID3ID0输入输入8位位16进制码和进制码和BCD码码在写入在写入8个字后，内部逻辑自动将个字后，内部逻辑自动将8个字按顺序存入个字按顺序存入RAM，8个字将分个字将分别按次序在第别按次序在第18位显示。位显示。8个数据必须写完，否则个数据必须写完，否则LED不亮。不亮。3.3 LCD的显示接口技术的显示接口技术v LCD为英文为英文Liquid Crystal Display的缩写，即液的缩写，即液晶显示器，是一种数字显示技术，可以通过液晶和晶显示器，是一种数字显示技术，可以通过液晶和彩色过滤器过滤光源，在平面面板上产生图象。彩色过滤器过滤光源，在平面面板上产生图象。3.3
29、 LCD的显示接口技术的显示接口技术v从显示形式对从显示形式对LCD分类分类字段型：字段型：v即即“日日”字型的字型的LCD，用于显示数字和字母。，用于显示数字和字母。v通常市面上有售通常市面上有售4位、位、6位、位、8位等位等LCD显示模块。显示模块。点阵字符型：点阵字符型：v点阵显示字母、图形、特殊用户定义符号。点阵显示字母、图形、特殊用户定义符号。v每个字符为每个字符为5x7、5x8、5x11的象素点阵；的象素点阵；v显示行数一般有显示行数一般有1行、行、2行、行、4行三种行三种v每行可显示字符有每行可显示字符有8个、个、16个、个、20个、个、24个等等。个等等。点阵图形型点阵图形型v
30、可显示完整的图形或者非固定的汉字可显示完整的图形或者非固定的汉字v常有的点阵有：常有的点阵有：80X32、80 x64、128x128等等，种类非常之多。等等，种类非常之多。专用型专用型v为某种特殊应用而设计，用于显示少量、固定的汉字或图形。为某种特殊应用而设计，用于显示少量、固定的汉字或图形。v例如钟表上的汉字的定制，微波炉上的商标图形。例如钟表上的汉字的定制，微波炉上的商标图形。v有专门的厂家可以随意定制有专门的厂家可以随意定制LCD的图形形状。的图形形状。3.3 LCD的显示接口技术的显示接口技术v按采光方式分类：按采光方式分类：自然采光方式自然采光方式v把液晶器件做成反射式结构，利用自
31、然光进行显示。把液晶器件做成反射式结构，利用自然光进行显示。v便宜，低能耗，用于电子手表，计算器，液晶表头便宜，低能耗，用于电子手表，计算器，液晶表头背光源采光方式背光源采光方式v在液晶显示器件背面设计一个平面光源，利用背光源在液晶显示器件背面设计一个平面光源，利用背光源采光。采光。v如手机，电脑显示器如手机，电脑显示器3.3.1 LCD显示器工作原理显示器工作原理v液晶的结构液晶的结构3.3.1 LCD显示器工作原理显示器工作原理早在早在1888年，人们就发现液晶这一呈液体状的化学物质，年，人们就发现液晶这一呈液体状的化学物质，象磁场中的金属一样，当受到外界电场影响时，其分子会象磁场中的金属
32、一样，当受到外界电场影响时，其分子会产生精确的有序排列。如果对分子的排列加以适当的控制，产生精确的有序排列。如果对分子的排列加以适当的控制，液晶分子将会允许光线穿越。液晶分子将会允许光线穿越。LCD显示屏都是由不同部分组成的分层结构。位于最后面显示屏都是由不同部分组成的分层结构。位于最后面的一层是由荧光物质组成的可以发射光线的背光层。背光的一层是由荧光物质组成的可以发射光线的背光层。背光层发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千层发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万水晶液滴的液晶层。上万水晶液滴的液晶层。液晶层中的水晶液滴都被包含在细小的单元格结构中，一液晶层中的水晶液
33、滴都被包含在细小的单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。当个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。当LCD中的电极中的电极产生电场时，液晶分子就会产生扭曲，从而将穿越其中的产生电场时，液晶分子就会产生扭曲，从而将穿越其中的光线进行有规则的折射，然后经过第二层过滤层的过滤在光线进行有规则的折射，然后经过第二层过滤层的过滤在屏幕上显示出来。屏幕上显示出来。通常，在彩色通常，在彩色LCD面板中，每一个像素都是由三个液晶单面板中，每一个像素都是由三个液晶单元格构成，其中每一个单元格前面都分别有红色，绿色，元格构成，其中每一个单元格前面都分别有红色，绿色，或兰色的过滤器。这样，通过不同单元格的
34、光线就可以在或兰色的过滤器。这样，通过不同单元格的光线就可以在屏幕上显示出不同的颜色。屏幕上显示出不同的颜色。3.3.1 LCD显示器工作原理显示器工作原理3.3.1 LCD显示器工作原理显示器工作原理3.3.1 LCD显示器工作原理显示器工作原理3.3.1 LCD显示器工作原理显示器工作原理3.3.1 LCD显示器工作原理显示器工作原理ab3.3.1 LCD显示器工作原理显示器工作原理ab3.3.1 LCD显示器工作原理显示器工作原理3.3.2 LCD的驱动方式的驱动方式v液晶的显示是由于在显示像素上施加了电场的缘故，而这个电场则通过液晶的显示是由于在显示像素上施加了电场的缘故，而这个电场则
35、通过在显示像素的在显示像素的上下两电极上施加电压差上下两电极上施加电压差产生。产生。v在显示像素上建立直流电场是非常容易的事，但直流电场将导致液晶材在显示像素上建立直流电场是非常容易的事，但直流电场将导致液晶材料的化学反应和电极老化，从而迅速降低液晶的显示寿命，因此料的化学反应和电极老化，从而迅速降低液晶的显示寿命，因此必须建必须建立交流驱动电场立交流驱动电场，并且要求这个交流电场中的直流分量越小越好，通常，并且要求这个交流电场中的直流分量越小越好，通常要求直流分量小于要求直流分量小于50mV。v在实际应用中，由于采用了数字电路驱动，所以这种交流电场是在实际应用中，由于采用了数字电路驱动，所以
36、这种交流电场是通过脉通过脉冲电压信号冲电压信号来建立的。来建立的。v像素上像素上交流电场的强弱用交流电压的有效值表示交流电场的强弱用交流电压的有效值表示，当有效值大于液晶的，当有效值大于液晶的阈值电压时，像素呈显示态；当有效值小于阈值电压时，像素不产生电阈值电压时，像素呈显示态；当有效值小于阈值电压时，像素不产生电光效应；当有效值在阈值电压附近时，液晶将呈现较弱的电光效应，此光效应；当有效值在阈值电压附近时，液晶将呈现较弱的电光效应，此时将会影响液晶显示器件的对比度。时将会影响液晶显示器件的对比度。v液晶显示的驱动就是用来液晶显示的驱动就是用来调整施加在液晶显示器件电极上的电位信号的调整施加在
37、液晶显示器件电极上的电位信号的相位、峰值、频率等，建立驱动电场，相位、峰值、频率等，建立驱动电场，以实现液晶显示器件的显示效果。以实现液晶显示器件的显示效果。3.3.1 LCD显示器的驱动方式显示器的驱动方式v静态驱动法静态驱动法(见图见图3.20)一个独立的背极一个独立的背极BP每个字段有独立的引脚每个字段有独立的引脚v动态（多极）驱动法动态（多极）驱动法v二者相比较：二者相比较：静态驱动响应速度快、耗电少、驱动电压低。静态驱动响应速度快、耗电少、驱动电压低。但静态驱动驱动电极度数必须与显示笔段数相同，但静态驱动驱动电极度数必须与显示笔段数相同，因而只能用于显示字数不多的场合。因而只能用于显
38、示字数不多的场合。动态（多极）驱动法动态（多极）驱动法动态（多极）驱动法动态（多极）驱动法动态（多极）驱动法动态（多极）驱动法3.3.3 4位位LCD静态驱动芯片静态驱动芯片ICM7211vICM7211段码型液晶显示控制器是一种段码型液晶显示控制器是一种4位的驱动器，其内位的驱动器，其内部不含部不含A/D转换，比较适用于数字的信号显示，并且一个芯转换，比较适用于数字的信号显示，并且一个芯片可以支持片可以支持4个液晶段码的显示。常见的个液晶段码的显示。常见的ICL7106是属于表是属于表头专用的，其输入信号必须是模似值，这就显得应用的不方头专用的，其输入信号必须是模似值，这就显得应用的不方便，
39、在很多纯数字化系统中，在多位显示的系统中，便，在很多纯数字化系统中，在多位显示的系统中，ICM7211的价值就得以充分体现。的价值就得以充分体现。v应用实例：应用实例：硬件接口：见图硬件接口：见图3.24软件设计：在第四位显示软件设计：在第四位显示BCD码码9 MOV A,#39H;DS2:DS1=11,B3B0=1001 MOV DPTR，#4000H；选中第一片芯片选中第一片芯片 MOVXDPTR，A；送出被显示数送出被显示数3.3.4 点阵式点阵式LCD接口技术接口技术vMGLS128-64的硬件描述的硬件描述硬件结构见图硬件结构见图3.26128(列列)*164(行行)点阵点阵由两个液
40、晶驱动器由两个液晶驱动器HD61202构成构成,分别负责左分别负责左右右半面半面3.3.4 点阵式点阵式LCD接口技术接口技术vHD61202及其兼容控制驱动器的特点：及其兼容控制驱动器的特点：1)内藏内藏6464=4096位显示位显示RAM，RAM中每位数中每位数据对应据对应LCD 屏上一个点的亮、暗状态；屏上一个点的亮、暗状态；2)HD61202 及其兼容控制驱动器是列驱动器具有及其兼容控制驱动器是列驱动器具有64路列驱动输出；路列驱动输出；3)HD61202 及其兼容控制驱动器读写操作时序与及其兼容控制驱动器读写操作时序与68系列微处理器相符，因此它可直接与系列微处理器相符，因此它可直接
41、与68 系列微系列微处理器接口相联；处理器接口相联；4)HD61202 及其兼容控制驱动器的占空比为及其兼容控制驱动器的占空比为1/32-1/64。3.3.4 点阵式点阵式LCD接口技术接口技术vMGLS-12664的引脚功能的引脚功能电源电源vVDD 电源正电源正,接接5VvVSS电源负电源负,接接-5V或地或地vVO电源控制端电源控制端,用来调节显示屏灰度用来调节显示屏灰度控制信号控制信号vD/I 数据、指令选择数据、指令选择vR/W读读/写选择写选择vCS1,CS2左、右半屏选择左、右半屏选择vE读写使能读写使能vRST复位，低电平有效复位，低电平有效数据线数据线vDB0DB7数据总线，
42、双向数据总线，双向3.3.4 点阵式点阵式LCD接口技术接口技术3.3.4 点阵式点阵式LCD接口技术接口技术vMGLS-12864的指令系统的指令系统指令名称指令名称控制信控制信号号控制代控制代码码D/I R/WD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0显显示开关示开关设设置置0 00 0 1 1 1 1 1 D显显示起始行示起始行设设置置0 01 1 L5 L4 L3 L2 L1 L0页页面地址面地址设设置置0 01 0 1 1 1 P2 P1 P0列地址列地址设设置置0 00 1 C5 C4 C3 C2 C1 C0读读取状取状态态字字0 1BUSY 0 O/F REST 0 0 0
43、0写写显显示数据示数据1 0写写显显示数据示数据读显读显示数据示数据1 1读显读显示示RAM数据数据3.3.4 点阵式点阵式LCD接口技术接口技术vMGLS-12864MGLS-12864的指令系统的指令系统显示开关设置：显示开关设置：D=1D=1时时LCD LCD 显示显示RAM RAM 中的内容，中的内容，D=0 D=0 时关闭显示；时关闭显示；显示起始行设置：显示起始行设置：L0L5L0L5在在0 3FH(0 630 3FH(0 63行行)范围内取值；范围内取值；页面地址设置：页面地址设置：P0P2P0P2：设置页号：设置页号(0 7)(0 7)，显示，显示RAM RAM 共共6464行
44、分行分8 8 页，每页页，每页8 8 行；行；列地址设置：列地址设置：C0C5C0C5：设置显示列地址：设置显示列地址0 3FH(0 630 3FH(0 63行行)；控制器状态：控制器状态：BUSY=1-BUSY=1-内部在工作，内部在工作，BUSY=0-BUSY=0-正常状态；正常状态；ON/OFF=1-ON/OFF=1-显显示关闭，示关闭，ON/OFF=0-ON/OFF=0-显示打开；显示打开；REST=1-REST=1-复位状态，复位状态，REST=0-REST=0-正常状态。正常状态。在在BUSY BUSY 和和REST REST 状态时，除读状态指令外，其它指令均不对状态时，除读状态
45、指令外，其它指令均不对HD61202 HD61202 及及其兼容控制驱动器产生作用。在对其兼容控制驱动器产生作用。在对HD61202 HD61202 及其兼容控制驱动器操作之及其兼容控制驱动器操作之前要查询前要查询BUSY BUSY 状态，以确定是否可以对状态，以确定是否可以对HD61202HD61202及其兼容控制驱动器进及其兼容控制驱动器进行操作。行操作。读、写数据指令每执行完一次读、写操作，列地址就自动加一。读、写数据指令每执行完一次读、写操作，列地址就自动加一。必须注必须注意的是，进行读操作之前，必须有一次空读操作，紧接着再读才会读出意的是，进行读操作之前，必须有一次空读操作，紧接着再读才会读出所要读的单元中的数据。所要读的单元中的数据。3.3.4 点阵式点阵式LCD接口技术接口技术vMGLS128-64与单片机的接口与单片机的接口电路连接见图电路连接见图3.27确定控制字确定控制字vP2.7,P2.6,P2.5,P2.1,P2.0未用未用vP2.40选左，选左，1选右选右vP2.30写，写，1读读vP2.20指令，指令，1数据数据