1、显示与接口4.1键盘/显示器接口设计4.2打印记录技术4.3首 页本章内容第4章 智能仪器人机交互接口测控系统中常用的显示器件有：发光二测控系统中常用的显示器件有：发光二极管（简称极管（简称LED）和液晶显示器（简称）和液晶显示器（简称LCD），在不带微机的测控系统中，这），在不带微机的测控系统中，这些数字显示器通常与些数字显示器通常与BCD码输出的码输出的A/D转换器连接，而在微机化测控系统中，转换器连接，而在微机化测控系统中，这些数字显示器通常与微机接口连接。这些数字显示器通常与微机接口连接。 LEDLED（发光二极管）显示器件的工作电压低、功耗（发光二极管）显示器件的工作电压低、功耗小、
2、工作温度范围宽（小、工作温度范围宽（30308585）、寿命长、）、寿命长、成本低、机械强度高、亮度中等、易于与成本低、机械强度高、亮度中等、易于与TTLTTL数字数字逻辑电路连接。逻辑电路连接。常分为段码式显示器和点阵式显示器常分为段码式显示器和点阵式显示器 7 7段段LEDLED显示器的段排列结构如图显示器的段排列结构如图a a所示，所示，图图b b、c c给出共阴及共阳极给出共阴及共阳极7 7段段LEDLED显示电显示电路。对于共阴路。对于共阴LEDLED来说，如果当某个字段来说，如果当某个字段的阳极为高电平时，相应字段就点亮。的阳极为高电平时，相应字段就点亮。若阳极为低电平，则该字段不
3、亮。对于若阳极为低电平，则该字段不亮。对于共阳共阳LEDLED则刚好相反。利用则刚好相反。利用7 7段段LEDLED显示器显示器显示数字或字母，需要设计一个字型码显示数字或字母，需要设计一个字型码。结构结构 由由7个个LED构成的构成的“日日”字形字形7段（或段（或8段）显示段）显示器器;由由12个个LED构成的构成的“田田”字形显示器字形显示器;由由16个个LED构成的构成的“米米”字形显示器等。字形显示器等。LED数码字符显示器由数个数码字符显示器由数个LED组成一个阵列组成一个阵列,封封装于一个管壳内。装于一个管壳内。下 页上 页返 回工作原理工作原理 为了适用于不同的驱动方式为了适用于
4、不同的驱动方式,每种结构每种结构形式又有共阳极和共阴极两种产品类型。形式又有共阳极和共阴极两种产品类型。(b) 共阳极共阳极 (a) 共阴极共阴极 (c) 外型及引脚外型及引脚下 页上 页返 回 如下表所示，字型码是单字节结构，对于如下表所示，字型码是单字节结构，对于共阴极共阴极7段段LED显示器而言，数字显示器而言，数字0的字型码为的字型码为3FH，数字，数字1的字型码为的字型码为06H。D7D6D5D4D3D2D1D0DPgfcdcba段码位与显示段码的对应关系LEDLED显示宇符与段码的关系显示宇符与段码的关系字符字符共阴极共阴极段码段码共阳极共阳极段码段码字符字符共阴极共阴极段码段码共
5、阳极共阳极段码段码0 03FH3FHC0HC0HA A77H77H88H88H1 106H06HF9HF9HB B7CH7CH83H83H2 25BH5BHA4HA4HC C39H39HC6HC6H3 34FH4FHB0HB0HD D5EH5EHA1HA1H4 466H66H99H99HE E79H79H86H86H5 56DH6DH92H92HF F71H71H8EH8EH6 67DH7DH82H82HH H76H76H09H09H7 707H07HF8HF8HP P73H73H8CH8CH8 87FH7FH80H80HU U3EH3EHC1HC1H9 96FH6FH90H90H灭灭00H0
6、0HFFHFFH下 页上 页返 回 14段段LED显示器的段排列如显示器的段排列如图所示。经适当的组合，可显示图所示。经适当的组合，可显示数字和数字和26个英文字母的大写与小个英文字母的大写与小写。字形代码需占用双字节，如写。字形代码需占用双字节，如表所示。表所示。14段段LED显示器也分为显示器也分为共阴极与共阳极两种结构。对于共阴极与共阳极两种结构。对于共阴极共阴极14段段LED显示器而言，数显示器而言，数字字8的字形代码为的字形代码为813FH，字符，字符M的字形代码为的字形代码为0A36H。onmlkjihdpfedcba段码式段码式LEDLED显示与接口显示与接口(1)(1)静态显示
7、方式静态显示方式静态显示系统在每一次显示输出后能够保持显示不变静态显示系统在每一次显示输出后能够保持显示不变,仅在待显数码需要改变时仅在待显数码需要改变时,才更新其数字显示器中锁才更新其数字显示器中锁存的内容。存的内容。 显示某一字符时显示某一字符时,相应段的相应段的LED恒定导通或截止恒定导通或截止,使所使所显示字符的字段连续发光。显示字符的字段连续发光。每位数码管都应有各自的驱动器件每位数码管都应有各自的驱动器件,往往选择带锁存往往选择带锁存功能的器件功能的器件,用以锁存各自待显示数码。用以锁存各自待显示数码。功耗大功耗大,当显示的位数较多时当显示的位数较多时,占用的占用的I/O口较口较多
8、多优点优点亮度高亮度高,控制程序简单控制程序简单,显示稳定可靠显示稳定可靠缺点缺点下 页上 页返 回LED静态显示电路原理图静态显示电路原理图下 页上 页返 回(2)(2)动态显示方式动态显示方式所有位的段选线并联起来所有位的段选线并联起来,由一个由一个8位位I/O口控制口控制,而各而各位的共阳极或共阴极分别由相应的位的共阳极或共阴极分别由相应的I/O线控制线控制,形成形成各位的轮流选通各位的轮流选通,即即LED显示器分时轮流工作显示器分时轮流工作,每次只每次只能使一个器件显示能使一个器件显示1ms5ms。由于人的视觉暂留现。由于人的视觉暂留现象和发光二极管的余辉效应象和发光二极管的余辉效应,
9、仍感觉所有的器件都在仍感觉所有的器件都在同时显示同时显示,达到稳定的视觉效果。达到稳定的视觉效果。 在实际应用中常采用定时中断扫描方式,这种方式是每隔一定时间(如1 ms) 让一位数码管显示,假设有8位数码管,显示扫描周期为8ms。程序控制扫描和定时中断扫描。实现方法实现方法下 页上 页返 回LED动态显示电路（1）共阴极接法）共阴极接法（2）P1：段码；：段码； （3） P3.4-P3.7：位码：位码（4）经）经74LS244提供提供LED相应段的驱动电流相应段的驱动电流,送到各个显示器的段码送到各个显示器的段码(5)经经6反向驱动器反向驱动器75LS04,使位码使位码1有效。有效。下 页上
10、 页返 回静态显示（各位同时显示）动态显示（逐位轮流显示）每位LED显示块的段选端分别接一个8位锁存器/驱动器。应并接到同一个8位I/O口或锁存器/驱动器各位LED显示块的位选端应连在一起共阳极时固定接+5V共阴极时固定接地 （2）从要显示数字的BCD码转换成对应的段选码（称为译码）的方式译码方式硬件译码软件译码微机输出显示数字的BCD码通过查表软件得到的段选码显示器段选端接口锁存器/译码器/驱动器锁存器/驱动器(无译码器) 硬件译码接口软件译码接口静态显示段选端接口每位各接一组“锁存器/译码器/驱动器”每位各接一组“锁存器/驱动器”位选端接口共阳极时各位位选端都接+5V，共阴极时各位位选端都
11、接地动态显示段选端接口各位共接一组“锁存器/译码器/驱动器”各位共接一组“锁存器/驱动器”位选端接口每位位选端各接“译码器/驱动器”的一位驱动端4、常用接口器件：、常用接口器件：（1）段选端接口器件）段选端接口器件BCD-7段译码器段译码器MC14558BCD-7段译码段译码/驱动器驱动器MC14547BCD-7段锁存段锁存/译码译码/驱动器驱动器MC14513、MC14495以及以及9368，并行输入并行输入4位位LED静态显示锁存静态显示锁存/译码译码/驱动器接口芯片驱动器接口芯片ICM7212串入并出移位寄存器串入并出移位寄存器74LS164(适用于软件译码适用于软件译码) （2）动态显
12、示位选端接口器件）动态显示位选端接口器件 3-8译码器译码器74LS138(3) 动态显示动态显示(段选位选段选位选)接口器件接口器件串行输入串行输入4位位LED动态显示驱动接口芯片动态显示驱动接口芯片MC14499 8155 发光二极管在适当的驱动电流作用下，才能得发光二极管在适当的驱动电流作用下，才能得到需要的亮度。到需要的亮度。LED是恒压元件，正向电压一般为是恒压元件，正向电压一般为1.22.4V。调整驱动电路即选取限流电阻。调整驱动电路即选取限流电阻R，应使，应使LED的工作电流在的工作电流在1020mA。也可用试验方法，。也可用试验方法，改变限流电阻，得到适合亮度。发光二极管的驱动
13、改变限流电阻，得到适合亮度。发光二极管的驱动方式有两种。静态驱动方法：对要显示段始终通以方式有两种。静态驱动方法：对要显示段始终通以额定电流。动态驱动方法：对要显示段通以矩形脉额定电流。动态驱动方法：对要显示段通以矩形脉冲电流。为保证足够的显示亮度，应施加脉冲电流冲电流。为保证足够的显示亮度，应施加脉冲电流幅度为额定电流的数倍。为实现这种显示方式，各幅度为额定电流的数倍。为实现这种显示方式，各位位LED数码管的段选端应并接在一起，由同一个数码管的段选端应并接在一起，由同一个8位位I/O口或锁存器口或锁存器/驱动器控制，而各位数码管的位驱动器控制，而各位数码管的位选端分别由相应的选端分别由相应的
14、I/O口线或锁存器控制。口线或锁存器控制。 后面是用硬件译码电路构成的静态显示电路，此处采后面是用硬件译码电路构成的静态显示电路，此处采用了用了MC14495和和74LS138进行译码驱动。进行译码驱动。MC14495内带内带4位输入锁存器、译码器和驱动器，但一个位输入锁存器、译码器和驱动器，但一个MC14495只能与只能与一位显示块接口，所以需要采用一位显示块接口，所以需要采用8个个MC14495和和LED显示显示块才能构成的块才能构成的8位位LED静态显示器电路。静态显示器电路。MC14495的的BCD码输入端挂接在数据总线上，每两片一组，每组形成一个码输入端挂接在数据总线上，每两片一组，
15、每组形成一个数据字节单元，各字节单元由数据字节单元，各字节单元由38译码器输出的译码信号译码器输出的译码信号进行寻址。译码器的输出受进行寻址。译码器的输出受WR控制，只有向这些字节单控制，只有向这些字节单元中写数据时，译码器才译出地址选通信号，将数据总线元中写数据时，译码器才译出地址选通信号，将数据总线上的两位上的两位BCD码打入到相应的码打入到相应的MC14495芯片锁存器中，芯片锁存器中，从而使两位从而使两位LED同时产生相应的显示。这种方法结构简单，同时产生相应的显示。这种方法结构简单，编程容易。编程容易。 由由MC14495构成的构成的8位静态位静态LED显示器显示器 利用软件译码构成
16、的静态显示电路，如利用软件译码构成的静态显示电路，如后图所示，后图所示，8031的串行口工作方式的串行口工作方式0时，为时，为移位寄存器方式。图中利用移位寄存器方式。图中利用6片串入并出的片串入并出的移位寄存器移位寄存器74LS164作为作为6位静态显示器的位静态显示器的显示输出口，欲显示的显示输出口，欲显示的8位段码即字型码通位段码即字型码通过软件译码产生，并由过软件译码产生，并由RXD串行送出去，串行送出去，这样，主程序可不必扫描显示器，从而这样，主程序可不必扫描显示器，从而CPU能用于其它工作。能用于其它工作。 图图3-3-4 软件译码静态显示器接口实例软件译码静态显示器接口实例 STA
17、RT: SETB P1.7 ; 开放显示器传送控制开放显示器传送控制 MOV R1,#06H MOV R0,#00H ;字型码首地址偏移量字型码首地址偏移量 MOV DPTR,#TABLOOP: MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR ;取出字型码取出字型码 MOV SBUF,A ;发送发送WAIT: JNB TI,WAIT ;等待一帧发送完毕等待一帧发送完毕 CLR TI INC R0 ;指向下一个字型码指向下一个字型码 DJNZ R1,LOOP CLR P1.7 ;关闭显示器传送控制关闭显示器传送控制TAB: DB 06H,4FH,3FH,7FH,40H,73H显示“P-8031”
18、由由MC14558构成的构成的8位动态位动态LED显示器显示器 用用MC14499构成的构成的4位动态位动态LED显示器显示器 用用8155实现实现8位动态位动态LED显示器显示器 2.点阵式LED显示原理与接口（1）列扫描信号依次为“0”,按列号相应送出行信号(字型码)。（2）延时一段时间后,送出第2列对应的字型码。（3）依次选中点阵显示器的所有列，从而显示出完整字符。点阵式LED显示驱动接口电路下 页上 页返 回字母A的点阵数据 当需要显示的字符较多时,可以利用字符ROM来存放所有被显示字符的字型码。若要提高点阵式LED的显示分辨率,可以采用79、1616等更大的点阵结构。 字符A的点阵图
19、下 页上 页返 回 液晶显示器（Liquid Crystal Display,LCD)是一种用液晶材料制成的显示器件。液晶显示器具有体积小、重量轻、低功耗（每平方厘米几微瓦到几十微瓦）、字迹清晰、寿命长、光照越强对比度越大等突出特点，已被广泛地应用于各种仪器仪表、低功耗系统、终端显示等方面，尤其是在便携式仪器设备中更显示出其独特的特点。 液晶显示器主要有笔段式、字符点阵式和图形点阵式3种形式。笔段式主要用来显示数字、西文字母或某些字符，字符点阵式主要用来显示字符、数字和符号等，图形点阵式可以显示图形和汉字等复杂信息。1、LCD显示器的结构和工作原理 LCD是一种借助外界光线照射液晶材料而实现显
20、示的被动显示器材，它利用液晶分子排列结构的可及化性和旋光特性进行工作，其结构如图(a) 结构图 （b)笔段式LCD正面电极及背面电极 液晶显示器结构图2、笔段式LCD显示器 （1） LCD显示器对驱动电路的要求 LCD驱动电路 LCD驱动电路工作电压波形 七段LCD数码显示器 显示频率信号一方面直接加到显示频率信号一方面直接加到LCD公共电极公共电极B上，另一上，另一方面还通过异或门间接加到方面还通过异或门间接加到LCD显示段电极显示段电极S上。此时，上。此时，只需控制异或门输入控制端只需控制异或门输入控制端A的电平，就能控制的电平，就能控制LCD显示显示器的亮度。当器的亮度。当A端为端为“0
21、”电平时，电平时，S端与端与B端同相位，这时端同相位，这时LCD显示器两端的相对电位差为零，显示器两端的相对电位差为零，LCD显示器熄灭；当显示器熄灭；当A端为端为“1”电平时，电平时，S端与端与B端反相位，这时端反相位，这时LCD显示器两显示器两端的相对电位差如果大于端的相对电位差如果大于LCD显示器的阈值电压，显示器的阈值电压，LCD显显示器发光。示器发光。 图4.26 MC14543的引脚（2） 笔段式 LCD显示器的接口 下面介绍可用于LCD交流静态驱动显示的CMOS芯片MC14543。MC14543是BCD所存、7段译码驱动芯片，可用作为显示器接口，其功能是把要显示的4位二进制数码转
22、换为7段码。AD: 数据输入引脚，BCD码，D为最高位。af: 8位字段码输出端PH: 驱动方式控制端。为高电平时，用 于共阳极LED；低电平时，用于共阴极LED;输入方波信号时，用于驱动LCDLD: 片内锁存器控制端。为低电平时，输入数据被锁存。BI: 消隐控制端。为高电平时，PH端ag端的信号相位相同，不显示字符。4位LCD静态显示电路接口电路接口电路: 4N074位位LCD显示器显示器 MC14543LCD的锁存的锁存/译码译码/驱动器驱动器 P3.7提供方波信号给提供方波信号给驱动器和显示器的公共电极驱动器和显示器的公共电极动态动态LCD驱动接口驱动接口 LCD与LED的比较 LCD与
23、LED的相同点都是笔段显示，都需要译码（硬件译码或软件译码）。 LCD与LED的不同点： LED显示器LCD显示器显示机理发光二极管导通发光液晶的电光效应笔段显示条件笔段电极与公共电极之间加直流电压笔段电极与公共电极之间加方波电压公共电极接高电平或低电平接方波电压驱动接口电路不要方波信号（如ICM7212）需要方波信号(如ICM7211)3. 点阵式LCD显示器的接口 图形点阵式液晶显示模块具有尺寸小、功耗小、可靠性高、成本低等优点，可显示各种图像与文本信息，因此，在电子仪器中得到广泛的应用。 与笔段式LCD的接口不同的是，点阵式LCD的接口往往采用专用的接口控制芯片来完成。现在市场上的点阵式
24、LCD产品往往把LCD点阵、控制芯片和接口电路都集成在一起，方便用户使用。不同厂家生产的点阵LCD接口不完全相同，但原理相近。 本节以LCD1602液晶显示模块为例介绍点阵式LCD的接口方法。字符型字符型LCD是由若干个是由若干个57或或511等点阵符位等点阵符位组成。每一个点阵字符位都可以显示一个字符。组成。每一个点阵字符位都可以显示一个字符。点阵字符位之间有一空点距的间隔起到了字符间点阵字符位之间有一空点距的间隔起到了字符间距和行距的作用。目前市面上常用的有距和行距的作用。目前市面上常用的有16字字1行，行，16字字2行行（简称简称1602），），20字字2行和行和40字字2行等的字符模块
25、组，其中行等的字符模块组，其中1602液晶显示屏液晶显示屏应用比较广泛。应用比较广泛。 引脚符号功能说明1VSS一般接地2VDD接电源（+5V）3V0液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度）。4RSRS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。5R/WR/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。6EE(或EN)端为使能(enable)端，下降沿使能。1、1602引脚引脚符号功能说明7DB0低4位三态、 双向数据总线 0位（最低位）8DB1低4位三态、 双向
26、数据总线 1位9DB2低4位三态、 双向数据总线 2位10DB3低4位三态、 双向数据总线 3位11DB4高4位三态、 双向数据总线 4位12DB5高4位三态、 双向数据总线 5位13DB6高4位三态、 双向数据总线 6位14DB7高4位三态、 双向数据总线 7位（最高位）（也是busy flag）15BLA背光电源正极16BLK背光 电源负极注意：每次对控制器读写操作之前，都要进行读写检测（忙闲），确保STA7=0控制器内部带有808（80字节）位的数据缓冲区，如下图所示：控制器内部设有一个数据指针，可以通过设置数据指针访问片内80个字节的数据。（1）显示模式设置：（2）显示开/关及光标模式
27、设置：（3）其它设置）其它设置5、基本操作时序、基本操作时序（1）读状态）读状态输入：输入：RS=L;RW=H;E=H输出：输出：D0D7=状态字状态字（2）写指令：）写指令：输入：输入：RS=L;RW=L; D0D7=指令码指令码;E=高脉冲高脉冲输出：无输出：无（3）读数据）读数据输入：输入：RS=H;RW=H;E=H输出：输出：D0D7=数据数据（4）写数据）写数据输入：输入：RS=H;RW=L; D0D7=数据数据;E=高脉冲高脉冲输出：无输出：无（1）读状态输入：RS=L;RW=H;E=H输出：D0D7=状态字n uchar Busy_Check( )n nuchar lcd_sta
28、tus;nRS=0; RW=1;E=1;nDelay_Ms(1);nlcd_status=P0;nE=0;nreturn lcd_status;n （2）写指令：输入：RS=L;RW=L; D0D7=指令码;E=高脉冲输出：无n void Write_LCD_Command(uchar cmd)n n while(Busy_Check()&0 x80)=0 x80); /busy! wait!nRS=0; RW=0;E=0;nP0=cmd;nE=1;nDelay_Ms(1);nE=0;n n void Write_LCD_Data(uchar dat)n n while(Busy_Check(
29、)&0 x80)=0 x80); /busy! wait!nRS=1;RW=0; E=0;nP0=dat;nE=1;nDelay_Ms(1);nE=0;n （4）写数据输入：RS=H;RW=L; D0D7=数据;E=高脉冲输出：无6、 LCD 1602初始化过程初始化过程（1 1）延时）延时15ms15ms；（2 2）写指令）写指令38H38H（不检测忙信号）；（不检测忙信号）；（3 3）延时）延时5ms5ms；（4 4）写指令）写指令38H38H（不检测忙信号）；（不检测忙信号）；（5 5）延时）延时5ms5ms；（6 6）写指令）写指令38H38H（不检测忙信号）；（不检测忙信号）；（7
30、7）以后每次写指令、读写数据操作之前均需检测忙信号；）以后每次写指令、读写数据操作之前均需检测忙信号；（8 8）写指令）写指令38H38H：显示模式设置；：显示模式设置；（9 9）写指令）写指令08H08H：显示关闭；：显示关闭；（1010）写指令）写指令01H01H：显示清屏；：显示清屏；（1111）写指令）写指令06H06H：显示光标移动设置；：显示光标移动设置；（1212）写指令）写指令0CH0CH：显示开及光标设置；：显示开及光标设置；void Initialize_LCD( )Write_LCD_Command(0 x38);Delay_Ms(1);Write_LCD_Command
31、(0 x01);Delay_Ms(1);Write_LCD_Command(0 x06);Delay_Ms(1);Write_LCD_Command(0 x0c);Delay_Ms(1); void Display_String(uchar x,uchar y,uchar *str)uchar i=0;/setting display char startif(y=0)Write_LCD_Command(0 x80|x);if(y=1)Write_LCD_Command(0 xc0|x);for(i=0;i16;i+)Write_LCD_Data(stri); 一、触摸屏的类型一、触摸屏的类型
32、 1.按触摸屏的结构进行分类按触摸屏的结构进行分类 嵌入式嵌入式(内置式内置式)结构结构 外挂式外挂式 2.按触摸屏的检测手段进行分类按触摸屏的检测手段进行分类 红外式红外式 电阻式电阻式 电容式电容式 表面声波式表面声波式电阻触摸屏的主要部分是一块多层的复合电阻薄膜电阻触摸屏的主要部分是一块多层的复合电阻薄膜.它最大的特点是不怕油污，灰尘，水。电阻触摸屏它最大的特点是不怕油污，灰尘，水。电阻触摸屏共同的缺点是因为复合薄膜的外层采用塑胶材料共同的缺点是因为复合薄膜的外层采用塑胶材料, ,不知道的人太用力或使用锐器触摸可能划伤整个不知道的人太用力或使用锐器触摸可能划伤整个 触摸屏而导致报废。常用
33、在触摸屏而导致报废。常用在PDAPDA等手持设备或其它等手持设备或其它. . 红外触摸屏以光束阻断技术为基本原理，不需要在原来的显示器表面覆盖任何材料.其主要优点是价格低廉、安装方便、可以用在各档次的计算机上。缺点:发光二极管寿命比较短，影响了整个触摸屏的寿命;红外线触摸屏由于依靠感应红外线运作，外界光线变化会影响其准确性,且红外线触摸屏不防水不防污物，甚至非常细小的外来物体也会导致误差，影响性能。近来红外触摸技术有较大突破.主要应用在较大尺寸上. 电容屏在原理上把人体当作一个电容器元件的一个电极使用，是利用人体的电流感应进行工作的. 电容式触摸屏是众多触摸屏中最可靠、最精确的一种,但价钱也是
34、众多触摸屏中最昂贵的一种。缺点是反光严重,最大缺点是漂移. 表面声波触摸屏是众多触摸屏中较可靠、较精确的一种且其价格比适中，是现时触摸屏市场很畅销的产品。它具有低辐射、不耀眼、不怕震、抗干扰强等特点；抗刮伤性良好，不受温度、湿度等环境因素影响，寿命长透光率高，能保持清晰透亮的图像质量；没有漂移，只需安装时一次校正；有第三轴（即压力轴）响应。 灰尘、油污等对其表面影响较大。 性能类别红外四线电阻电容表面声波五线电阻价格低低高高较高清晰度 字符图象模糊字符图象模糊很好较好透光率100%90%90%98%95%色彩失真 有有 分辨率1000*7204096*40964096*40964096*409
35、64096*4096防刮擦 主要缺陷一般，怕硬物敲击非常好且不怕硬物一般，怕锐器野蛮使用外框易碎差一般不怕好但锐器反应速度50-300ms10-20ms15-24ms10ms10ms材料塑料框架或透光外壳多层玻璃或塑料复合膜四层复合膜纯玻璃多层玻璃或塑料复合膜多点触摸左上角中心点中心点智能判断中心点下 页上 页返 回四、触摸屏的控制1. ADS7843的基本特性 ADS7843引脚配置ADS7843是TI公司生产的4线电阻触摸屏转换接口芯片。具有内置12位模数转换、低导通电阻模拟开关的串行接口等特点,具有SPI接口。下 页上 页返 回2. ADS7843参考电压模式选择 单端输入模式差动输入模
36、式下 页上 页返 回3. ADS7843控制字 DFRSER/Bit7(MSB)Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0SA2A1A0MODEPD1PD0S：数据传输起始标志位，该位必为“1”。A2A0：通道选择，当A2A0为001时，选择Y坐标输入；A2A0为101时选择X坐标输入；A2A0为010或110时，选择IN3或IN4两个附属A/D通道。MODE：选择A/D转换的精度， MODE 为“1”时选择8位，为“0”选择12位。SER/DEF：选择参考电压的输入模式。 为“1”时 选择参考单端输入模式；为“0”时选择差动输入模式。PD1、PD0选择省电模式：PD1、PD0
37、选择“00”时为允许省电模式，在两次A/D转换之间掉电，且中断允许；选择“01”时，为允许省电模式，但不允许中断；选择“10”时为保留模式；选择“11”时为禁止省电模式。 下 页上 页返 回4. ADS7843控制时序 下 页上 页返 回5. ADS7843与单片机的接口设计键盘的种类：键盘上闭合键的识别是由专用 硬件实现的，称为编码键盘，靠软件实现的称为非编码键盘。键盘的接口必须解决下列的一些问题：（1）决定是否有键按下；（2）如有键按下，决定是哪一个键被按下；（3）确定被按键的读数；（4）反弹跳按键抖动的消除。（5）处理同时按键既同时有一个以上的按键。2、键盘的类型编码键盘非编码键盘键盘扫
38、描硬件实现软件实现键盘扫描硬件电路带有不带 独立式键盘行列式键盘每个按键的测试端各接一根输入口线接一根行线（或列线）输入线每个按键的接零端均接地接一根列线（或行线）输出线按键个数每个按键占用一根输入口线m根行线和n根列线就可组成mn个按键的键盘适用场合按键较少或操作速度较高场合按键数量较多的场合键盘采用的接口（1）8031的P1口。（2）8255、8155扩展I/O口。（3）三态缓冲器扩展I/O口。（1）8031的P1口。（2）8255、8155扩展I/O口。（3）串行I/O扩展口。（4）专用芯片8279非编码键盘的工作方式非编码键盘工作方式查询方式定时方式中断方式键盘扫描CPU要不间断地对键
39、盘进行扫描工作，直到有键按下为止，其间CPU不能干任何其它工作。利用定时器产生定时中断，CPU响应中断后对键盘进行扫描， 当有键按下时，向CPU发出中断申请，CPU响应中断后对键盘进行扫描各条键的输入线仅与CPU的输入口相连不同CPU的中断口相接与CPU的输入口相连且同CPU的中断口相接 系统首先判断有无按键按下，系统首先判断有无按键按下，有键按下，则延时有键按下，则延时10ms消除抖消除抖动，再查询按键状态并执行相动，再查询按键状态并执行相应的操作，然后等待按键释放应的操作，然后等待按键释放。程序扫描方式程序扫描方式下 页上 页返 回 利用定时器产生定时利用定时器产生定时（10ms）中断，）
40、中断，CPU响响应中断对键盘进行扫描，应中断对键盘进行扫描，并在有键闭合时转入该键并在有键闭合时转入该键的功能处理程序。的功能处理程序。 定时扫描方式定时扫描方式下 页上 页返 回 前两种方式下，前两种方式下，CPU可能空扫描或不能及时响可能空扫描或不能及时响应键输入。应键输入。 中断扫描方式中断扫描方式 有键按下时，产生中断有键按下时，产生中断信号给信号给CPU，CPU响应中断，响应中断，执行中断扫描并进行按键处执行中断扫描并进行按键处理。理。下 页上 页返 回中断方式矩阵键盘接口中断方式矩阵键盘接口(2)键输入中存在的问题及解决办法（1）键抖动 解决办法：硬件方法采用RS触发器图232(b
41、) 软件方法软件延时。（2）重键（两个或多个键同时按下） 处理办法：当只有一个键按下时才读取键盘的输出，并且认为最后仍被按下的键是有效的正确按键。R-S触发器独立连接式非编码键盘CPU接口+V10k*4结构特点结构特点 排列成排列成4 4* *4 4矩阵式结构矩阵式结构 每条列线接上拉电阻每条列线接上拉电阻 无键按下时，行线与列线无键按下时，行线与列线不相连不相连 当某个键按下时，该按键当某个键按下时，该按键所在的行、列相连所在的行、列相连1. 独立式键盘接口电路独立式键盘接口电路查询方式程序清单见教材P84矩阵式键盘接口电路矩阵式键盘接口电路识别按键的方法行扫描法行扫描法线反转法线反转法行线
42、x2x1x0y0y1y2y3列线0489512376AB10K*4+5V行 码 列 码0键：1 1 0 1 1 1 0 1键：1 1 0 1 1 0 1 2键：1 1 0 1 0 1 1 3键：1 1 0 0 1 1 1 4键：1 0 1 1 1 1 0 5键：1 0 1 1 1 0 1 A键：0 1 1 1 0 1 1 扫描法扫描法4 4* *8 8矩阵键盘接口电路矩阵键盘接口电路下 页上 页返 回扫描法处理步骤扫描法处理步骤识键识键 消抖消抖 从从PC口依次使键盘的一根行线为口依次使键盘的一根行线为0（该行线（该行线所在行即为行号），输出不同的扫描字，然后所在行即为行号），输出不同的扫描字
43、，然后读取读取PA值，若值，若PA口全为口全为1，则无键闭合，否则，则无键闭合，否则，为为0的口线，其所在的列线，即为列号。的口线，其所在的列线，即为列号。译键译键 PC输出输出00H，读，读PA状态。若状态。若PA口全为口全为1，则无键闭合；若有口线为则无键闭合；若有口线为0，则有键闭合。，则有键闭合。 有键闭合时，软件延时有键闭合时，软件延时1020ms，重新识键，重新识键，有键闭合时，执行下一步，否则退出。有键闭合时，执行下一步，否则退出。下 页上 页返 回等待释放等待释放为了保证键闭合一次，为了保证键闭合一次，CPU仅做一次处理，在程序中需要等到仅做一次处理，在程序中需要等到待闭合键释
44、放后再执行相应的键处理程序。待闭合键释放后再执行相应的键处理程序。8155扩展I/O口组成的行列式键盘 8155扩展I/O口组成的行列式键盘 特点： 8条键扫描输出列线接到PA口，4条键输入行线接PC口。（2）键盘扫描子程序的功能：判断键盘上有无键按下PA口输出全扫描字00H，读PC口状态：若PC0PC3为全“1”则键盘无键按下，若不全为“1”则有键按下。去键的机械抖动影响在判断有键按下后，软件延时一段时间(510ms)后再判断键盘状态，如果仍为有键按下状态，则认为有一个稳定的键按下，否则按键抖动处理。判别闭合键的键号对键盘的列线进行扫描，即逐列置“0”电平。PA口依次输出列扫描字：FEH、F
45、DH、FBH7FH。每输出一个扫描字，紧接着读PC口状态：若PC0PC3为全“1”，则列线输出为“0”的这一列上没有键闭合，否则这一列上有键闭合。确定闭合键的键号等于为低电平的列号加上为低电平的行的首键号。CPU对键的一次闭合仅作一次处理，采用的方法为等待键释放以后再将键号送入累加器A中。（3）键盘扫描子程序清单并并 行行 接接 口口11010000+5V+5V并并 行行 接接 口口11011011+5V+5V向所有行线输出低电平向所有行线输出低电平 行设为输出，且输出低电平行设为输出，且输出低电平; ;列设为输入，读入列线状列设为输入，读入列线状态。态。列设为输出，列设为输出，且输出低电平且
46、输出低电平; ;行设为输入。读入行线状行设为输入。读入行线状态。态。 根据两次读数，合成一个代码，即特征码（特征码中隐根据两次读数，合成一个代码，即特征码（特征码中隐含着按键的位置），建立键码与特征码关系。含着按键的位置），建立键码与特征码关系。 识键识键译键译键输入各列线状态输入各列线状态列线状态全为高电平列线状态全为高电平,则无键按下；则无键按下； 列线状态中有低电平列线状态中有低电平,则有键按下。则有键按下。下 页上 页返 回矩阵式非编码键盘按键的识别方法扫描法图3-3-9(a)反转法图3-3-9(b)每条作为键输入线的行线(或列线)通过一个上拉电阻接到+5V上，并与该行(或列)各按键的
47、测试端相连行线和列线都要通过上拉电阻接+5V每条作为键扫描输出的列线(或行线)都不接上拉电阻和+5V，只与该列(或行)各键的接零端相连。第一步让所有键扫描输出列线(或行线)均置0电平，检查各键输入线电平是否有变化。将行线编程为输入线、列线编程为输出线，并使输出线输出全“0”，则行线中电平由高变到低所在行为按键所在行。第二步键扫描输出线逐线置“0”电平，其余各输出线均置高电平，检查各条键输入线电平的变化，如果某输入线由高电平变为零电平，则可确定此输入线与此输出线交叉点处的按键被按下。同第一步完全相反，将行线编程为输出线，列线编程为输入线，并使输出线输出全“0”，则列线中电平由高到低所在列为按键所
48、在列。确定按键所处的行列值需多部操作只需两步操作8155扩展键盘显示器接口电路扩展键盘显示器接口电路 编码键盘的基本任务是识别按键，提供编码键盘的基本任务是识别按键，提供按键读数，一个高质量的编码键盘还应具有按键读数，一个高质量的编码键盘还应具有反弹跳、处理同时按键等功能。反弹跳、处理同时按键等功能。 静态编码器静态编码器普通编码器如普通编码器如74148。 可编程键盘可编程键盘/显示接口显示接口 如如8279。A0A1A2键键01234567000011 11001100110101010111101234567101112131234897674148EIA0A1A2A2A1A0用8279
49、芯片可方便的构造编码式键盘系统，它具有结构简单、功能强、节省时间与节省存储单元等特点。 （1 1）82798279的功能的功能能同时进行键盘与显示器操作；能同时进行键盘与显示器操作； 扫描式键盘与显示器工作方式；扫描式键盘与显示器工作方式； 自动消除键抖动；自动消除键抖动； 具有双键互锁及具有双键互锁及N N键有效功能；键有效功能； 键盘可扩充为键盘可扩充为128128个按键；个按键； 显示器位数最多可为显示器位数最多可为1616位；位； 具有左端输入或右端输入的显示格式。具有左端输入或右端输入的显示格式。 8279逻辑图 （2 2）82798279的引脚功能如下的引脚功能如下 D0D0D7D
50、7：双向数据线，用于传输双向数据线，用于传输CPUCPU和和82798279间的数据及命间的数据及命令。令。CLKCLK：时钟信号。为时钟信号。为82798279提供内部时钟。提供内部时钟。RESETRESET：复位信号，高电平有效。复位信号，高电平有效。 ：片选信号，低电平时允许片选信号，低电平时允许CPUCPU对其读写。对其读写。 ：读、写信号，低电平有效。读、写信号，低电平有效。IRQIRQ：中断请求信号，高电平有效。在键盘方式下，当中断请求信号，高电平有效。在键盘方式下，当FIFO/FIFO/传感器传感器RAMRAM中有数据时，中有数据时，IRQ=1IRQ=1。CPUCPU每次从每次从
