1、第5章单片机的开关检测、键盘输入 与显示的接口设计 单片机原理及接口技术（C51编程）（第2版）目 录CONTENTS5.1 单片机控制发光二极管显示5.2 开关状态检测5.3 单片机控制LED数码管的显示5.4 单片机控制LED点阵显示器显示5.5 单片机控制液晶显示模块1602 LCD的显示5.6 键盘接口设计5.1 单片机控制发光二极管显示发光二极管常用来指示系统工作状态，制作节日彩灯、广告牌匾等。大部分发光二极管工作电流15mA之间，其内阻为20100。电流越大，亮度也越高。为保证发光二极管正常工作，同时减少功耗，限流电阻选择十分重要，若供电电压为+5V，则限流电阻可选13k。5.1.
2、1 单片机与发光二极管的连接第2章已介绍，P0口作通用I/O用，由于漏极开路，需外接上拉电阻。而P1P3口内部有30k左右上拉电阻。下面讨论P1P3口如何与LED发光二极管驱动连接问题。单片机并行端口P1P3直接驱动发光二极管，电路见图5-1。与P1、P2、P3口相比，P0口每位可驱动8个LSTTL输入，而P1P3口每一位驱动能力，只有P0口一半。5.1.1 单片机与发光二极管的连接图5-1 发光二极管与单片机并行口的连接5.1.1 单片机与发光二极管的连接 当P0口某位为高电平时，可提供400A的拉电流；当P0口某位为低电平（0.45V）时，可提供3.2mA的灌电流，而P1P3口内有30k左
3、右上拉电阻，如高电平输出，则从P1、P2和P3口输出的拉电流Id仅几百A，驱动能力较弱，亮度较差，见图5-1（a）。如端口引脚为低电平，能使灌电流Id从单片机外部流入内部，则将大大增加流过的灌电流值，见图5-1（b）。AT89S51任一端口要想获得较大的驱动能力，要用低电平输出。如一定要高电平驱动，可在单片机与发光二极管间加驱动电路，如74LS04、74LS244等。5.1.2 I/O端口的编程举例对I/O端口编程控制时，要对I/O端口特殊功能寄存器声明，在C51的编译器中，这项声明包含在头文件reg51.h中，编程时，可通过预处理命令#include，把这个头文件包含进去。下面通过案例介绍如
4、何编程对发光二极管输出控制。5.1.2 I/O端口的编程举例【例5-1】制作流水灯，原理电路见图5-2，8个发光二极管LED0LED7经限流电阻分别接至P1口的P1.0P1.7引脚上，阳极共同接高电平。编写程序来控制发光二极管由上至下的反复循环流水点亮，每次点亮一个发光二极管。5.1.2 I/O端口的编程举例图5-2 单片机控制的流水灯5.1.2 I/O端口的编程举例参考程序：#include#include /包含移位函数_crol_()的头文件#define uchar unsigned char#define uint unsigned int void delay(uint i)/延时
5、函数uchar t;while(i-)for(t=0;t120;t+);5.1.2 I/O端口的编程举例void main()/主程序 P1=0 xfe;/向P1口送出点亮数据 while(1)delay(500);/500为延时参数，可根据实际需/要调整 P1=_crol_(P1,1);/函数_crol_(P1,1)把P1中的数据/循环左移1位 5.1.2 I/O端口的编程举例（1）while(1)两种用法：“while(1);”：while(1)后有分号，是使程序停留在这指令上；“while(1);”：反复循环执行大括号内程序段，本例用法，即控制流水灯反复循环显示。5.1.2 I/O端口的
6、编程举例（2）C51函数库中的循环移位函数：循环移位函数包括：循环左移函数“_crol_”。循环右移函数“_cror_”。本例用循环左移“_crol_(P1,1)”，函数。括号第1个参数为循环左移对象，即对P1中的内容循环左移；第2个参数为左移位数，即左移1位。编程中一定要把含有移位函数的头文件intrins.h包含在内，例如第2行“#include”。5.1.2 I/O端口的编程举例在【例5-1】基础上，编写控制发光二极管反复循环点亮的流水灯。【例5-2】电路见图5-2，制作由上至下再由下至上反复循环点亮显示的流水灯，3种方法实现。数组的字节操作实现 建立1个字符型数组，将控制8个LED显示
7、的8位数据作为数组元素，依次送P1口。参考程序：01OPTION5.1.2 I/O端口的编程举例#include#define uchar unsigned charuchar tab=0 xfe,0 xfd,0 xfb,0 xf7,0 xef,0 xdf,0 xbf,0 x7f,0 x7f,0 xbf,0 xdf,0 xef,0 xf7,0 xfb,0 xfd,0 xfe;/*前8个数据为左移点亮 数据，后8个为右移点亮数据*/void delay()uchar i,j;for(i=0;i255;i+)for(j=0;j255;j+);5.1.2 I/O端口的编程举例void main()/
8、主函数uchar i;while(1)for(i=0;i”、“”，把送P1口显示控制数据进行移位，从而实现发光二极管依次点亮。参考程序：02OPTION#include#define uchar unsigned char void delay()uchar i,j;for(i=0;i255;i+)for(j=0;j255;j+);5.1.2 I/O端口的编程举例void main()/主函数 uchar i,temp;while(1)temp=0 x01;/左移初值赋给temp for(i=0;i8;i+)P1=temp;/temp中的数据取反后送P1口 delay();/延时 temp=t
9、emp1;/temp 中数据左移一位 5.1.2 I/O端口的编程举例 temp=0 x80;/赋右移初值给temp for(i=0;i1;/temp 中数据右移一位 5.1.2 I/O端口的编程举例程序说明：注意使用移位运算符“”、“”与使用循环左移函数“_crol_”和循环右移函数“_cror_”区别。左移移位运算“”是将低位丢弃，高位补0。而循环左移函数“_crol_”是将移出的高位再补到低位，即循环移位；同理循环右移函数“_cror_”是将移出的低位再补到高位。5.1.2 I/O端口的编程举例用循环左、右移位函数实现使用C51提供的库函数，即循环左移n位函数和循环右移n位函数，控制发光
10、二极管点亮。参考程序：03OPTION#include#include /包含循环左、右移位函数的头文件#define uchar unsigned charvoid delay()uchar i,j;for(i=0;i255;i+)for(j=0;j255;j+);5.1.2 I/O端口的编程举例void main()/主函数uchar i,temp;while(1)temp=0 xfe;/初值为11111110 for(i=0;i7;i+)P1=temp;/temp中的点亮数据送P1/口，控制点亮显示 delay();/延时 temp=_crol_(temp,1);/temp 数据循环左移
11、1位 5.1.2 I/O端口的编程举例for(i=0;i7;i+)P1=temp;/temp中的数据送P1口输出 delay();/延时 temp=_cror_(temp,1);/temp中数据循环右移1位 目 录CONTENTS5.1 单片机控制发光二极管显示5.2 开关状态检测5.3 单片机控制LED数码管的显示5.4 单片机控制LED点阵显示器显示5.5 单片机控制液晶显示模块1602 LCD的显示5.6 键盘接口设计5.2.1 开关检测案例1用I/O端口来进行开关状态检测，开关一端接到I/O端口引脚上，并通过上拉电阻接+5V上，开关另一端接地，当开关打开时，I/O引脚为高电平，当开关闭
12、合时，I/O引脚为低电平。【例5-3】如图5-3，单片机的P1.4P1.7接4个开关S0S3，P1.0P1.3接4个发光二极管LED0LED3。编程将P1.4P1.7上的4个开关状态反映在P1.0P1.3引脚控制的4个发光二极管上，开关闭合，对应发光二极管点亮。例如P1.4引脚上开关S0状态，由P1.0脚上LED0显示，P1.6引脚上开关S2状态，由P1.2脚的LED2显示。5.2.1 开关检测案例1图5-3 开关、LED发光二极管与P1口的连接5.2.1 开关检测案例1参考程序如下：#include#define uchar unsigned charvoid delay()/延时函数uch
13、ar i,j;for(i=0;i255;i+)for(j=0;j4;/temp内容右移4位，P1口高4位移至低4位 P1=temp;/temp中的数据送P1口输出 delay();5.2.2 开关检测案例2【例5-4】如图5-4，P1.0和P1.1引脚接有两只开关S0和S1，两引脚上的高低电平共4种组合，4种组合分别点亮P2.0P2.3引脚控制的4只LED，即S0、S1均闭合，LED0亮，其余灭；S1闭合、S0打开，LED1亮，其余灭；S0闭合、S1打开，LED2亮，其余灭；S0、S1均打开，LED3亮，其余灭。编程实现此功能。5.2.2 开关检测案例2图5-4 开关检测指示器2接口电路与仿真
14、 5.2.2 开关检测案例2 参考程序：#include/包含头文件reg51.h void main()/主函数main()char state;do P1=0 xff;/P1口为输入 state=P1;/读入P1口的状态，送入state state=state&0 x03;/屏蔽P1口的高6位 5.2.2 开关检测案例2switch(state)/判P1口低2位开关状态case 0:P2=0 x01;break;/P1.1、P1.0=00，点亮P2.0脚LED case 1:P2=0 x02;break;/P1.1、P1.0=01，点亮P2.1脚LED case 2:P2=0 x04;br
15、eak;/P1.1、P1.0=10，点亮P2.2脚LED case 3:P2=0 x08;break;/P1.1、P1.0=11，点亮P2.3脚LED while(1);程序段中用到循环结构控制语句do-while以及switch-case语句。目 录CONTENTS5.1 单片机控制发光二极管显示5.2 开关状态检测5.3 单片机控制LED数码管的显示5.4 单片机控制LED点阵显示器显示5.5 单片机控制液晶显示模块1602 LCD的显示5.6 键盘接口设计5.3.1 LED数码管显示原理LED数码管：“8”字型，7段（不包括小数点）或8段（包括小数点），每段对应一个发光二极管，共阳极和共
16、阴极两种，见图5-5。共阳极数码管的阳极连接在一起，接+5V；共阴极数码管阴极连在一起接地。对于共阴极数码管，当某发光二极管阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应段被显示。同样，共阳极数码管阳极连在一起，公共阳极接+5V，当某个发光二极管阴极接低电平时，该发光二极管被点亮，相应段被显示。5.3.1 LED数码管显示原理图5-5 8段LED数码管结构及外形5.3.1 LED数码管显示原理为使LED数码管显示不同字符，要把某些段点亮，就要为数码管各段提供一字节的二进制码，即字型码（也称段码）。习惯上以“a”段对应字型码字节的最低位。各字符段码见表5-1。5.3.1 LED数码管显示原理如要在数码管显
17、示某字符，只需将该字符字型码加到各段上即可。例如某存储单元中的数为“02H”，想在共阳极数码管上显示“2”，需要把“2”的字型码“A4H”加到数码管各段。将欲显示字符的字型码作成一个表（数组），根据显示字符从表中查找到相应字型码，然后把该字型码输出数码管各个段上，同时数码管的公共端接+5V，此时在数码管上显示字符“2”。下面介绍单片机如何控制LED数码管显示字符。5.3.1 LED数码管显示原理【例5-5】利用单片机控制一个8段LED数码管先循环显示单个偶数：0、2、4、6、8，再显示单个奇数：1、3、5、7、9，如此反复循环显示。本例原理电路及仿真结果，见图5-6。参考程序如下：5.3.1
18、LED数码管显示原理图5-6 控制数码管循环显示单个数字的电路及仿真5.3.1 LED数码管显示原理#include reg51.h#include intrins.h#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define out P0uchar code seg=0 xc0,0 xa4,0 x99,0 x82,0 x80,0 xf9,0 xb0,0 x92,0 xf8,0 x90,0 x01;/共阳极段码表void delayms(uint);5.3.1 LED数码管显示原理void main(void)uchar i;whil
19、e(1)out=segi;delayms(900);i+;if(segi=0 x01)i=0;/如段码为0 x01，表明一个循环显示已结束5.3.1 LED数码管显示原理void delayms(uint j)/延时函数uchar i;for(;j0;j-)i=250;while(-i);i=249;while(-i);5.3.1 LED数码管显示原理说明：语句“if(segi=0 x01)i=0;”含义：如果欲送出的数组元素为0 x01（数字“9”段码0 x90的下一个元素，即结束码），表明一个循环显示已结束，则i=0，则重新开始循环显示，从段码数组表的第一个元素seg0，即段码0 xc0（
20、数字0）重新开始显示。5.3.2 LED数码管的静态显示与动态显示1.静态显示方式无论多少位LED数码管，都同时处于显示状态。多位LED数码管工作于静态显示方式时，各位共阴极（或共阳极）连接在一起并接地（或接+5V）；每位数码管段码线（adp）分别与一个8位I/O口锁存器输出相连。如果送往各个LED数码管所显示字符的段码一经确定，则相应I/O口锁存器锁存的段码输出将维持不变，直到送入下一个显示字符段码。静态显示方式显示无闪烁，亮度较高，软件控制较易。5.3.2 LED数码管的静态显示与动态显示1.静态显示方式图5-7为4位LED数码管静态显示电路，各数码管可独立显示，只要向控制各位I/O口锁存
21、器送相应显示段码，该位就能保持相应的显示字符。这样在同一时间，每一位显示的字符可各不相同。静态显示方式占用I/O口端口线较多。图5-7电路，要占用4个8位I/O口（或锁存器）。如数码管数目增多，则需增加I/O口数目。5.3.2 LED数码管的静态显示与动态显示1.静态显示方式图5-7 4位LED静态显示的示意图5.3.2 LED数码管的静态显示与动态显示1.静态显示方式【例5-6】单片机控制2只数码管，静态显示2个数字“27”。原理电路见图5-8。单片机用P0口与P1口，分别控制加到两个数码管DS0与DS1的段码，而共阳极数码管DS0与DS1的公共端（公共阳极端）直接接至+5V，因此数码管DS
22、0与DS1始终处于导通状态。利用P0口与P1口带有的锁存功能，只需向单片机P0口与P1口分别写入相应的显示字符“2”和“7”的段码即可。由于一个数码管就占用一个I/O端口。如果数码管数目增多，则需增加I/O口，但软件编程要简单的多。5.3.2 LED数码管的静态显示与动态显示图5-8 2位数码管静态显示的原理电路与仿真5.3.2 LED数码管的静态显示与动态显示1.静态显示方式参考程序如下：#include /包含8051单片机寄存器定义的头文件void main(void)P0=0 xa4;/将数字2的段码送P0口 P1=0 xf8;/将数字7的段码送P1口 while(1)/无限循环 ;5
23、.3.2 LED数码管的静态显示与动态显示 2.动态显示方式显示位数较多时，静态显示所占的I/O口多，这时常采用动态显示。为节省I/O口，通常将所有显示器段码线相应段并联在一起，由一个8位I/O口控制，各显示位公共端分别由另一单独I/O口线控制。5.3.2 LED数码管的静态显示与动态显示 2.动态显示方式图5-9：4位8段LED动态显示器电路示意图。其中单片机发出的段码占用1个8位I/O（1）端口，而位选控制使用I/O（2）端口中4位口线。动态显示就是单片机向段码线输出欲显示字符的段码。每一时刻，只有1位位选线有效，即选中某一位显示，其他各位位选线都无效。每隔一定时间逐位轮流点亮各数码管（扫
24、描方式），由于数码管余辉和人眼的“视觉暂留”作用，只要控制好每位数码管显示时间和间隔，则可造成“多位同时亮”的假象，达到同时显示效果。5.3.2 LED数码管的静态显示与动态显示 2.动态显示方式图5-9 4位LED数码管动态显示示意图 5.3.2 LED数码管的静态显示与动态显示 2.动态显示方式各位数码管轮流点亮的时间间隔（扫描间隔）应根据实际情况定。发光二极管从导通到发光有一定的延时，如果点亮时间太短，发光太弱，人眼无法看清；时间太长，产生闪烁现象，且此时间越长，占用单片机时间也越多。另外，显示位数增多，也将占用单片机大量时间，因此动态显示实质是以执行程序时间来换取I/O端口减少。下面是
25、动态显示实例。5.3.2 LED数码管的静态显示与动态显示 2.动态显示方式【例5-7】8只数码管，分别滚动显示单个数字18。程序运行后，单片机控制左边第1个数码管显示1，其他不显示，延时之后，控制左边第2个数码管显示1，其他不显示，直至第8个数码管显示8，其他不显示，反复循环上述过程。5.3.2 LED数码管的静态显示与动态显示 2.动态显示方式动态显示电路见图5-10，P0口输出段码，P2口输出扫描的位控码，通过由8个NPN晶体管的位驱动电路对8个数码管位控扫描。即使扫描速度加快，由于是虚拟仿真，数码管的余辉也不能像实际电路那样体现出来。如对本例实际硬件显示电路进行快速扫描，由于数码管余辉
26、和人眼“视觉暂留”作用，只要控制好每位数码管显示的时间和间隔，则可造成“多位同时亮”假象，达到同时显示效果。5.3.2 LED数码管的静态显示与动态显示 2.动态显示方式但虚拟仿真做不到这一点。仿真运行下，只能是一位一位点亮显示，不能看到同时显示效果，但本例使我们了解动态扫描显示实际过程。如采用实际硬件电路，用软件控制快速扫描，可看到“多位同时点亮”效果。5.3.2 LED数码管的静态显示与动态显示图5-10 8只数码管分别滚动显示单个数字185.3.2 LED数码管的静态显示与动态显示2.动态显示方式参考程序如下：#include#include#define uchar unsigned
27、char#define uint unsigned intuchar code dis_code=0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90,0 x88,0 xc0;/共阳数码管段码表void delay(uint t)/延时函数uchar i;while(t-)for(i=0;i200;i+);5.3.2 LED数码管的静态显示与动态显示2.动态显示方式void main()uchar i,j=0 x80;while(1)for(i=0;i8;i+)j=_crol_(j,1);/_crol_(j,1)为将对象j循环左移1位 P0
28、=dis_codei;/P0口输出段码 P2=j;/P2口输出位控码 delay(180);/延时，控制每位显示的时间 目 录CONTENTS5.1 单片机控制发光二极管显示5.2 开关状态检测5.3 单片机控制LED数码管的显示5.4 单片机控制LED点阵显示器显示5.5 单片机控制液晶显示模块1602 LCD的显示5.6 键盘接口设计5.4 单片机控制LED点阵显示器显示 LED点阵显示器应用非常广泛，在许多公共场合，如商场、银行、车站、机场、医院随处可见。不仅能显示文字、图形，还能播放动画、图像、视频等信号。LED点阵显示器分为图文显示器和视频显示器，有单色显示，还有彩色显示。下面仅介绍
29、单片机如何来控制单色LED点阵显示器的显示。5.4.1 LED点阵显示器结构与显示原理 1.LED点阵结构 以88LED点阵显示器为例，外形见图5-11，内部结构见图5-12，由64个发光二极管组成，且每个发 光 二 极 管 是 处 于 行 线（R 0 R 7）和 列 线（C0C7）之间交叉点上。图5-11 88 LED点阵显示器外形 5.4.1 LED点阵显示器结构与显示原理 2.LED点阵显示原理显示的字符由一个个点亮的LED所构成。由图5-12点亮点阵中一个发光二极管条件：对应行为高电平，对应列为低电平。如在很短时间内依次点亮很多个发光二极管，LED点阵就可显示一个稳定字符、数字或其他图
30、形。控制LED点阵显示器显示，实质就是控制加到行线和列线上编码，控制点亮某些发光二极管（点），从而显示出由不同发光点组成的各种字符。5.4.1 LED点阵显示器结构与显示原理 1.LED点阵结构图5-12 88LED点阵显示器（共阴极）的结构5.4.1 LED点阵显示器结构与显示原理 2.LED点阵显示原理1616 LED点阵显示器的结构与88LED点阵显示模块内部结构及显示原理是类似的，只不过行和列均为16。1616是由4个88 LED点阵组成，且每个发光二极管也是放置在行线和列线的交叉点上，当对应某一列置0电平，某一行置1电平时，该发光二极管点亮。下面以显示字符“子”为例，见图5-13。5
31、.4.1 LED点阵显示器结构与显示原理 1.LED点阵结构图5-13 1616 LED点阵显示器显示字符“子”5.4.1 LED点阵显示器结构与显示原理 2.LED点阵显示原理显示过程如下：先给LED点阵的第1行送高电平（行线高电平有效），同时给所有列线送高电平（列线低电平有效），从而第1行发光二极管全灭；延时一段时间后，再给第2行送高电平，同时给所有列线送“1100 0000 0000 1111”，列线为0的发光二极管点亮，从而点亮10个发光二极管，显示出汉字“子”的第一横；5.4.1 LED点阵显示器结构与显示原理 2.LED点阵显示原理延时一段时间后，再给第3行送高电平，同时加到列线的
32、编码为“1111 1111 1101 1111”，点亮1个发光二极管；延时一段时间后，再给第16行送高电平，同时给列线送“1111 1101 1111 1111”，显示出汉字“子”的最下面的一行，点亮1个发光二极管。然后再重新循环上述操作，利用人眼视觉暂留效应，一个稳定字符“子”显示出来，见图5-13。5.4.2 控制1616 LED点阵显示屏的案例单片机控制1616点阵显示屏显示字符案例。【例5-8】如图5-14，利用单片机及 74LS154（4-16译码器）、74LS07、1616 LED点阵显示屏来实现字符显示，编写程序，循环显示字符“电子技术”。图中1616 LED点阵显示屏16行行线
33、R0R15电平，由P1口低4位经4-16译码器74HC154的16条译码输出线L0L15经驱动后的输出来控制。16列列线C0C15的电平由P0口和P2口控制。剩下问题是如何确定显示字符的点阵编码，以及控制好每一屏逐行显示的扫描速度（刷新频率）。5.4.2 控制1616 LED点阵显示屏的案例图5-14 控制1616LED点阵显示器（共阴极）显示字符 5.4.2 控制1616 LED点阵显示屏的案例参考程序如下：#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define out0 P0#define out2 P2#de
34、fine out1 P1void delay(uint j)/延时函数uchar i=250;for(;j0;j-)while(-i);i=100;5.4.2 控制1616 LED点阵显示屏的案例uchar code string=/汉字“电”1616点阵列码0 x7F,0 xFF,0 x7F,0 xFF,0 x7F,0 xFF,0 x03,0 xE0,0 x7B,0 xEF,0 x7B,0 xEF,0 x03,0 xE0,0 x7B,0 xEF,0 x7B,0 xEF,0 x7B,0 xEF,0 x03,0 xE0,0 x7B,0 xEF,0 x7F,0 xBF,0 x7F,0 xBF,0
35、xFF,0 x00,0 xFF,0 xFF/汉字“子”1616点阵列码0 xFF,0 xFF,0 x03,0 xF0,0 xFF,0 xFB,0 xFF,0 xFD,0 xFF,0 xFE,0 x7F,0 xFF,0 x7F,0 xFF,0 x7F,0 xDF,0 x00,0 x80,0 x7F,0 xFF,0 x7F,0 xFF,0 x7F,0 xFF,0 x7F,0 xFF,0 x7F,0 xFF,0 x5F,0 xFF,0 xBF,0 xFF/汉字“技”1616点阵列码0 xF7,0 xFB,0 xF7,0 xFB,0 xF7,0 xFB,0 x40,0 x80,0 xF7,0 xFB,
36、0 xD7,0 xFB,0 x67,0 xC0,0 x73,0 xEF,0 xF4,0 xEE,0 xF7,0 xF6,0 xF7,0 xF9,0 xF7,0 xF9,0 xF7,0 xF6,0 x77,0 x8F,0 x95,0 xDF,0 xFB,0 xFF5.4.2 控制1616 LED点阵显示屏的案例/汉字“术”的1616点阵的列码0 x7F,0 xFF,0 x7F,0 xFB,0 x7F,0 xF7,0 x7F,0 xFF,0 x00,0 x80,0 x7F,0 xFF,0 x3F,0 xFE,0 x5F,0 xFD,0 x5F,0 xFB,0 x6F,0 xF7,0 x77,0 x
37、E7,0 x7B,0 x8F,0 x7C,0 xDF,0 x7F,0 xFF,0 x7F,0 xFF,0 xFF,0 xFF,;void main()uchar i,j,n;while(1)for(j=0;j4;j+)/共显示4个汉字 5.4.2 控制1616 LED点阵显示屏的案例 for(n=0;n40;n+)/每个汉字整屏扫描40次 for(i=0;i16;i+)/逐行扫描16行 out1=i%16;/输出行码，out0=stringi*2+j*32;/输出列码到C0C7，逐行扫描 out2=stringi*2+1+j*32;/输出列码到C8C15，逐行扫描 delay(4);/显示并延
38、时一段时间 out0=0 xff;/列线C0C7为高电平，熄灭发光二极管 out2=0 xff;/列线C8C15为高电平，熄灭发光二极管 5.4.2 控制1616 LED点阵显示屏的案例 扫描显示时，单片机通过P1口低4位经4-16译码器74HC154的16条译码输出线L0L15经驱动后的输出来控制，逐行为高电平，来进行扫描。由P0口与P2口控制列码的输出，从而显示出某行应点亮的发光二极管。以显示汉字“子”为例，说明显示过程。由上面程序可看出，汉字“子”的前3行发光二级管的列码为“0 xFF,0 xFF,0 x03,0 xF0,0 xFF,0 xFB,”5.4.2 控制1616 LED点阵显示
39、屏的案例按照图5-12和图5-14连线关系，加到从左到右发光二极管应为C0 C7的二进制编码为“1100 0000”，即最左边的2个发光二极管不亮，其余的6个发光二极管点亮。第一行列码为：“0 xff,0 xff”，由P0口与P2口输出，无点亮的发光二极管。第二行列码为：“0 x03,0 xf0”，通过P0口与P2口输出后，由图5-13看出，0 x03加到列线C7 C0的二进制编码为“0000 0011”，这里要注意加到8个发光二极管上的对应位置。5.4.2 控制1616 LED点阵显示屏的案例同理，P2口输出的0 xF0加到列线C15 C8的二进制编码为“1111 0000”，即加到C8 C
40、15的二进制编码为“0000 1111”，所以第二行的最右边的4个发光二极管不亮，如图5-13所示。对应通过P0口与P2口输出加到第3行16个发光二极管的列码为“0 xFF,0 xFB,”，对应于从左到右的C0 C15的二进制编码为“1111 1111 1101 1111”，从而第3行左边数第11个发光二极管被点亮，其余均熄灭，如图5-13所示。其余各行点亮的发光二极管，也是由1616点阵的列码来决定。目 录CONTENTS5.1 单片机控制发光二极管显示5.2 开关状态检测5.3 单片机控制LED数码管的显示5.4 单片机控制LED点阵显示器显示5.5 单片机控制液晶显示模块1602 LCD
41、的显示5.6 键盘接口设计5.5 单片机控制液晶显示模块1602 LCD的显示液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD）具有省电、体积小、抗干扰能力强等优点，LCD显示器分为字段型、字符型和点阵图形型。字段型。以长条状组成字符显示，主要用于数字显示，也可用于显示西文字母或某些字符，广泛用于电子表、计算器、数字仪表中。01OPTION02OPTION字符型。专门用于显示字母、数字、符号等。一个字符由57或510的点阵组成，在单片机系统中已广泛使用。5.5 单片机控制液晶显示模块1602 LCD的显示03OPTION点阵图形型。广泛用于图形显示，如笔记本电脑、彩色电视和游戏
42、机等。它是在平板上排列的多行列的矩阵式的晶格点，点大小与多少决定了显示的清晰度。5.5.1 LCD 1602液晶显示模块简介 单片机系统中常用的字符型液晶显示模块。由于LCD显示面板较为脆弱，厂商已将LCD控制器、驱动器、RAM、ROM和液晶显示器用PCB连接到一起，称为液晶显示模块（LCd Module，LCM），购买现成的即可。单片机只需向LCD显示模块写入相应命令和数据就可显示需要的内容。5.5.1 LCD 1602液晶显示模块简介字符型LCD模块常用的有16字1行、16字2行、20字2行、20字4行等模块，型号常用1602、1604、2002、2004来表示，其中为商标名称，16代表液
43、晶显示器每行可显示16个字符，02表示显示2行。LCD1602内有字符库ROM(CGROM)，能显示出192个字符（57点阵），如图5-15所示。1字符型液晶显示模块LCD 1602特性与引脚5.5.1 LCD 1602液晶显示模块简介1字符型液晶显示模块LCD 1602特性与引脚图5-15 ROM字符库的内容 5.5.1 LCD 1602液晶显示模块简介1字符型液晶显示模块LCD 1602特性与引脚 由字符库可看出显示器显示的数字和字母部分代码，恰是ASCII码表中编码。单片机控制LCD 1602显示字符，只需将待显示字符的ASCII码写入显示数据存储器（DDRAM），内部控制电路就可将字符
44、在显示器上显示出来。5.5.1 LCD 1602液晶显示模块简介例如，显示字符“A”，单片机只需将字符“A”的ASCII码41H写入DDRAM，控制电路就会将对应的字符库ROM（CGROM）中的字符“A”的点阵数据找出来显示在LCD上。模块内有80字节数据显示RAM(DDRAM)，除显示192个字符（57点阵）的字符库ROM(CGROM)外，还有64字节的自定义字符RAM(CGRAM)，用户可自行定义8个57点阵字符。1字符型液晶显示模块LCD 1602特性与引脚5.5.1 LCD 1602液晶显示模块简介 LCD 1602工作电压4.55.5V，典型5V，工作电流2mA。标准的14引脚（无背
45、光）或16个引脚（有背光）的外形及引脚分布如图5-16所示。1字符型液晶显示模块LCD 1602特性与引脚(a)LCD 1602的外形 (b)LCD 1602的引脚图5-16 LCD 1602外形及引脚5.5.1 LCD 1602液晶显示模块简介引脚包括8条数据线、3条控制线和3条电源线，见表5-2。通过单片机向模块写入命令和数据，就可对显示方式和显示内容做出选择。1字符型液晶显示模块LCD 1602特性与引脚5.5.1 LCD 1602液晶显示模块简介显示字符首先要解决待显示字符的ASCII码产生。用户只需在C51程序中写入欲显示的字符常量或字符串常量，C51程序在编译后会自动生成其标准的A
46、SCII码，然后将生成的ASCII码送入显示用数据存储器DDRAM，内部控制电路就会自动将该ASCII码对应的字符在LCD1602显示出来。2LCD1602字符的显示及命令字5.5.1 LCD 1602液晶显示模块简介2LCD1602字符的显示及命令字让液晶显示器显示字符，首先对其进行初始化设置：对有、无光标、光标移动方向、光标是否闪烁及字符移动方向等进行设置，才能获得所需显示效果。对LCD 1602的初始化、读、写、光标设置、显示数据的指针设置等，都是单片机向LCD 1602写入命令字来实现。命令字见表5-3。5.5.1 LCD 1602液晶显示模块简介2LCD1602字符的显示及命令字5.
47、5.1 LCD 1602液晶显示模块简介2LCD1602字符的显示及命令字表5-3中11个命令功能说明如下：命令1：清屏，光标返回地址00H位置（显示屏的左上方）。命令2：光标返回到地址00H位置（显示屏的左上方）。命令3：光标和显示模式设置。5.5.1 LCD 1602液晶显示模块简介2LCD1602字符的显示及命令字I/D地址指针加1或减1选择位。I/D=1，读或写一个字符后地址指针加1；I/D=0，读或写一个字符后地址指针减1。S屏幕上所有字符移动方向是否有效的控制位。S=1，当写入一字符时，整屏显示左移（I/D=1）或右移（I/D=0）；S=0，整屏显示不移动。5.5.1 LCD 16
48、02液晶显示模块简介2LCD1602字符的显示及命令字表5-3中11个命令功能说明如下：命令4：显示开/关及光标设置。D屏幕整体显示控制位，D=0关显示，D=1开显示。C光标有无控制位，C=0无光标，C=1有光标。B光标闪烁控制位，B=0不闪烁，B=1闪烁。5.5.1 LCD 1602液晶显示模块简介2LCD1602字符的显示及命令字命令5：光标或字符移位。S/C光标或字符移位选择控制位。0：移动光标，1：移动显示的字符。R/L移位方向选择控制位。0：左移，1：右移，5.5.1 LCD 1602液晶显示模块简介2LCD1602字符的显示及命令字命令6：功能设置命令。DL传输数据的有效长度选择控
49、制位。1：8位数据 线接口；0：4位数据线接口。N显示器行数选择控制位。0：单行显示，1：两 行显示。F字符显示的点阵控制位。0：显示57点阵字符，1：显示510点阵字符。5.5.1 LCD 1602液晶显示模块简介2LCD1602字符的显示及命令字命令7：CGRAM地址设置。命令8：DDRAM地址设置。LCD内部有一个数据地址指 针，用户可通过它访问内部全部80字节的数据显 示RAM。命令格式：80H+地址码。其中，80H为命令码。命令9：读忙标志或地址。BF忙标志。1:LCD忙，此时LCD不能接受命令 或数据；0:表示LCD不忙。命令10：写数据。命令11：读数据。5.5.1 LCD 16
50、02液晶显示模块简介3字符显示位置的确定80字节的DDRAM，与显示屏上字符显示位置一一对应，图5-17给出LCD1602显示RAM地址与字符显示位置的对应关系。当向DDRAM的00H0FH（第1行）、40H4FH（第2行）地址的任一处写数据时，LCD立即显示出来，该区域也称为可显示区域。而当写入10H27H或50H67H地址处时，字符不会显示出来，该区域也称为隐藏区域。如果要显示写入到隐藏区域的字符，需要通过字符移位命令（命令5）将它们移入到可显示区域方可正常显示。5.5.1 LCD 1602液晶显示模块简介3字符显示位置的确定需说明的是，在向DDRAM写入字符时，首先要设置DDRAM定位数
