PIC16F877 單片機(jī)的鍵盤和LED 數(shù)碼顯示接口

1 PIC16F877單片機(jī)與鍵盤和LED數(shù)碼顯示的硬件接口電路
單片機(jī)的許多應(yīng)用都需要進(jìn)行人機(jī)對話，最簡單的人機(jī)對話需要LED 數(shù)碼管顯示數(shù)
字和少量字符；鍵盤是解決計(jì)算機(jī)輸入的簡單手段；借此可以向計(jì)算機(jī)輸入程序、置數(shù)、送操作命令、控制程序的執(zhí)行等等，所以使用非常廣泛。
圖1 鍵盤、LED數(shù)碼顯示與PIC16F877 單片機(jī)的接口電路
本例中采用8 個按鍵組成的小鍵盤，4 只共陰極的LED 數(shù)碼管，采用4 片74LS373 驅(qū)
動數(shù)碼管，采用的驅(qū)動方法是靜態(tài)方式。使用1 片74LS245 作為鍵盤的接口；這些外圍器
件與PIC16F877 單片機(jī)的接口電路如圖1 所示，這種連接方法與51 系列的單片機(jī)連接方
法一樣，其他的連接方法還有好幾種，PIC16F877 單片機(jī)的鍵盤輸入接法還有其他特殊而
十分方便好用的方式。
8 鍵鍵盤通過74LS245 與單片機(jī)相連，鍵盤按鍵狀態(tài)的數(shù)據(jù)輸入由RC3 輸出腳控制；
當(dāng)RC3=“0”時，鍵盤狀態(tài)從74LS245 的A 端輸出到單片機(jī)的PORTB口，此時讀PORTB
口的數(shù)據(jù)即為鍵盤狀態(tài)。為了及時地響應(yīng)鍵盤操作，需要經(jīng)常對鍵盤進(jìn)行掃描；掃描的方式有許多種，我們將鍵盤的掃描程序安排在主程序的循環(huán)執(zhí)行過程中的方式，并采用20ms延遲來消除按鍵的抖動問題，此外，為了實(shí)現(xiàn)每按鍵一次只響應(yīng)一次的功能，在執(zhí)行相應(yīng)的按鍵程序之前，必須確保按鍵已經(jīng)松開；在本例中這一措施有效的防止了數(shù)據(jù)抖動過快的問題。
LED 數(shù)碼顯示有動態(tài)掃描和靜態(tài)顯示兩種方式（圖1 采取的方式為靜態(tài)方式），在動態(tài)
掃描方式中，各數(shù)碼顯示是輪流點(diǎn)亮的，即控制數(shù)碼顯示的位選信號和相應(yīng)的要顯示的數(shù)碼的字形代碼同時逐一送出，反復(fù)不已，由于視覺的暫留現(xiàn)象，卻好象全都點(diǎn)亮著，這種電路的接法以后再介紹。在靜態(tài)方式中，只要將數(shù)據(jù)送出鎖存以后，各數(shù)碼顯示的數(shù)據(jù)不需要刷新，只要數(shù)據(jù)不需改變，就可以不去管他，所以稱為靜態(tài)顯示。在圖1 電路中，輸出顯示的操作簡化為對74LS373 的并口操作而已。由于靜態(tài)方式的工作原理比較簡單，編程也比較直觀簡單，程序間的相互關(guān)聯(lián)很少。因此編程容易，但要增加硬件，成本較高；與之相比，動態(tài)掃描的編程雖然要復(fù)雜一些，但因其所用硬件少，成本低。
由數(shù)碼轉(zhuǎn)化為字形代碼可采用軟件譯碼、硬件譯碼等兩種方式。軟件譯碼是將各數(shù)碼
的字形代碼構(gòu)成一個表格存儲于內(nèi)存之中，在顯示數(shù)碼時，通過執(zhí)行查表程序而得到相應(yīng)的字形代碼，再將之送入數(shù)碼顯示輸出電路進(jìn)行顯示，本例即采用這種方式，這種方式的編程與單片機(jī)有關(guān)，在程序中給出了PIC16F877 的編程例程，對需要熟悉PIC16F877 單片機(jī)的人員有一定的參考價值。硬件譯碼則采用CD4511、74LS46、74LS47、74LS48、74LS49等BCD 碼—7段鎖存、譯碼、驅(qū)動芯片直接譯出字形代碼，點(diǎn)亮LED。
74LS373 由LE 端對要顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存控制，實(shí)現(xiàn)LED 的靜態(tài)顯示。采用了
PIC16F877 的端口輸出操作，模擬74LS373 的數(shù)據(jù)鎖存時序，即由軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鎖存，這
種方法可以十分容易的改變時序和延遲長短，使高速設(shè)備可以與低速設(shè)備聯(lián)系配合好，設(shè)計(jì)簡單方便，不好的地方是編程較長和稍微復(fù)雜一點(diǎn)。這種編程方法在下面的程序中有很好的體現(xiàn)。