PIC16F877 單片機的鍵盤和LED 數碼顯示接口

1 PIC16F877單片機與鍵盤和LED數碼顯示的硬件接口電路
單片機的許多應用都需要進行人機對話，最簡單的人機對話需要LED 數碼管顯示數
字和少量字符；鍵盤是解決計算機輸入的簡單手段；借此可以向計算機輸入程序、置數、送操作命令、控制程序的執行等等，所以使用非常廣泛。
圖1 鍵盤、LED數碼顯示與PIC16F877 單片機的接口電路
本例中采用8 個按鍵組成的小鍵盤，4 只共陰極的LED 數碼管，采用4 片74LS373 驅
動數碼管，采用的驅動方法是靜態方式。使用1 片74LS245 作為鍵盤的接口；這些外圍器
件與PIC16F877 單片機的接口電路如圖1 所示，這種連接方法與51 系列的單片機連接方
法一樣，其他的連接方法還有好幾種，PIC16F877 單片機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 與單片機相連，鍵盤按鍵狀態的數據輸入由RC3 輸出腳控制；
當RC3=“0”時，鍵盤狀態從74LS245 的A 端輸出到單片機的PORTB口，此時讀PORTB
口的數據即為鍵盤狀態。為了及時地響應鍵盤操作，需要經常對鍵盤進行掃描；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執行過程中的方式，并采用20ms延遲來消除按鍵的抖動問題，此外，為了實現每按鍵一次只響應一次的功能，在執行相應的按鍵程序之前，必須確保按鍵已經松開；在本例中這一措施有效的防止了數據抖動過快的問題。
LED 數碼顯示有動態掃描和靜態顯示兩種方式（圖1 采取的方式為靜態方式），在動態
掃描方式中，各數碼顯示是輪流點亮的，即控制數碼顯示的位選信號和相應的要顯示的數碼的字形代碼同時逐一送出，反復不已，由于視覺的暫留現象，卻好象全都點亮著，這種電路的接法以后再介紹。在靜態方式中，只要將數據送出鎖存以后，各數碼顯示的數據不需要刷新，只要數據不需改變，就可以不去管他，所以稱為靜態顯示。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，程序間的相互關聯很少。因此編程容易，但要增加硬件，成本較高；與之相比，動態掃描的編程雖然要復雜一些，但因其所用硬件少，成本低。
由數碼轉化為字形代碼可采用軟件譯碼、硬件譯碼等兩種方式。軟件譯碼是將各數碼
的字形代碼構成一個表格存儲于內存之中，在顯示數碼時，通過執行查表程序而得到相應的字形代碼，再將之送入數碼顯示輸出電路進行顯示，本例即采用這種方式，這種方式的編程與單片機有關，在程序中給出了PIC16F877 的編程例程，對需要熟悉PIC16F877 單片機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、驅動芯片直接譯出字形代碼，點亮LED。
74LS373 由LE 端對要顯示的數據進行鎖存控制，實現LED 的靜態顯示。采用了
PIC16F877 的端口輸出操作，模擬74LS373 的數據鎖存時序，即由軟件實現數據鎖存，這
種方法可以十分容易的改變時序和延遲長短，使高速設備可以與低速設備聯系配合好，設計簡單方便，不好的地方是編程較長和稍微復雜一點。這種編程方法在下面的程序中有很好的體現。