在电子工程领域，特别是在单片机应用中，设计键盘显示电路是一项基础且重要的任务。本文主要探讨了如何利用并行接口来设计一个键盘显示电路，该电路能够根据用户操作的键盘开关来驱动数码管显示出相应的数值。这个设计适用于教学、实验以及小型控制系统，通过这个项目，学生可以深入理解单片机的输入输出操作以及数字信号处理的基本概念。
1. LED 显示电路
LED（Light Emitting Diode，发光二极管）显示器是一种常见的数字或字符显示设备，广泛应用于各种电子产品中。LED显示器有两种基本类型：共阴极和共阳极，它们的工作原理基于二极管的正向导通和反向截止特性。在单片机系统中，LED数码管通常由7个段和1个小数点组成，可以通过控制这些段的开闭来显示0-9的数字和其他字符。每个段对应一个控制线，因此7段数码管需要8条控制线与单片机的并行口连接，以实现对每个段的独立驱动。
1.1 LED显示器及其原理
LED数码管的工作原理是，通过向特定的二极管段施加电流，使其发光，形成所需的字符或数字形状。在单片机系统中，通过输出高低电平来控制各个段的亮灭，从而组合出不同的字符。为了节省引脚资源，可以采用动态显示或静态显示两种方式。动态显示通过快速切换不同段的供电，使人眼无法察觉闪烁，而静态显示则是同时点亮所有需要的段。
1.2 LED数码管的接口
单片机与LED数码管的接口通常包括译码器和驱动电路两部分。译码器用于将单片机输出的二进制代码转换为驱动数码管各段所需的电平；驱动电路则放大译码器的输出，以驱动数码管正常工作。在简单的电路设计中，可以直接用并行口来驱动数码管，无需译码器，但这样会占用较多的I/O口资源。
2. 用并行口设计键盘电路
键盘作为输入设备，需要将用户的操作转化为单片机可识别的电信号。在本设计中，键盘通常采用矩阵式布局，通过扫描行线和列线的电平变化来识别按键状态。单片机周期性地轮询行线和列线，当检测到行线与列线的交叉点有低电平时，表明对应的按键被按下。
3. 编译和调试
在完成硬件连接后，编程是实现键盘显示功能的关键步骤。常用的开发环境如伟福软件（Proteus）提供了模拟仿真功能，可以先进行软件调试。在编写程序时，需要定义好键盘扫描函数和数码管显示函数，确保在正确的时间点读取键盘状态，并更新显示。接线方法应遵循单片机手册，确保I/O口与硬件的对应关系正确。
4. 程序设计原理
程序设计主要包含以下几个部分：
- 初始化：配置单片机的并行口，设置为输出模式，以便驱动数码管和键盘。
- 键盘扫描：使用循环或中断方式定期扫描键盘矩阵，确定哪个键被按下。
- 数据处理：根据扫描结果，解析出对应的数字或字符编码。
- 显示更新：将处理后的数据转换为数码管显示的控制序列，通过并行口输出到数码管，更新显示内容。
- 循环运行：持续进行键盘扫描和显示更新，直到系统停止。
5. 电路原理图
电路原理图通常包括单片机、并行口扩展、LED数码管、键盘矩阵以及必要的电源和电阻电容等元件。通过电路图可以直观地理解各个部分的连接和作用，对于理解和改进电路设计具有重要意义。
总结，"用并行口设计键盘显示电路"是一个实践性强，理论知识丰富的项目，涵盖了单片机接口技术、数字逻辑、程序设计等多个方面。通过这样的设计，学生可以提高动手能力和解决问题的能力，为将来在嵌入式系统领域的深入学习打下坚实基础。
