【正文】 基于單片機(jī)的單詞記憶測(cè)試器畢業(yè)論文目 錄第1章 緒論 1 1 單片機(jī)在我國(guó)的普及 1 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 2 單片機(jī)速度越來越快 2 低電壓與低電耗 2 微型單片化 2 大容量 高性能 3 串行擴(kuò)展技術(shù) 3第2章 8051單片機(jī) 芯片的特點(diǎn)及引腳 4 8051單片機(jī) 芯片的特點(diǎn) 4 8051單片機(jī)的擴(kuò)展及系統(tǒng)電路 5第三章 相關(guān)軟件的說明 7第三章 相關(guān)軟件的說明 8 proteus 8 proteus簡(jiǎn)介 8 proteus功能介紹 9 keil軟件 10第四章 單詞記憶測(cè)試器的設(shè)計(jì) 11 硬件模塊設(shè)計(jì) 11 11 顯示模塊的硬件部分介紹 12 矩陣鍵盤 15 電路原理圖設(shè)計(jì) 16 軟件程序設(shè)計(jì) 17 程序設(shè)計(jì)思路 17 18 LCD12864顯示模塊的驅(qū)動(dòng)程序 19 顯示字模碼的提取 20 系統(tǒng)軟件主程序結(jié)構(gòu)及其函數(shù) 21 軟件的仿真 26第五章 結(jié)語 28附 錄 單片機(jī)單詞記憶測(cè)試器C程序源代碼摘要本論文的研究對(duì)象是基于單片機(jī)的單詞記憶測(cè)試器的設(shè)計(jì)，此單詞記憶測(cè)試器可以實(shí)現(xiàn)單詞的輸入并判斷輸入的單詞是否正確，單詞背完后給出正確率。該單片機(jī)單詞記憶測(cè)試器為在現(xiàn)實(shí)生活中有著廣泛的應(yīng)用，特別是對(duì)學(xué)習(xí)英語方面有很大的作用。 本設(shè)計(jì)以STC89C52單片機(jī)為處理器，以12854點(diǎn)陣液晶屏為顯示器件，并使用56距陣鍵盤為輸入設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了功能全面的人機(jī)界面和高速的數(shù)據(jù)處理功能，利用單片機(jī)片上FLASH ROM,可儲(chǔ)存1020個(gè)英文單詞和漢字，作為記憶測(cè)試用。關(guān)鍵詞： 單片機(jī) 單詞記憶測(cè)試器 AT89C52 12864液晶屏 第四章 單詞記憶測(cè)試器的設(shè)計(jì) 硬件模塊設(shè)計(jì) 本單詞記憶測(cè)試器系統(tǒng)硬件部分分為三個(gè)模塊：中央處理模塊、顯示模塊、鍵盤輸入模塊。系統(tǒng)模型圖如下：?jiǎn)纹瑱C(jī)中央處理模塊56矩陣鍵盤模塊LCD12864液晶顯示模塊圖4 系統(tǒng)硬件模塊圖 中央處理模塊選用STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)組成，電路包括：STC89C52單片機(jī)、復(fù)位電路、時(shí)鐘振蕩電路。STC89C52單片機(jī)需在復(fù)位電路和時(shí)鐘振蕩電路組成的最小系統(tǒng)下工作，單片機(jī)引腳圖如圖5，外圍電路如圖6和圖7所示，時(shí)鐘電路采用頻率采用為12MHZ的晶振，CC2與晶振構(gòu)成了外部振蕩電路。復(fù)位電路采用電解電容與電阻串聯(lián)，當(dāng)系統(tǒng)上電時(shí)，由于電容充電，在RST端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間由電容和電阻的值決定，當(dāng)RESET信號(hào)為低電平時(shí)，系統(tǒng)為工作狀態(tài)。 STC89C52具有ISP的功能，可以通過串行口直接將程序下載到單片機(jī)內(nèi)。在下載程序狀態(tài)下，RESET信號(hào)被拉高，系統(tǒng)進(jìn)行程序下載，待程序下載完畢后，RESET重新拉低。用戶可以通過切斷電源進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位，或者通過重新下載新的程序進(jìn)行復(fù)位。圖5 STC89C52的引腳排列圖 圖6 時(shí)鐘電路圖 圖7復(fù)位電路圖 顯示模塊的硬件部分介紹顯示模塊采用單色點(diǎn)陣液晶屏12864模塊，該模塊在點(diǎn)陣液晶屏基礎(chǔ)上集成了控制器kS0108,用戶只需設(shè)計(jì)好接口程序，就可讓模塊顯示出各種字符和圖像。通常我們所見到的 LCD 模塊，分為幾部分：LCM（玻璃）、背光、PCB 板；而背光和PCB板部分其實(shí)是可有可無的，視具體的LCD 模塊而定。點(diǎn)陣的LCD 模塊按照驅(qū)動(dòng)控制器的集成方式，大可分為兩種：COB 和COG；COG 其實(shí)就是將驅(qū)動(dòng)控制IC 集成到了玻璃里面，這樣的而后面的PCB 板上其實(shí)只是一些驅(qū)動(dòng)控制IC 無法集成的電容電阻而已；COB 也就是把驅(qū)動(dòng)控制IC 焊接在LCD 模塊后面的PCB 板上。12864 為一塊128X64 點(diǎn)陣的LCD 顯示模塊，模塊上的 LCM 采用COG 技術(shù)將控制（包括顯存）、驅(qū)動(dòng)器集成在LCM 的玻璃上，接口簡(jiǎn)單、操作方便；為方便用戶的使用，在LCM 的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了12864 模塊，將模塊所必需的外圍電容電阻集成到模塊上，并引出多種形式的引線接口方便用戶使用。12864 模塊與各種MCU 均可進(jìn)行方便簡(jiǎn)單的接口操作。LCD 的接口：一般來說，LCD 模塊（帶有驅(qū)動(dòng)控制器）的接口多為總線的接口，不是6800 就是8080，或者是串行SPI（及類SPI 時(shí)序）；除了這些總線的端口外，有的LCD 模塊還引出了一些功能性的端口，如偏壓調(diào)節(jié)輸入、負(fù)壓輸出等。圖8 12864 模塊接口定義表顯示 RAM 區(qū)映射情況：對(duì)于 LCD 模塊，了解清楚驅(qū)動(dòng)控制IC 當(dāng)中的顯存與LCD 玻璃上的點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系是非常重要的，這是編寫LCD 的驅(qū)動(dòng)程序的基礎(chǔ)。12864 液晶顯示模塊的顯示器（玻璃）上的顯示點(diǎn)與驅(qū)動(dòng)控制芯片中的顯示緩存RAM是一一對(duì)應(yīng)的；驅(qū)動(dòng)控制芯片當(dāng)中共有65（8 Page x 8 bit+1）X 132 個(gè)位的顯示RAM 區(qū)。而顯示器的顯示點(diǎn)陣大小為64X128 點(diǎn)，所以實(shí)際上在液晶顯示模塊中有用的顯示RAM 區(qū)為64 X 128 個(gè)位；按byte 為單位劃分，共分為8 個(gè)Page，每個(gè)Page 為8 行，而每一行為128 個(gè)位（即128 列）。驅(qū)動(dòng)控制芯片的顯示RAM區(qū)每個(gè)byte的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)屏上的點(diǎn)的排列方式為：縱向排列，低位在上高位在下；如圖 8所示圖8 驅(qū)動(dòng)控制芯片的顯示RAM區(qū)12864 液晶顯示模塊的顯示屏上的每一個(gè)點(diǎn)都對(duì)應(yīng)有控制器片內(nèi)的顯示緩存RAM中的一個(gè)位，顯示屏上64X128 個(gè)點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)著顯示RAM的8 個(gè)Page，每一個(gè)Page有128 個(gè)byte的空間對(duì)應(yīng)。因此可知顯示RAM區(qū)中的一個(gè)Page空間對(duì)應(yīng)8 行的點(diǎn)，而該P(yáng)age中的一個(gè)byte數(shù)據(jù)則對(duì)應(yīng)一列（8 個(gè)點(diǎn)）。圖9 為顯示RAM區(qū)與顯示屏的點(diǎn)映射圖：圖9 顯示RAM區(qū)與顯示屏的點(diǎn)映射圖行、列地址：用戶如要點(diǎn)亮 LCD 屏上的某一個(gè)點(diǎn)時(shí)，實(shí)際上就是對(duì)該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的顯示RAM 區(qū)中的某一個(gè)位進(jìn)行置1 操作；所以就要確定該點(diǎn)所處的行地址、列地址。從上圖中可以看出，MzL0212864 液晶顯示模組的行地址實(shí)際上就是Page 的信息，每一個(gè)Page 應(yīng)有8 行；而列地址則表示該點(diǎn)的橫坐標(biāo)，在屏上為從左到右排列，Page 中的一個(gè)Byte 對(duì)應(yīng)的是一列（8行，即8 個(gè)點(diǎn)），達(dá)128 列?？梢愿鶕?jù)這樣的關(guān)系在程序中控制 LCD 顯示屏的顯示。注意：MzL0212864 的顯示緩存RAM 區(qū)實(shí)際上比模塊上的顯示器所對(duì)應(yīng)的RAM 區(qū)要大；而LCD 模塊具體設(shè)置Page（有時(shí)也稱頁）時(shí)，屏上的位置與驅(qū)動(dòng)控制IC 當(dāng)中的哪里的RAM區(qū)對(duì)應(yīng)，還與驅(qū)動(dòng)控制IC 與屏的連接有關(guān)；所以，實(shí)際在使用時(shí)，請(qǐng)參考所提供的范例設(shè)置（主要是設(shè)置COM 反向掃描、SEG 設(shè)置為正向掃描，以此設(shè)置方法，則每個(gè)Page 中的前三列以及最后一列是不對(duì)應(yīng)在LCD 屏幕上的）。 矩陣鍵盤 要測(cè)試記憶的單詞，就要有字母的輸入接口，本接口設(shè)計(jì)為56矩陣鍵盤輸入，接入單片機(jī)的P1口和P3口進(jìn)行鍵盤掃描。最大程度地提高了單片機(jī)IO口的利用率，設(shè)計(jì)共30個(gè)接鍵，包括了26個(gè)英文字母以及四個(gè)功能鍵：“確定”、“不認(rèn)識(shí)”、“上一個(gè)”、“下一個(gè)”。 矩陣鍵盤如圖10，由30個(gè)輕觸按鍵按照6行5列排列，連接到PP3端口。其掃描的原理是：先將行線所接的單片機(jī)的I/O口作為輸出端，而列線所接的I/O口則作為輸入。這樣，當(dāng)按鍵沒有按下時(shí)，所有的輸出端都是高電平，代表無鍵按下。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會(huì)被拉低，這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。然后再將行線所接的單片機(jī)的I/O口作為輸入端，而列線所接的I/O口則作為輸出，以相同的方法讀一次端口，程序中就可識(shí)別是啊個(gè)坐標(biāo)的按鍵按下了。圖10 56矩陣鍵盤 電路原理圖設(shè)計(jì) 電路原理圖設(shè)計(jì)使用集原理圖設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、電路仿真功能為一體的PROTUES軟件。以該軟件設(shè)計(jì)的電路原理圖圖11。圖11 單片機(jī)單詞記憶測(cè)試器電路原理圖電路設(shè)計(jì)參數(shù)：（1） C1 C2 為2030PF瓷片電容，與12M晶振組成時(shí)鐘振蕩電路；（2） 復(fù)位電路使用R1為10K電阻、C3為10uF電解電容；（3） 12864液晶模塊與單片機(jī)P0口連接，因P0口為真正的三態(tài)門結(jié)構(gòu)，因些作數(shù)據(jù)總線使用時(shí)要外接上拉電阻，可使用10K的排阻；（4） 按鍵如圖的行相連，列相連的矩陣接法連入單片機(jī)IO口；（5） 電路的供電為5V直流電源；（6） D1為輸入錯(cuò)誤的狀態(tài)指示燈，加220歐限流電阻連到VCC,因?yàn)镾TC89C51單片機(jī)IO的電流灌入能力要強(qiáng)于電流輸出能力，因此一般使IO為低電平時(shí)點(diǎn)亮LED燈。 軟件程序設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)思路因本系統(tǒng)為模塊化設(shè)計(jì)，為方便軟件編寫和移植，程序設(shè)計(jì)采用C語言，程序流程圖如下：開始單片機(jī)初始化鍵盤掃描輸入有按鍵命令?執(zhí)行按鍵命令NY顯示正確輸入正確字符比較確定鍵顯示下一個(gè)顯示上一個(gè)YLCD12864初始化N矩陣鍵盤采用56 列與行掃描法，P1口依次接鍵盤的每一行，而P3口依次接鍵盤的每一列，程序開始先令P1全為高電平，P3口全為低電平，這樣一旦矩陣鍵盤中有一個(gè)鍵按下時(shí)，就會(huì)在某一行中出現(xiàn)低電平，而某一列中出現(xiàn)高電平，程序先讀P1口，以檢測(cè)到有低電平來確定行。再使P1全為低電平，P3口全為高電平，再讀P3口，以檢測(cè)到低電平來確定列。這里還要考慮按鍵的機(jī)械抖動(dòng)問題，因?yàn)榘存I的機(jī)械特性，可能在按下瞬間會(huì)有一組抖動(dòng)的脈沖，一般程序中采用延時(shí)方法來去抖動(dòng)。實(shí)現(xiàn)的C程序函數(shù)如下：/*************************************************** 鍵盤掃描程序*************************************************/unsigned char kbscan() //鍵盤掃描 { uchar hang,lie,key。 //P1連行，P3連列 if(P1!=0xFF||P3!=0) //按鍵去抖動(dòng) delayms(5)。 //延時(shí)5ms if(P1!=0xFF||P3!=0) { switch(P1amp。0xFF) //P1 掃行 { case 0xFE:hang=5。break。 // case 0xFD:hang=4。break。 // case 0xFB:hang=3。break。 // case 0xF7:hang=2。break。 // case 0xEF:hang=1。break。 // case 0xDF:hang=0。break。 // } P1=0。 //P1全低電平 P3=0xFF。//P3全高電平 switch(P3amp。0xFF) { case 0xFE:lie=4。break。 // case 0xFD:lie=3。break。 // case 0xFB:lie=2。break。 // case 0xF7:lie=1。break。 // case 0xEF:lie=0。break。 // } P1=0xFF。 //P1全高電平 P3=0。 //P3全低電平 while(P1!=0xFF||P3!=0)。 //按鍵松開后才返回值 key=tab1[hang][lie]。 } else key=39。_39。 //沒鍵按下返回空 return (key)。 } LCD12864顯示模塊的驅(qū)動(dòng)程序 LCD12864顯示模塊的程序作為顯示部分的底層程序，用戶可直接調(diào)用其函數(shù)來達(dá)到驅(qū)動(dòng)和顯示功能。主要顯示命令和顯示的函數(shù)說明如下：清顯示屏：void ClearLCD() ，將LCD上的顯示字符清空漢字的顯示函數(shù)：void hz_disp(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char n,unsigned char code * hz,bit flag) ；其中X Y為漢字的起始坐標(biāo)，n為字?jǐn)?shù)，hz為存儲(chǔ)漢字字模碼（后述）的地址，flag為顯示為黑還是白。英文的顯示函數(shù)為：void en_disp(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char n,unsigned char code *asc,unsigned char *string,bit flag) ；其中其中X Y為字母的起始坐標(biāo)，n為字?jǐn)?shù)，asc為存儲(chǔ)字形碼（后述）的地址，flag為顯示為黑還是白。LCD12864顯示一個(gè)單詞的示例代碼如下：en_disp(6,0,8,Asc,correct:,1)。 //在第7行，第1列開始顯示correct；LCD12864顯示一個(gè)漢字的示例代碼如下：hz_disp(0,48,1,hz1+hz_Num*32,1)。 //在第1行，第49列開始顯示測(cè)試的漢字 顯示字模碼的提取為了使LCD12864能夠顯示用戶存儲(chǔ)的中文漢字和英