【正文】 根據(jù)行平電的變化，便能判定相應(yīng)的行有鍵按下。 編程掃描方式 編程掃描方式是利用 CPU 完成其他工作的空余調(diào)用鍵盤掃描子程序來響應(yīng)鍵盤輸入的要求。 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 中斷掃描方式 當(dāng)無鍵按下時(shí)， CPU 處理自己的工作，當(dāng)有鍵按下時(shí)，產(chǎn)生中斷請(qǐng)求， CPU轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤掃描子程序，并識(shí)別鍵號(hào)。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。 (5) 提供了強(qiáng)大的查錯(cuò)功能。網(wǎng)絡(luò)表可以從原理圖中獲得，也可以從印制電路板中提取。 Protel DXP設(shè)計(jì)環(huán)境 當(dāng)用戶啟動(dòng) Protel DXP后，系統(tǒng)將進(jìn)入 Protel DXP管理器設(shè)計(jì)環(huán)境(Design Explorer)，如圖 ，所有 Protel DXP功能都是從這個(gè)環(huán)境啟動(dòng)的。 (3) PCB的設(shè)計(jì)制作。 (7) FPGA項(xiàng)目。 (11) CAM Document。從集成環(huán)境左側(cè)的項(xiàng)目管理器【 Projects】面板中可以看到這個(gè)新建的項(xiàng)目，如圖 。通過執(zhí)行菜單【 File】 /【 Save As】命令， 可以將這個(gè)文檔重新命名為“ ” 保存，如圖 。 圖 通過文件名選項(xiàng)切換當(dāng)前編輯文件 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 .6 從項(xiàng)目中去除文件 在如圖 ，用右鍵單擊欲刪除的文件，彈出如圖。另外 2個(gè) LED顯示器則用于計(jì)錄賽程的時(shí)間，其中 1個(gè)用于顯示分鐘 秒鐘 ； 1個(gè)用于顯示 24秒計(jì)時(shí) 。比賽時(shí)間 預(yù)設(shè) 時(shí)間 為 12分鐘， 通過按鍵 K5鍵， 比賽分鐘加一 ；再按 K6鍵，設(shè)置比賽分鐘減一 。 按鍵 K2為賽程啟動(dòng)和暫?？刂?。 四位 共陰 LED顯示數(shù)碼管等電子元件完成顯示設(shè)計(jì)在電路上的實(shí)現(xiàn)。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或者陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。這樣單片機(jī) 每次顯示需要刷新，先選擇位碼，在選擇斷碼，這樣就能用盡量少的線來顯示更多的東西 ， 因此，使用這種方法單片機(jī)中 IO口 的開銷小。其中計(jì)分是用 2個(gè) LED 顯示器， 顯示格式為 0000和 0000。 當(dāng)比賽結(jié)束時(shí)，如果由于一些特殊原因需要增加比賽時(shí)間，這時(shí)增加比賽時(shí)間同樣由按鍵 K K K K8來設(shè)置，并且設(shè)置方法與上面所述一樣 ，但一般情況下只需要按 K5鍵來設(shè)置即可，因?yàn)榧訒r(shí)比賽一般只有幾分鐘而已。 其次，為了配合計(jì)時(shí)器和計(jì)分器校正、調(diào)整時(shí)間和比分，特定在本設(shè)計(jì)中設(shè)立了 16個(gè)按鍵。 圖 自由文檔 圖 把自由文件加入項(xiàng)目 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 基于單片機(jī)系統(tǒng)的籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器的系統(tǒng)構(gòu)成框圖如圖所視 。可以看出， Protel DXP將文檔按類型在項(xiàng)目南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 面 板中分類列出。可以添加的文檔類型很多，有原理圖、原理圖庫、 PCB庫和 VHDL文檔等，詳細(xì)的內(nèi)容會(huì)在以后各章講解。因此，在以后的敘述中，文檔和文件表示同一個(gè)意思，不再區(qū)分。 (9) 嵌入式設(shè)計(jì)項(xiàng)目的生成。 (5) PCB庫的生成。 (1) Schematic(原理圖 )設(shè)計(jì)編輯。首先根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和工藝要求，繪制 PCB板輪廓，并確定 PCB的工藝要求 (如使用幾層板，加工精度等 )；然后將原理圖傳輸?shù)?PCB板中來，在網(wǎng)絡(luò)表、設(shè)計(jì)規(guī)則和原理圖的引導(dǎo)下布局和布線；最后利用 DRC(設(shè)計(jì)規(guī)則檢查 )工具查錯(cuò)。 Protel DXP工作總體流程 1. 設(shè)計(jì)原理圖元件 :雖然 Protel DXP提供了豐富的原理圖元件庫，但是南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 并不可能將所有的元件都收到這些庫中。 Protel DXP作為新推出的優(yōu)秀的電子 CAD設(shè)計(jì)軟件，具有以下特點(diǎn)： (1) 通過設(shè)計(jì)文件包的方式，將原理圖編輯、電路仿真、 PCB圖設(shè)計(jì)以及打印這些功能有機(jī)地結(jié)合在一起，提供了一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境。這樣，一個(gè)端口（如 P1口）就可以構(gòu)成 4*4=16 個(gè)按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成 20鍵的鍵盤， 而直接用端口線則只能多出一鍵（ 9 鍵）。 （ 3）用計(jì)算法或查表法得到鍵值。 ? 第 2步：將行線作為輸入線，列線作為輸出線，并將輸出線輸出為低電平，讀行線狀態(tài)，則行線中電平為低的是按鍵所在的行。當(dāng)無鍵按下時(shí)，行 線處于高電平狀態(tài)；當(dāng)有鍵按下時(shí)，行、列線將導(dǎo)通，此時(shí)，行線電平將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)通過電磁線圈，使得電磁線圈 產(chǎn)生了 一個(gè)磁場。 MR為清零端，當(dāng)該端為低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器清 0。 驅(qū)動(dòng)共陰數(shù)碼管的 BCD七段的譯碼器有 744 74LS48等，該功能 CMOS電路為74HC573及 MC14513等。我們只對(duì)發(fā)光二極管顯示器作一簡單介紹。 變量譯碼器的輸出表示輸入變量的狀態(tài)。再將顯示的數(shù)字“ 5”延時(shí) 5~10ms，以造成視覺暫留效果；同時(shí)代碼由 。從下圖可以看出，每位 LED顯示器需要單獨(dú)占用 8根端口線，因 此，在數(shù)據(jù)較多的時(shí)候，往往不采用這種設(shè)計(jì)，而是采用動(dòng)態(tài)顯示方式。 8個(gè)筆劃段 hgfedcba對(duì)應(yīng)于一個(gè)字節(jié)（ 8位）的 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,于是用 8位二進(jìn)制碼就可以表示欲顯示字符的字形代碼。如下圖所示。 （ 2）二極管體積大，圖像質(zhì)量一般，適合作室外大屏幕，價(jià)格較低。當(dāng)加密位 LB1被編程時(shí)，在復(fù)位期間， EA斷的邏輯電平被采樣并鎖存，如果單片機(jī)上電后一直沒有服位，則鎖存起的初始值是一個(gè)隨機(jī)數(shù)，這個(gè)隨機(jī)數(shù)會(huì)保存到真正復(fù)位為止。程序會(huì)首先響應(yīng)中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，執(zhí)行完中斷服務(wù)程序并緊隨 RETI（中斷返回）指令后，下一條要執(zhí)行的指令就是使單片機(jī)進(jìn)入空閑模式那條指令后面的一條指令。在掉電模式下，保存 RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。在 FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（ VPP）。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC指令是 ALE才起作用。 RST：復(fù)位輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1時(shí)，被定義為高阻輸入。 STC89C51具有 PDIP、 PQFP/TQFP及 PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 通過本次基于 C51系列籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器的設(shè)計(jì)，可以了解、熟悉有關(guān)單片機(jī)開發(fā)設(shè)計(jì)的過程，這主要表現(xiàn)在以下一些方面： (1) 籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)包含了 STC8051系列單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成， 同時(shí)在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展了一些使用性強(qiáng)的外圍接口。一個(gè)不是很復(fù)雜的功能要是用美國 50年代 開發(fā)的 74系列，或者 60年代的 CD4000系列這些純硬件的話，電路一定是一塊 大 PCB板。單片機(jī)以其一系列優(yōu)點(diǎn)，近幾年得到迅猛發(fā)展和大范圍推廣，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能化儀器儀表，及通訊設(shè)備、日常消費(fèi)類產(chǎn)品、南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 玩具等。本文詳細(xì)地介紹了系統(tǒng)硬件與軟件的設(shè)計(jì)過程，采用該裝置可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行比分修改和事件的準(zhǔn)確顯示們 具有低功耗，可靠性，安全性以及低成本等特點(diǎn) 。當(dāng)今社會(huì)，科學(xué)技術(shù)日異月新，時(shí)代進(jìn)步的步伐越慢越寬，應(yīng)用自動(dòng)化設(shè)備，計(jì)算機(jī)處理 ， 數(shù)字化信息，現(xiàn)代化顯示設(shè)備等高新技術(shù)而建設(shè)的現(xiàn)代化智能。設(shè)計(jì)的主要方法主要是通過仿真確定方案的可行性，然后在進(jìn)行局部測試實(shí)物是否滿足仿真的設(shè)計(jì)要求，最后把整體電路搭建完成做最后的測試和調(diào)試。整場比賽結(jié)束時(shí)有聲音提示。 digital display。通過此次基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分的系統(tǒng)，我們可以更清楚詳細(xì)的了解單片機(jī)程序設(shè)計(jì)的基本指令功能、編程步驟和技巧來講訴單片機(jī)編程，并對(duì) STC89C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行講訴，以及基于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的相關(guān)芯片的工作原理，和相關(guān)外圍電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試過程進(jìn)一步了解，有助于今后的工作和學(xué)習(xí)生活 。 單片機(jī)自 20世紀(jì) 70年代問世以來，以極其高的性價(jià)比受到人們的重視和關(guān)注，所以應(yīng)用很 廣，發(fā)展很快。我們現(xiàn)在用的全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)，排煙罩 VCD等等的家電里面都可以看到它的身影。該系統(tǒng)具有賽程定 時(shí)設(shè)置，賽程時(shí)間暫停，及時(shí)刷新甲、乙雙方的成績以及賽后成績暫存等功能。 INTEL公司將 MCS51的核心技術(shù)授權(quán)給了很多其它公司，所以有很多公司在做以 8051為核心的單片機(jī)，當(dāng)然，功能或多或少有些改變，以滿足不同的需求，其中 STC89C51就是這幾年在我國非常流行的單片機(jī)，它是由 STMicroelectronics公司開發(fā)生產(chǎn)的。 下圖為 STC89C51方框原理圖 圖 22 STC89C51方框原理圖 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 主要特性： STC89C51的主要特性如下表所示： 表 21 STC89C51主要功能描述 兼容 MCS— 51指令系統(tǒng) 4k可反復(fù)擦寫 (1000次） Flash ROM 32個(gè)雙向 I/O口 可編程 UARL通道 兩個(gè) 16位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 全靜態(tài)操作 024MHz 1個(gè)串行中斷 128x8bit內(nèi)部 RAM 兩個(gè)外部中斷源 共 6個(gè)中斷源 可直接驅(qū)動(dòng) LED 3級(jí)加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒 功能 管腳說明 VCC：供電電壓。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口作為第八位地址接收。當(dāng) P3口寫入“ 1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 此外， STC89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支 持兩種軟件可選的掉電模式 。此時(shí)，片內(nèi) RAM和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持 不變。推出掉 電模式的唯一方法是硬件復(fù)位。 液晶顯示器分很多種類，按顯示方式可分為段式，行點(diǎn)陣式和全點(diǎn)陣式。 下圖為典型的數(shù)碼管：圖 24 7段 LED數(shù)碼管 如上圖， LED顯示器又稱為數(shù)碼管， LED顯示器由 8個(gè)發(fā)光二極管組成。比如我們現(xiàn)在要顯示數(shù)字“ 3”，則只要在對(duì)應(yīng)的 a、 b、 c、 d、 g段送入高電平，在其他端送入低電平即可，點(diǎn)亮為“ 3”。 所謂靜態(tài)顯示，就是每一個(gè)顯示器都要占用單獨(dú)的具有鎖存功能的 I/O接口用于筆劃段字形代碼。但如果要顯示不同字符，則要借助位選碼來控制。通過實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換有兩種方法：一種 是專用硬件譯碼器，另一種是專用軟件譯碼器。例如 74LS42，其 輸入是由 4位二進(jìn)制代碼表示的十進(jìn)制數(shù)（ BCD碼），有 10條輸出線表示十進(jìn)制數(shù)0~9，稱之為 410線譯碼器。 輸入 輸出 使能 選擇 S1 S2+S3 A2 A1 A0 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 X 1 X X X 1 1 1 1 1 1 1 1 0 X X X X 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 對(duì)共陰極數(shù)碼管來說，則為共陰極接地，相應(yīng)的 BCD七段譯碼器的輸出 驅(qū)動(dòng)a~g各陽極。 LE為鎖存端， LE=0不 18鎖存，譯碼器輸出隨 輸入 BCD碼變化；當(dāng) LE由 0變 1時(shí)，將輸入的 BCD碼鎖存。所有蜂鳴器都有兩種類 型：純蜂鳴器和帶驅(qū)動(dòng)的蜂鳴器，蜂鳴器都是用音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)的，都是交流驅(qū) 動(dòng)。當(dāng)鎖存使能去低，數(shù)據(jù)滿足設(shè)置和保持時(shí)間成為南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 鎖存。 8 號(hào)鍵按下時(shí)，第 2 行一定為低電平，然而，第 2行為低電平時(shí)，能否肯定是 8號(hào)鍵按下呢？回答是否定的，因?yàn)? 11 號(hào)鍵按下同樣使第 2 行為低電平。在執(zhí)行鍵功能程序時(shí)， CPU 不再響應(yīng)鍵輸入要求，直到 CPU 重新掃描鍵盤為止。中斷掃描方式可以提高 CPU 工作效率 。 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 第三章 硬件電路的設(shè)計(jì) Protel DXP軟件的介紹 Protel DXP軟件的 特點(diǎn) 介紹 現(xiàn)在的 Protel DXP已不是單純的 PCB(印制電路板 )設(shè)計(jì)工具，而是一套由五大模塊組成的系統(tǒng)軟件，它們分別是 SCH(原理圖 )設(shè)計(jì)、 SCH仿真、PCB(印制電路板 )設(shè)計(jì)、 Auto Router(自動(dòng)布線器 )和 FPGA設(shè)計(jì)，覆蓋了以PCB為核心的整個(gè)物理設(shè)計(jì) [7]。原理圖中的 ERC(電氣法檢查 )工具和PCB圖的 DRC(設(shè)計(jì)規(guī)則