【文章內(nèi)容簡介】 根據(jù)抖動特性，在第一次檢測到按鍵按下后，執(zhí)行一段延時 5~10ms 讓前延抖動消失后再一次檢測鍵的狀態(tài)，如果仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)真正有鍵按下 。當(dāng)檢測到按鍵釋放后，也要給 5~10ms 的延時 ，待后延抖動消失后才轉(zhuǎn)入該鍵處理程序。 查詢式按鍵及其接口 按照鍵盤與 CPU的連接方式可以分為查詢按鍵和矩陣式鍵盤。查詢式按鍵是各按鍵相互獨立，每個按鍵占用一根 I/O 口線，每根 I/O 口線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他 I/O 口線上按鍵的工作狀態(tài)。查詢式按鍵電路 18 配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，但每個按鍵必須占用一根 I/O 口線，在按鍵數(shù)量較多時， I/O 口線浪費較大，且電路結(jié)構(gòu)顯得繁雜。故這種形式適用于按鍵數(shù)量較少的場合。 矩陣式鍵盤及其接口 矩陣式鍵盤又稱行列式鍵盤，有 n 個行線和 m個 列線，經(jīng)限流 電阻接+5V電源上，按鍵跨接在行線和列線上， nm行列結(jié)構(gòu)可構(gòu)成 mn 個按鍵，組成一個鍵盤。與獨立式按鍵相比， mn 個按鍵只占用 m+n 根 I/O 口線，因此適用于按鍵較多的場合。 當(dāng)無鍵閉合時， 相應(yīng)的 I/O 之間開路。當(dāng)有鍵閉合時，與閉合鍵相連接的兩條 I/O 口線之間短路。判斷有無鍵按下的方法是：第一步，置列線相關(guān) I/O 口 為輸入態(tài)，從行線 相對應(yīng)的 I/O 口 輸出低電平，讀入列線數(shù)據(jù)，若某一列線為低電平，則該列線上有鍵閉合。第二步，置行線 相關(guān) I/O 口輸出低電平，讀入列線數(shù)據(jù)，若某一列線為低電平，則該列線上有鍵閉合。綜合一二兩 步的結(jié)果，可確定按鍵編號。但是鍵閉合一次只能進(jìn)行一次鍵功能操作，因此須等待近按鍵釋放后，再進(jìn)行鍵功能操作，否則按一次鍵，有可能會連續(xù)多次進(jìn)行同樣的鍵操作。 鍵盤掃描控制方式 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，對鍵盤的處理工作僅是 CPU 工作內(nèi)容的一部分， CPU還要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、顯示和其他輸入輸出操作，因此鍵盤處理工作既不能占用 CPU太多時間，又需要 CPU對鍵盤操作及時作出響應(yīng)。 CPU對鍵盤處理控制的工作方式有以下幾種： 1. 程序控制掃描方式 程序控制掃描方式是在 CPU工作空余，調(diào)用鍵盤掃描子程序，響應(yīng)鍵輸入 信號要求。 2. 定時控制掃描方式 定時控制掃描方式是利用定時 /計數(shù)器每隔一段時間和生定時中斷，CPU響應(yīng)中斷后對鍵盤進(jìn)行掃描，并在有鍵閉合時轉(zhuǎn)入該鍵的功能子程序。 3. 中斷控制掃描方式 19 中斷控制掃描方式是利用外部中斷源，響應(yīng)輸入信號。當(dāng)無按鍵按下時， CPU執(zhí)行正常工作程序。當(dāng)有按鍵按下時， CPU立即產(chǎn)生中斷。在中斷服務(wù)子程序中掃描鍵盤，判斷是哪一個鍵被按下，然后執(zhí)行該鍵的功能子程序。這種控制方式克服了前兩種控制方式可能產(chǎn)生的空掃描和不能及時響應(yīng)鍵輸入的缺點，既能及時處理鍵輸入，又能提高 CPU運行效率，但要占用一個寶貴的中斷資源。圖即工作于中斷方式的矩陣式鍵盤接口電路。在初始化時 ~ 置輸出 0， ~ 置為輸入態(tài)， ~ 分別接至與門各輸入端。當(dāng)有鍵閉合時 INTO =0， CPU 中斷后，在中斷服務(wù)子程序中，再完成鍵識別和鍵功能處理。 本設(shè)計提供了解 2 個按鈕的小鍵盤，向 P1 口輸出低電平，如果有鍵盤斷按下什么鍵。 在有鍵按下后，有一定的延時，防止鍵盤抖動。 圖 工作于中斷方式的矩陣式鍵盤接口電路 時鐘電路 DS1302 工作方式簡介 及 數(shù)據(jù)操作原理 DS1302可以對年、月、日、星期、時、分、秒進(jìn)行計時 , 且具有閏年補償功能 , 工作電壓寬達(dá) ~。采用三線接口與 CPU進(jìn)行同步通信 , 并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或 RAM數(shù)據(jù)。 DS1302內(nèi)部有一個 33x8的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的 RAM寄存器。 DS1302是的 DS1202升級產(chǎn)品 , 與 DS1202兼容 , 但增加了主電源 /后背電源雙電源引腳 , 同時提供了 20 對后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 DS1302 時鐘芯片包 括實時時鐘 /日歷和 31 字節(jié)的靜態(tài) RAM。它經(jīng)過一個簡單的串行接口與微處理器通信。實時時鐘 /日歷提供秒、分、時、日、周、月和年等信息。對于小于 31 天的月和月末的日期自動進(jìn)行調(diào)整，還包括閏年校正的功能。時鐘的運行可以采用 24小 時或帶 AM/PM 的 12 小時格式。采用三線接口與 CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多字節(jié)的時鐘信號或 RAM 數(shù)據(jù)。 DS1302 有主電源 /后備電源雙電源引腳： Vcc1 在單電源與電池供電的系統(tǒng)中提供低電源，并提供低功率的電磁備份； Vcc1 在雙電池系統(tǒng)中提供主電源。在這種運行方式中 ， Vcc1 里連接到后備電源，以便在沒有主電源的情況下能保存時間信息以及數(shù)據(jù)。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 中較打大者供電。當(dāng) Vcc2＞（ Vcc1+） 時， Vcc2 給 DS1302 供電；當(dāng) Vcc2＜ Vcc1時， DS1302 由 Vcc1 供電。 圖 DS1302 DS1302 在任何數(shù)據(jù)傳送時必須先初始化，把 RST 腳置為高電平，然后把 8 位地址和命令字裝入移位寄存器，數(shù)據(jù)在 SCLK 的上升沿被訪問到。在開始 8 個時鐘周期，把命令字節(jié)裝入移位寄存器后，另外 的時鐘周期在讀操作時輸出數(shù)據(jù)，在寫操作時寫入數(shù)據(jù)。時鐘脈沖的個數(shù)在單字節(jié)方式下為 8+8，在多字節(jié)方式下為 8+字節(jié)數(shù)，最大可達(dá) 248 字節(jié)數(shù)。如果在傳送過程中置 RST 腳為低電平，則會終止本次數(shù)據(jù)傳送，并且 I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在 Vcc≥ 之前， RST 腳必須保持低電平。只有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST 置為高電平。 DS1302 的控制字如圖所示。控制字節(jié)的最高有效位（位 7）必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫入到 DS1302 中。位 6 如果為 0，則表 21 示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)；為 1 則表示存取 RAM 數(shù) 據(jù)。位 5～ 1（ A4～ A0）指示操作單元的地址。最低有效位（位 0）如果為 0，則表示藥進(jìn)行寫操作；為 1 表示進(jìn)行讀操作。控制字節(jié)總是從最低位開始輸入 /輸出 。 為了提高對 32 個地址尋址能力（地址 /命令位 1～ 5=邏輯 1） ,可以把時鐘 /日歷或 RAM 寄存器規(guī)定為多字節(jié)（ burst）方式。位 6 規(guī)定時鐘或 RAM，而位 0 規(guī)定讀或?qū)?。在時鐘 /日歷寄存器中的地址 9～ 31 或 RAM 寄存器中的地址 31 不能存儲數(shù)據(jù)。在多字節(jié)方式下，讀或?qū)憦牡刂?0 的位 0 開始。必須按數(shù)據(jù)傳送的次序?qū)懽钕鹊?8 個寄存器。但是，當(dāng)以多字節(jié)方式寫RAM 時，為了傳送數(shù) 據(jù)不必寫所有的 31 字節(jié)，不管是否謝了全部 31 字節(jié)，所寫的每一字節(jié)都將傳送至 RAM。 DS1302 共有 12 個寄存器，其中有 7 個寄存器與日歷、時鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼形式。其日歷、時間寄存器及其控制字如下表所示，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作。 表 DS1302 控制字 時鐘暫停：秒寄存器的位 7 定義位時鐘暫停位。當(dāng)它為 1 時， DS1302停止振蕩，進(jìn)入低功耗的備份方式，通常在對 DS1302 進(jìn)行寫操作時（如進(jìn)入時鐘調(diào)整程序） ,停止振蕩。當(dāng)它為 0 時，時鐘 將開始啟動。 AMPM/1224 小時方式：小時寄存器的位 7 定義為 12 或 24 小時方式選擇位。它為高電平時，選擇 12 小時方式。在此方式下，位 5 為第二個10 小時位（ 20～ 23h）。 DS1302 的晶振選用 32768Hz，電容推薦值為 6pF。因為振蕩頻率較低， 22 也可以不接電容，對計時精度影響不大。 23 第 3 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 程序設(shè)計 電子萬年歷的程序主要包括 3個方面的內(nèi)容：一是 DS1302 從單片機中讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行計數(shù)，二是利用按鍵進(jìn)行時間的調(diào)整，三是 MAX7219 從單片機中讀取數(shù)據(jù)驅(qū)動 LED 數(shù)碼管顯示時間。 AT89C51 單片機主要 I/O 口的分配， 分別接 MAX7219 的DIN,LOAD,CLK 三個功能端， P3 接查詢式按鍵， 分別接 DS1302的 CLK， IO， RST 端。 程序流程圖 顯示驅(qū)動程序 流程圖 圖 3. 1 MAX7219 顯示驅(qū)動程序流程圖 24 時間控制流程圖 圖 DS1302 時控流程圖 25 第 4 章 結(jié)束語 2021 年 3 月 ， 我開始了我的畢業(yè)論文工作，時至今日，論文基本完成。從最初的茫然，到慢慢的進(jìn)入狀態(tài)，再到對思路逐漸的清晰，整個寫作過程難以用語言來表達(dá)。歷經(jīng)了 一 個 多 月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實的畢業(yè)設(shè)計終于落下了帷幕?；叵脒@段日子的經(jīng)歷和感受，我感慨萬千，在這次畢業(yè)設(shè)計的過程中，我擁有了無數(shù)難忘的回憶和收獲。 3 月初，在與 畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師徐老師 的交流討論中我的題目定了下來，是： 電子萬年歷的 設(shè)計。當(dāng)選題報告，開題報告定下來的時候，我當(dāng)時便立刻著手資料的收集工作中，當(dāng)時面對浩瀚的書海真是有些茫然，不知如何下手 。在導(dǎo)師細(xì)心的指導(dǎo)下，終于使我對自己的工作方向和方法有了掌握。 在搜集資料的過程中，我認(rèn)真準(zhǔn)備了一個筆記本。我在學(xué)校圖書館 ，電子閱覽室 搜集資料，將這些寶貴的資料全部記在筆記本上，盡量使我的資料完整、精確、數(shù)量多，這有利于論文的撰寫。然后我將收集到的資料仔細(xì)整理分類，及時拿給導(dǎo)師進(jìn)行溝通。 4 月初，資料已經(jīng)查找完畢了，我開始著手論文的寫作。在寫作過程中遇到困難我就及時和導(dǎo)師聯(lián)系，并和同學(xué)互相交流，請教專業(yè)課老師。在大家的幫助下，困難一個一個解決掉，論文也慢慢成型。 4 月底，論文的文字?jǐn)⑹鲆呀?jīng)完成。 5 月開始 進(jìn)行相關(guān)圖形的繪制工作和電路的設(shè)計工作。為了畫出自己滿意的電路圖， 流程圖 等。在設(shè)計電路初期，由于沒有設(shè)計經(jīng)驗，覺得無從下手，空有很多設(shè)計思想，卻不知道應(yīng)該選哪個，經(jīng)過導(dǎo)師的指導(dǎo)，我的設(shè)計漸漸有了頭緒，通過查閱資料，逐漸確立系統(tǒng)方案。方案中 LED 顯示屏驅(qū)動電路的設(shè)計是個比較頭疼的問題，在反復(fù)推敲，對比的過程中，最終定下了驅(qū)動電路采用 MAX7219 驅(qū)動芯片 。 當(dāng)我終于完成了所有打字、繪圖、排版、校對的任務(wù)后整個人都很累，但同時看著電腦熒屏上的畢業(yè)設(shè)計稿件我的心里是甜的，我覺得這一切都值了。這次畢業(yè)論文的制作過程 是我的一次再學(xué)習(xí)，再提高的過程。在論文中我充分地運用了大學(xué)期間所學(xué)到的知識。 26 我不會忘記這難忘的幾個月的時間。畢業(yè)論文的制作給了我難忘的回憶。在我徜徉書海查找資料的日子里，面對無數(shù)書本的羅列，最難忘的是每次找到資料時的激動和興奮；親手 用 protel 99 設(shè)計電路圖的時間里，記憶最深的是每一步小小思路實現(xiàn)時那幸福的心情；為了論文我曾趕稿到深夜，但看著親手打出的一字一句，心里滿滿的只有喜悅毫無疲憊。這段旅程看似荊棘 密布，實則蘊藏著無盡的寶藏。我從資料的收集中，掌握了很多單片機 及其接口應(yīng)用 的知識，讓我對我所學(xué)過的 知識有所鞏固和提高，并且讓我對當(dāng)今單片機的最新發(fā)展技術(shù)有所了解。在整個過程中，我學(xué)到了新知識，增長了見識。在今后的日子里，我仍然要不斷地充實自己，爭取在所學(xué)領(lǐng)域有所作為。 腳踏實地，認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，實事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度，不怕困難、堅持不懈、吃苦耐勞的精神是我在這次設(shè)計中最大的收益。我想這是一次意志的磨練，是對我實際能力的一次提升，也會對我未來的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。 在這次畢業(yè)設(shè)計中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫 助我的同學(xué)。 在此更要感謝我的 指導(dǎo)老 師 和專業(yè)老師，是你們的細(xì)心指導(dǎo)和關(guān)懷，使我能夠順利的完成畢業(yè)論文 。在此我要向 徐老師 師致以最衷心的感謝和深深的敬意。 27 參考文獻(xiàn) [1] 王新穎 單片機原理及應(yīng)用 .北京大學(xué)出版社 2021 28 [2] 陳忠平 單片機基礎(chǔ)與最小系統(tǒng)實踐 .北京航空航天大學(xué)出版社 [3] 竇振中 單片機外圍器件實用手冊存儲器分冊 .北京航空航天大學(xué)出版社 [4] 沈慶陽，郭庭吉 8051 單片機實踐與應(yīng)用 .清華大學(xué)出版社 [5] 侯玉寶，李成群 基于 Proteus 的 51 系列單片機設(shè)計與仿真 電子工業(yè)出版社 ［ 6］陳明熒． 8051 單片機課程設(shè)計實訓(xùn)教程 [M]．北京：清華大學(xué)出版社． ［ 7］郁慧娣．微機系統(tǒng)及其接口技術(shù) [M]．南京 :東南大學(xué)出版社， 1999年． ［ 8］何立民．單片機高級教程 [M]．北京 :北京航空航天大學(xué)出版社，2021 年． ［ 9］王毓銀．?dāng)?shù)字電路邏輯設(shè)計 [M]．北京：高等教育出版社． ［ 11］李廣弟 . 單片機原理及應(yīng)用 [M] 北京航空航天大學(xué)出版社 ,