【文章內(nèi)容簡介】 lie,unsigned char code *word, int cs)//數(shù)字顯示 { unsigned char i,j。 for(i=0。i2。i++) { 西安交通大學(xué)電子系統(tǒng)實(shí)踐與設(shè)計(jì)報(bào)告 delay(1)。 send(0xBB+page+i,cs)。 send(0x40+lie,cs)。 for(j=0。j8。j++) senddat(word[i*8+j],cs)。// 數(shù)組每個(gè)元素的 8 位，寫在豎著的一列 8個(gè)點(diǎn)（ dot），寫完一個(gè)元素 ,y（列）自動(dòng)加 1 } } 鍵盤控制模塊的設(shè)計(jì) 在鍵盤控制模塊中，鍵入信號(hào)的軟件處理方法是影響系統(tǒng)操作性能的重要因素。鍵盤的 接口及軟件的任務(wù)主要包括以下幾個(gè)方面： 首先，檢測并判斷是否有鍵按下；其次，對(duì)按鍵開關(guān)進(jìn)行時(shí)延的消抖；再次，計(jì)算并確定按鍵的鍵值；最后，程序根據(jù)計(jì)算出的鍵值進(jìn)行一系列的動(dòng)作處理和執(zhí)行。 在實(shí)際系統(tǒng)中，當(dāng)需要輸入?yún)?shù)較多，功能復(fù)雜時(shí)，需要采用行列的鍵盤對(duì)單片機(jī)進(jìn)行輸入。本實(shí)驗(yàn)需要 的鍵盤比較簡單，如下圖所示，鍵盤接上拉電阻后與電源的高電平相連。 10KR3R e s210KR4R e s210KR5R e s210KR2R e s210KR1R e s2K E Y 0S W P BK E Y 1S W P BK E Y 2S W P BK E Y 3S W P BK E Y 4S W P BV C C 圖 45 控制鍵 常用的鍵盤識(shí)別方法有：行掃描法、線反轉(zhuǎn)法和利用 8279 鍵盤接口的中斷法。 鍵盤識(shí)別的流程如下圖。 西安交通大學(xué)電子系統(tǒng)實(shí)踐與設(shè)計(jì)報(bào)告 圖 46 鍵盤識(shí)別流程圖 （ 1） 本實(shí)驗(yàn)按鍵比較簡單，故程序設(shè)計(jì)時(shí)，將五個(gè)功能鍵接口定義為五個(gè)標(biāo)志位。然后再程序中設(shè)置按鍵函數(shù)，里面嵌套 while 循環(huán)，一直 讀取 五 個(gè)功能鍵接 口的狀態(tài)，如果各口均為高電平，則無鍵按下；若有低電平狀態(tài)，則有鍵按下。按鍵本身是機(jī)械開關(guān)，在閉合或斷開的瞬間會(huì)出現(xiàn)電壓抖動(dòng)的現(xiàn)象，必須去除抖動(dòng)的影響，才能正確識(shí)別被按下的鍵。為簡單起見，使用軟件方法消抖，延時(shí) 10ms，再次讀取各狀態(tài)，若兩次 狀態(tài)相同，說明信號(hào)穩(wěn)定，可以繼續(xù) 進(jìn)入 相應(yīng)的鍵處理子程序中。 軟件主要實(shí)現(xiàn) 三 個(gè)功能：鍵盤按鍵的 消抖 、查詢按下的鍵所在的位置 、相應(yīng)的處理子程序 ，鍵盤接口程序 如下： //按鍵查詢口定義 sbit key0=P1^0。 sbit key1=P1^1。 sbit key2=P1^2。 sbit key3=P1^3。 sbit key4=P1^4。 //按鍵處理函數(shù) void judge_key() { while(1) { if(key0==0) {delay(10)。 if(key0==0) { init_lcd()。 clear_lcd()。 // key0 功能函數(shù) } } if(key1==0) { delay(10)。 if(key1==0) { init_lcd()。 鍵盤識(shí)別 是否有鍵按下？ 去抖動(dòng) 確定按鍵位置 結(jié)束 NO YES 西安交通大學(xué)電子系統(tǒng)實(shí)踐與設(shè)計(jì)報(bào)告 clear_lcd()。 // key1 功能函數(shù) } } if(key2==0) { delay(10)。 if(key2==0) { init_lcd()。 clear_lcd()。 // key2 功能函數(shù) } } if(key3==0) { delay(10)。 if(key3==0) { init_lcd()。 clear_lcd()。 // key3 功能函數(shù) } } if(key4==0) { delay(10)。 if(key4==0) { init_lcd()。 clear_lcd()。 // key4 功能函數(shù) } } } } （ 2）本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，功能按鍵模塊放在設(shè)計(jì)最后，主要目的是考慮到 可以通過該模塊，將 測頻模塊 和顯示模塊聯(lián)系在一起。而且整個(gè)系統(tǒng)的功能最終都是要通過按鍵注意選擇來顯示出來的。 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)： :按鍵顯示頻率值及其單位； 2. key1:按鍵操作改變顯示字符大??； 3 .key2:按鍵切換到測脈寬狀態(tài)； :按鍵復(fù)位，重新進(jìn)行初始化 :按鍵退出測頻和測脈寬 系統(tǒng)初始化完畢后會(huì)自動(dòng)進(jìn)入按鍵查詢，標(biāo)致狀態(tài)為屏幕中央的“請(qǐng)按鍵??” Key0 處理子程序： working=1。工作狀態(tài)標(biāo)志位，由此來控制循環(huán)的進(jìn)行及部分液晶顯示內(nèi)容 displaywork()。液晶顯示子函數(shù)，會(huì)在第一行滾屏顯示“ working??” manage1616()。頻率值顯示子函數(shù)，會(huì)在屏幕中央顯示被測的頻率值及單位 Key1 處理子程序： working=1。工作狀態(tài)標(biāo)志位，由此來控制循環(huán)的進(jìn)行及部分液晶顯示內(nèi)容 displaywork()。液晶顯示子函數(shù)，會(huì)在第一行滾屏顯示“ working??” manage2424()。大字符顯示子函數(shù)，會(huì)在屏幕中央顯示放大的被測頻率值及單位 西安交通大學(xué)電子系統(tǒng)實(shí)踐與設(shè)計(jì)報(bào)告 Key2 處理子 程序： working=1。工作狀態(tài)標(biāo)志位，由此來控制循環(huán)的進(jìn)行及部分液晶顯示內(nèi)容 displaywork()。液晶顯示子函數(shù)，會(huì)在第一行滾屏顯示“ working??” maikuan()。脈寬值顯示子函數(shù)，會(huì)在屏幕中央顯示被測的脈寬值及單位 Key3 處理子程序： displayfuwei()。液晶顯示子函數(shù)，在屏幕中央 顯示“ 正在復(fù)位 ??” fuwei=1。復(fù)位狀態(tài)標(biāo)致位，由該狀態(tài)來決定外循環(huán)是否執(zhí)行 goto 語句，從而 跳到程序開頭重新進(jìn)行初始化 break。跳出內(nèi)循環(huán)，迫使程序在外循環(huán)中進(jìn)行“ fuwei”狀態(tài)位判斷 Key4 處理子程序： working=0。 工作狀態(tài)標(biāo)志位，由此來控制循環(huán)的進(jìn)行及部分液晶顯示內(nèi)容 displayend()。液晶顯示子函數(shù)，在屏幕中央 顯示“ 謝謝使用 ” break。 跳出內(nèi)循環(huán)，在此執(zhí)行外循環(huán) 說明按鍵需要的時(shí)間 五、 系統(tǒng)整體功能 和操作過程 說明 整體功能說明 主要功能由按鍵實(shí)現(xiàn)，已在上一部分中進(jìn)行了說明。系統(tǒng) 程序采取標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，在 main 函數(shù)中實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)子函數(shù)的調(diào)用。在定時(shí)器和 PLD 初始化后，隨著計(jì)時(shí)的開始將直接由計(jì)數(shù)器和 PLD 進(jìn)行測頻， 1 秒時(shí)間間隔到，則測頻結(jié)束，程序自動(dòng)算出頻率之后保存在定義好的變量中，供顯示頻率的函數(shù)調(diào)用。也就是說當(dāng)進(jìn)入按鍵功能選擇時(shí)測頻過程已經(jīng)完成。 Key0、 Key Key2 只是調(diào)用函數(shù)顯示不同的內(nèi)容而已。 Key3 按下后程序由 break 語句跳出按鍵掃描程序而重新進(jìn)行 定時(shí)器和 PLD 初始化，即重新開始頻率測量。 Key4 按下后將由 goto語句直接跳到 main 函數(shù)剛進(jìn)去的地方，完全從頭重 新執(zhí)行程序。程序段 先進(jìn)行變量定義 ，然后是液晶顯示數(shù)據(jù)段，接下來是各種函數(shù)以及函數(shù)的相互組合調(diào)用，最后進(jìn)入 main 函數(shù)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的邏輯功能 系統(tǒng)整體 運(yùn)行邏輯框圖如下： 西安交通大學(xué)電子系統(tǒng)實(shí)踐與設(shè)計(jì)報(bào)告 Y N Y N Y N Y N N fuwei=1 Y Y N 圖 51 系統(tǒng)整體運(yùn)行邏輯框圖 系統(tǒng)操作過程說明 上電之后液晶屏刷新一次，然后顯示初始化面，保持 3 秒后，屏幕中央開始 液晶顯示初始化 清屏顯示標(biāo)題，清屏顯示初始化面 初始化 PLD；初始化定時(shí)器計(jì)數(shù)器開始測量 T1 定時(shí) T0 計(jì)數(shù) 直接計(jì)數(shù)法測頻 等精度法測頻 按鍵掃描 Key0? Key1? Key2? Key3? Key4? 顯示頻率 放大字符 顯示脈寬 頻率 脈寬 清屏、初始化面 fuwei=1 ? 西安交通大學(xué)電子系統(tǒng)實(shí)踐與設(shè)計(jì)報(bào)告 顯示“請(qǐng)按鍵??”提示，表示系統(tǒng)初始化、測頻已完成，程序已進(jìn)入按鍵掃描函數(shù)，此時(shí)按鍵有效。注意按鍵有防抖動(dòng)功能，故按鍵不能太快，當(dāng)按鍵后看到有清屏現(xiàn)象時(shí)表示按鍵有效。 Key0、 Key Key2 各鍵按下時(shí)，屏幕第一行均有滾動(dòng)顯示的“ working”狀態(tài)提示。信號(hào)測量范圍 20Hz9999Hz，當(dāng)算出頻率大于此范圍時(shí)， Key0、 Key1 按下均會(huì)顯示“超出范圍”提示，當(dāng)小于此范圍時(shí)，Key0、 Key1 按下均會(huì)顯示“ NO SIGNAL!”提示 .Key3 按下時(shí)，頻幕顯示“正在復(fù)位”提示，然后系統(tǒng)從頭開始。 Key4 按下時(shí)，頻幕顯示“謝謝使用”提示，然后系統(tǒng)重新初始化。具體流程見 圖 51 系統(tǒng)整體運(yùn)行邏輯框圖 六 、 電路圖 和 PLD 圖 西安交通大學(xué)電子系統(tǒng)實(shí)踐與設(shè)計(jì)報(bào)告 七 、 實(shí)驗(yàn)調(diào)試 、誤差分析 、參數(shù)確定 系統(tǒng)調(diào)試 方案的具體設(shè)計(jì)是分成三個(gè)模塊的，故調(diào)試也是分成三個(gè)獨(dú)立模塊，這樣的好處是，每次調(diào)試的時(shí)候程序都比較短，沒有很復(fù)雜的邏輯在里面容易調(diào)試通過和查處錯(cuò)誤。調(diào)試順序：頻率測試模塊、液晶顯示模塊、功能鍵 模塊，最后進(jìn)行系統(tǒng)整體功能完整調(diào)試。 （ 1） 頻率測試模塊： 直接計(jì)數(shù)測頻的調(diào)試：程序用 printf 語句 作為輸出，直接將方波信號(hào)接到T0 引腳上，程序?yàn)檠h(huán)測試，進(jìn)入 debug 狀態(tài)后，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率，觀察不斷刷新的窗口顯示，通過輸入輸出對(duì)比，檢查頻率測量的正常與否。 等精度測頻調(diào)試： 由于電路板發(fā)下的時(shí)間較遲，故該模塊的調(diào)試可在學(xué)習(xí)機(jī)上完成， 。 （ 2） 液晶顯示模塊調(diào)試： 該模塊是在電路板焊好后子環(huán)節(jié)在自己的電路板上調(diào)試的，因?yàn)榻泳€較多（ 20 個(gè)引腳）在學(xué)習(xí)機(jī)上調(diào)試不太方便。在電路板上調(diào) 試，不僅不用接線，還西安交通大學(xué)電子系統(tǒng)實(shí)踐與設(shè)計(jì)報(bào)告 可以檢查自己電路板的焊接是否存在問題。液晶顯示模塊原理比較陌生和難以理解，故可顯示最簡單的字符來檢查整個(gè)模塊的控制以及自己的程序設(shè)計(jì)是否有問題。等液晶顯示模塊可以正常顯示了，再添加內(nèi)容，比如漢字顯示，字符大小調(diào)整、顯示位置的調(diào)整等進(jìn)行調(diào)試驗(yàn)證，以完善程序和加深理解、整個(gè)模塊的調(diào)試還包括對(duì)自摸提取軟件的熟悉使用。 （ 3） 功能鍵模塊調(diào)試： 該模塊的調(diào)試有兩個(gè)作用：按鍵功能的程序?qū)崿F(xiàn)、通過功能鍵將前兩個(gè)程序模塊連接在一起。按鍵功能調(diào)試時(shí)不需要有太復(fù)雜的子函數(shù)，可簡單的添加不同的 printf語 句。等上述調(diào)試完成后，開始逐個(gè)添加功能鍵子程序進(jìn)行調(diào)試。然后對(duì)信號(hào)經(jīng)過 PLD傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)的接口電路進(jìn)行調(diào)試。 最后整機(jī)進(jìn)行調(diào)試，基本功能實(shí)現(xiàn)后可逐步修改顯示及按鍵是整個(gè)系統(tǒng)功能完善，顯示合理美觀。 誤差分析 （ 1） 方案一的誤差分析 在測量中，誤差分析計(jì)算是不可少的。理論上講不管對(duì)什么物理量的測量，不管用什么樣的測量方法，只要進(jìn)行測量，就可能存在誤差。誤差分析的目的就是要找出引起誤差的主要愿意，從而有針對(duì)地采取有效措施，減小測量誤差，提高測量的精確度。 在實(shí)際調(diào)試過程中，方案一測的頻率總是誤差很大，經(jīng)過檢 查，將單片機(jī)晶振當(dāng)作 12MHz 會(huì)產(chǎn)生時(shí)間閘門的擴(kuò)大，從而導(dǎo)致測頻數(shù)據(jù)變大。經(jīng)過調(diào)整將 1秒的時(shí)間閘門換算成 下，從而TH1=(6553610000*)/256=(655369216)/256。TH0=(655369216)%256。經(jīng)調(diào)整后誤差明顯下降，但還是存在穩(wěn)定的接近 1%的誤差。 方案一的固有誤差分析如下： TTNNffxx ????? 方案一的誤差由 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)脈沖相對(duì)誤差和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間相對(duì)誤差兩部分組成。因此，對(duì)這兩種相對(duì)誤差可以分別加以討論，然后相加得到總的頻率測量相對(duì)誤西安交通大學(xué)電子系統(tǒng)實(shí)踐與設(shè)計(jì)報(bào)告 差。 1? 誤差 在測頻時(shí)，主門的開啟