【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，是具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。 STC89C52 使用經(jīng)典的 MCS51 內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng) 51 單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié) Flash， 512 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線， 看門(mén)狗定時(shí)器 ，內(nèi)置 4KB EEPROM， MAX810 復(fù)位電路， 3 個(gè)16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器， 4 個(gè)外部中斷，一個(gè) 7 向量 4 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51 的 5 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工 串行口 。另外 STC89C52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， RAM 7 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率 35MHz， 6T/12T 可選。 STC89C52 引腳圖如下 圖所示 ： 圖 167。 單片機(jī)的性能參數(shù) STC89C52 單片機(jī)的主要性能參數(shù)如下： (1)與 MCS． 5 1產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 ； (2)4k字節(jié)在系統(tǒng)編程 (ISP)Flash閃速存儲(chǔ)器 ； (3)1000次擦寫(xiě)周期 ； (4)5V的工作電壓范圍 ； (5)全境態(tài)工作模式： 0Hz． 33MHz； (6)三級(jí)程序加密鎖 ； (7)1288字節(jié)內(nèi)部 RAM； (8)32個(gè)可編程 I／ O口線 ； (9)2個(gè) 16位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器 ； (10)6個(gè)中斷源 ； 8 (11)全雙工串行 UART通道 ； (12)低功耗空閑和掉電模式 ； (13)中斷可從空閑模喚醒系統(tǒng) ； (14)看門(mén)狗 (wDT)及雙數(shù)據(jù)指針 ； (15)掉電標(biāo)識(shí)和快速編程特性 ； (16)靈活的在線系統(tǒng)編程 。 167。 鍵盤(pán)模塊的設(shè)計(jì) 167。 矩陣鍵盤(pán)的結(jié)構(gòu)及其工作原理 在 鍵盤(pán) 中按鍵數(shù)量較多時(shí)，為了減少 I/O 口的占用，通常將按鍵排列成矩陣 形式，如圖 1所示。在 矩陣 式 鍵盤(pán) 中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過(guò)一個(gè)按鍵加以連接。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(pán) 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(pán) ，而直接用端口線則只能多出一鍵（ 9鍵）。由此可見(jiàn)，在需要的鍵數(shù)比較多時(shí)，采用 矩陣 法來(lái)做鍵盤(pán)是合理的。 矩陣 式結(jié)構(gòu)的 鍵盤(pán) 顯然比直接法要復(fù)雜一些，識(shí)別也要復(fù)雜一些，上圖中，列線通過(guò)電阻接正電源，并將行線所接的 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(méi)有按下時(shí)，所有的輸入端都是高電平，代表無(wú)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(guò)讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。 下圖為矩陣鍵盤(pán)的電路原理 圖： 9 圖 167。 矩陣式鍵盤(pán)的按鍵識(shí)別方法 確定矩陣式 鍵盤(pán) 上 何鍵 被按下介紹一種 “行掃描法 ”。 行掃描法又稱(chēng)為逐行（或列）掃描查詢(xún)法，是一種最常用的按鍵識(shí)別方法，如上圖所示 鍵盤(pán) ，介紹過(guò)程如下。 （ 1）判斷 鍵盤(pán) 中有無(wú)鍵按下 將全部行線 Y0Y3置低電平 ，然后檢測(cè)列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示 鍵盤(pán) 中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與 4根行線相交叉的 4個(gè)按鍵之中。若所有列線均為高電平，則 鍵盤(pán) 中無(wú)鍵按下。 （ 2）判斷閉合鍵所在的位置 在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過(guò)程。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時(shí)，其它線為 高電平。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測(cè)各列線的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。 下面給出一個(gè)具體的例子： 如圖 22上所示。 8031單片機(jī) 的 P1口用作 鍵盤(pán) I/O 口，鍵盤(pán)的列線接到 10 P1口的低 4位，鍵盤(pán)的行線接到 P1口的高 4位。列線 4個(gè)上拉電阻到正電源 +5V，并把列線 ，行線 為輸出線。 4根行線和 4根列線形成 16個(gè)相交點(diǎn)。 (1)檢測(cè)當(dāng)前是否有鍵被按下。檢測(cè)的方法是 “0”，讀取，若 “1”，則無(wú)鍵閉合，否則有鍵閉合。 (2)去除鍵抖動(dòng)。當(dāng)檢測(cè)到有鍵按下后，延時(shí)一段時(shí)間再做下一步的檢測(cè)判斷。 (3)若有鍵被按下，應(yīng)識(shí)別出是哪一個(gè)鍵閉合。方法是對(duì) 鍵盤(pán) 的行線進(jìn)行掃描。 4種組合依次輸出： 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 在每組行輸出時(shí)讀取 ，若全為 “1”，則表示為 “0”這一行沒(méi)有鍵閉合，否則有鍵閉合。由此得到閉合鍵的行值和列值，然后可采用計(jì)算法或查表法將閉合鍵的行值和列值轉(zhuǎn)換成所定義的鍵值 (5)為了保證鍵每閉合一次 CPU 僅作一次處理，必須卻除鍵釋放時(shí)的抖動(dòng)。 167。 顯示模塊的設(shè)計(jì) 167。 數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)及其原理 數(shù)碼管也稱(chēng) LED 數(shù)碼管 ，晶美、光電、不同行業(yè)人士對(duì)數(shù)碼管的稱(chēng)呼不一樣，其實(shí)都是同樣的產(chǎn)品。 數(shù)碼管 按段數(shù)可分為 七段數(shù)碼管 和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè) 發(fā)光二極管 單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè) “8”可分為 1位、 2位、 3位、 4位、 5位、 6位、 7位等數(shù)碼管； 按發(fā)光二極管單元連接方式可分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極 (COM)的數(shù)碼管，共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到 +5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng) 11 字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一 起形成公共陰極 (COM)的數(shù)碼管，共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到地線 GND 上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。 led 數(shù)碼管 （ LED Segment Displays）是由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成 “8”字型的 器件 ，引線已 在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個(gè)筆劃，公共電極。 led 數(shù)碼管常用段數(shù)一般為 7 段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，還有一種是類(lèi)似于 3 位 “+1”型。位數(shù)有半位， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 8， 10 位等等， led 數(shù)碼管根據(jù) LED 的接法不同分為共陰和 共陽(yáng)兩類(lèi)，了解 LED 的這些特性，對(duì)編程是很重要的，因?yàn)椴煌?lèi)型的數(shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。圖 2 是共陰和共陽(yáng)極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。顏色有紅，綠，藍(lán)，黃等幾種。led 數(shù)碼管廣泛用于儀表，時(shí)鐘，車(chē)站，家電等場(chǎng)合。選用時(shí)要注意產(chǎn)品尺寸顏色，功耗，亮度，波長(zhǎng)等。在本次設(shè)計(jì)中，我們選擇 8 位共陰數(shù)碼管。 圖 167。 數(shù)碼管的接口電路的設(shè)計(jì) 一、鍵盤(pán)輸入電路 鍵盤(pán)是由若干個(gè)按鍵組成的開(kāi)關(guān)組 ,當(dāng)沒(méi)有一個(gè)鍵按下時(shí)，所有行線輸出為 1；當(dāng)某個(gè)鍵按下時(shí)，該鍵所在的行線和列線短接，行線的輸出由列線的輸入電平?jīng)Q定， 74LS164 可提供鍵盤(pán)的列掃描信號(hào)。 二、鍵盤(pán)信號(hào)的識(shí)別 12 本設(shè)計(jì)采 用的是非編碼式鍵盤(pán)，采用軟件方法判別究竟是哪一個(gè)鍵按下。其過(guò)程如下： (1) 進(jìn)行整體掃描 ； (2) 當(dāng)有鍵按下時(shí) 。 三、鍵盤(pán)消抖的處理 機(jī)械按鍵在閉合時(shí)不會(huì)馬上穩(wěn)定接通，在斷開(kāi)時(shí)也不會(huì)一下子斷開(kāi)，而是伴隨著一連串的抖動(dòng)。為保證 CPU 對(duì)按鍵的一次閉合僅做一次處理，對(duì)抖動(dòng)信號(hào)必須進(jìn)行消抖處理。本系統(tǒng)采用軟件消抖，調(diào)用子程序?qū)崿F(xiàn)延時(shí) 10 ms，待鍵閉合穩(wěn)定后再次接受鍵入的信號(hào)，此時(shí)抖動(dòng)已經(jīng)停止，鍵盤(pán)狀態(tài)有效。 四、顯示器電路 (1)LED顯示器工作原理。顯示器為七段數(shù)碼管，需由驅(qū)動(dòng)電路 7407(反向器 )驅(qū)動(dòng)，并采用共陰極接法。共陰極 LED顯示器的陰極共地，當(dāng)某二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮。十進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)的段碼見(jiàn)表 21。 表 21 七段 LED顯示器段碼表 (共陰極 ) 顯示字符 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 . 段碼 3FH 06H 5BH 4FH 6