【文章內(nèi)容簡介】 /O 口時， P2口可輸出高 8位地址。 P2 口也可作為普通的 I/O 口使用。當(dāng)作為普通的 I/O 口輸入時，應(yīng)先向端口的輸出鎖存器寫入 1。 P2 口可驅(qū)動 4個 LS型 TTL 負(fù)載。 4） P3 口： 8位，準(zhǔn)雙向 I/O 口，具有內(nèi)部上拉電阻。 P3 口可作為通用 I/O 口 使用，當(dāng)作為通用的 I/O 口輸入時應(yīng)先向端口的輸出鎖存器寫入 1。 P2口可驅(qū)動 4 個 LS 型 TTL 負(fù)載。 P3 口還可提供第二功能。其第二功能定義如下表： 表 P3 口第二功能定義 端口引腳 第二功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0外部輸入） T1（記時器 1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 13 顯示模塊 在本設(shè)計中使用 LCD1602 液晶顯示器作為顯示模塊。其實際外觀如圖 所示： 圖 LCD1602 實際外觀圖 LCD1602 模塊內(nèi)部自帶字符發(fā)生存儲器（ CGROM） ,字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“ A”的代碼是（ 41H），顯示時模塊把代碼 41H 發(fā)給液晶模塊，我們就能在液晶上看到字母“ A”。 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令，豐富的指令可以完成液晶的時序控制、工作方式式設(shè)置和數(shù)據(jù)顯示等。 采 用的 LCD1602 液晶模塊是標(biāo)準(zhǔn) 16針插座，接口電路如 圖 所示： 圖 LCD1602 接口接口電路 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 14 LCD1602 的引腳功能和指令分別如表 和表 ： 表 LCD1602 引腳功能 第 1腳 VSS 為地電源 第 2腳 VDD 接 5V正電源 第 3腳 V0 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度。 實際電路中采用 2K 電阻到地，比較理想。 第 4腳 RS 為寄存器選擇，高電平選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平選擇指令寄存器。 第 5腳 RW 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。 當(dāng) RS 和 RW 共同為低電平時 （ 00）可以寫入指令或者顯示地址； 當(dāng) RS 為低電平 RW 為高電平時（ 01）可以讀入忙信號； 當(dāng) RS 為高電平 RW 為低電平時（ 10）可以寫 入數(shù)據(jù)。 第 6腳 E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 第7～14腳 D0～ D7 為 8位雙向數(shù)據(jù)線。 第15～16腳 背光陽極和背光陰極。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 15 表 LCD1602 指令表 指令 1 清顯示 指令碼 01H, 光標(biāo)復(fù)位到地址 00H位置； 指令 2 光標(biāo)復(fù)位 指令碼 02H, 光標(biāo)返回到地址 00H位置 ； 指令 3 光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D位 → 光標(biāo)移動方向，高電平右移，低電平左移； S 位 → 屏幕上所有文字是否左移或者右移，高電平有效，低電平無效； 指令 4 顯示開關(guān)控制 D 位 → 控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示； C 位 → 控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo)； B 位 → 控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍 ； 指令 5 光標(biāo)或顯示移位 S/C位 → 高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標(biāo) 指令 6 功能命令設(shè)置 DL位 高電平時為 4位數(shù)據(jù)總線，低電平時為 8位總線； N— 位低電平時為單行顯示，高電平時為雙行顯示； F— 位低電平時顯示 5x7的點陣字符 ,高電平時為 5x10的點陣字符； 指令 7 字符發(fā)生器 RAM地址設(shè)置 指令 8 DDRAM地址設(shè)置 指令 9 讀忙信號和光標(biāo)地址 BF位 → 為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù) 指令10 寫數(shù)據(jù) 指令11 讀數(shù)據(jù) LCD 的特點： 低壓微功耗； 平板型結(jié)構(gòu)； 被動顯示型 (無眩光，不刺激人眼，不會引起眼睛疲勞 )； 顯示信息量大 (因為像素可以做得很小 )； 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 16 易于彩色化 (在色譜上可以非常準(zhǔn)確的復(fù)現(xiàn) )； 無電磁輻射 (對人體安全，利于信息保密 )； 長壽命 (這種器件幾乎沒有什么劣化問 題，因此壽命極長，但是液晶背光壽命有限，不過背光部分可以更換 )。 輸入模塊 計算器輸入數(shù)字和其他功能按鍵要用到很多按鍵，假如采用獨立按鍵的方式，這種情況下，編程會比較簡單，但卻會占用大量的 I/O 口資源，所以在很多情況下都不采用這種方式。為此，我們引入矩陣鍵盤，即采用四條 I/O 線作為行線，四條 I/O 線作為列線組成鍵盤，在行線和列線的每一個交叉點上設(shè)置一個按鍵。這樣鍵盤上按鍵的個數(shù)就為 44 個。這種行列式的鍵盤結(jié)構(gòu)能夠有效地提高單片機系統(tǒng)中 I/O 口的利用率。 矩陣鍵盤的按鍵設(shè)在行列線交點上，鍵盤的行線或 列線接上正電。 假如鍵盤的行線接上正電，則無按鍵按下時，行線處于高電平狀態(tài)；當(dāng)有按鍵按下時，行線電平狀態(tài)將由與此行線相連的列線決定。列線的電平如果為低，則行線電平為低；列線電平如果為高，則行線的電平也為高，這一點是識別行列式鍵盤按鍵是否按下的關(guān)鍵所在。由于行列式鍵盤中行列線為多鍵共用，各按鍵均影響該鍵所在行和列的電平，因此各按鍵彼此將相互發(fā)生影響，所以必須將行、列線信號配合起來并做適當(dāng)?shù)奶幚恚拍艽_定閉合鍵的位置。 本設(shè)計中所用到的鍵盤電路如圖 ： 1 2 3 +4 5 6 7 8 9 *CE = /0 圖 鍵盤電路 綜合以上模塊的設(shè)計介紹，可 以確定系統(tǒng)硬件的設(shè)計。其設(shè)計圖如圖 所示： 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 17 E A /V P P31X T A L 119X T A L 218R S T9P 37 / R D17P 36 / W R16P 32 / IN T 012P 33 / IN T 113P 34 / T 014P 35 / T 115P 10 / T 21P 11 / T 2E X2P 123P 134P 145P 15 ( M O S I)6P 16 ( M IS O )7P 17 ( S C K )8A D 0/ P 0039A D 1/ P 0138A D 2/ P 0237A D 3/ P 0336A D 4/ P 0435A D 5/ P 0534A D 6/ P 0633A D 7/ P 0732A 8/ P 2021A 9/ P 2122A 10 / P 2223A 11 / P 2324A 12 / P 2425A 13 / P 2526A 14 / P 2627A 15 / P 2728P S E N29A L E /P R O G30P 31 / T X D11P 30 / R X D10GND20V C C40U251 / 52R310kC330PC230PY112MC110 u FV C CV C CP 17P 26P 27P 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 2512345678910111213141516J6C O N 16V S SV D DV0RSR / WED B 0D B 1D B 2D B 3D B 4D B 5D B 6D B 7KAV C CV C CP 27P 26P 25液晶V C C17CE2580369=+*/P 1 0 P 1 1 P 1 2 P 1 3P 1 4P 1 5P 1 6P 1 74R E TC O M1R12R23R34R45R56R67R78R89R P 110KP 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 07P 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 07R1R210K32 1P1DC112233445566S1S W IT C HV C C 圖 系統(tǒng)硬件原理圖 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 18 第四章 軟件設(shè)計 簡易計算器的程序主要包括以下功能模塊： 按鍵掃描模塊。 基于 LCD液晶顯示屏的 顯示模塊。 運算模塊。 主模塊。 主程序的設(shè)計 主程序通過調(diào)用函數(shù)實現(xiàn)對整個程序的控制，包括對 LCD1602液晶的初始化，對輸入按鍵判斷，進行加減乘除運算，輸出計算結(jié)果等。 其程序流程圖如圖 所示： 圖 主程序流程圖 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 19 鍵盤掃描的程序設(shè)計 按鍵的識別分為掃描法和線反轉(zhuǎn)法兩種。掃描法要逐列掃描查詢，當(dāng)被按下的鍵處于最后一列時，則要經(jīng)過多次掃描才能最后獲得此按鍵所處的行列值。而線反轉(zhuǎn)法則很簡練，無論被按鍵是處于第一列或最后一列，均只需經(jīng)過兩步便能獲得此按鍵所在的行列值。由于線反轉(zhuǎn)法更加簡單實用，故本設(shè)計采用線反轉(zhuǎn)法來完成鍵盤掃描程序的設(shè)計。線反轉(zhuǎn)法的兩個具體操作步驟如下： 1. 讓行線編程為輸入線，列線編程為輸出線，并使輸出線輸出為全低電平，則行線中電平由高變低的所在行為按鍵所在行。 2. 再把行線編程為輸出線，列線編程為輸入線，并使輸出線輸出為全低電平，則 行線中電平由高變低的所在列為按鍵所在列。 在鍵盤掃描程序中當(dāng)數(shù)字鍵按下則將相應(yīng)的數(shù)字送入緩存區(qū)，當(dāng)功能鍵按下則執(zhí)行相應(yīng)的程序。 另外，鍵盤的工作方式有三種，分別是編程掃描，定時掃描和中斷掃描。其中，編程掃描只有當(dāng)單片機空閑時，才調(diào)用鍵盤掃描子程序，反復(fù)掃描鍵盤，等待用戶從鍵盤上輸入命令或數(shù)據(jù)，來響應(yīng)鍵盤的輸入請求。定時掃描即每隔一定的時間對鍵盤掃描一次。中斷掃描只有在鍵盤有鍵按下時，才執(zhí)行鍵盤掃描程序并執(zhí)行該按鍵功能程序，如果無鍵按下，單片機將不理睬鍵盤，這種方式可進一步提高單片機掃描鍵盤的工作效率。 由于 本設(shè)計中單片機除了鍵盤掃描、計算和 LCD顯示控制外并無其它工作，所以用簡單的編程掃描方式更為合適。 其流程圖如圖 ： 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 20 N Y 圖 按鍵掃描程序流程圖 開始 賦按鍵接口初值 有 鍵 按 下嗎？ 反轉(zhuǎn)按鍵接口初值 判斷閉合鍵盤鍵號 計算鍵號 返回鍵號 結(jié)束 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 21 鍵盤掃描程序的主體如下： short temp1,temp2,temp,a=0xff。 P1=0xf0。 /* 輸入行值（或列值） */ LCD_Delay_ms(20)。 /* 延時 */ temp1=P1。 /* 讀列值（或行值） */ P1=0xff。 LCD_Delay_ms(20)。 /* 延時程序 */ P1=0x0f。 /* 輸入列值（或行值） */ LCD_Delay_ms(20)。 /* 延時 */ temp2=P1。 /* 讀行值（或列值） */ P1=0xff。 temp=(temp1amp。0xf0)|(temp2amp。0xf)。 /* 將兩次讀入數(shù)據(jù)組合 */ 顯示模塊程序設(shè)計 顯示模塊程序需要首先要對顯示模塊進行初始化，然后向 LCD1602液晶寫入指 令，最后向 LCD1602液晶寫入數(shù)據(jù)。因此其需要三個函數(shù)來完成該程序的設(shè)計，三個函