【文章內(nèi)容簡介】 不全為1。鍵盤中哪一個(gè)鍵按下可由列線逐列置低電平后，檢查行輸入狀態(tài)來判斷，其方法是依次給列線送低電平，然后檢查所有行線狀態(tài)，如果全為1，則所按下的鍵不在此列，如果不全為1，則所按下的鍵必在此列，而且是在與0電平線相交的交點(diǎn)上的那個(gè)鍵。3. 單片機(jī)鍵盤掃描法掃描法是在判定有鍵按下后逐列果行（或列）的狀態(tài)出現(xiàn)非全1狀態(tài)，如果（或列）的狀態(tài)出現(xiàn)非全1狀態(tài)，這時(shí)0狀態(tài)的行、列交點(diǎn)的鍵就是所按下的鍵?！　呙璺ǖ奶攸c(diǎn)是逐行（或逐列）掃描查詢，這時(shí)相應(yīng)行（或列）應(yīng)有上拉電阻接高電平。行列式鍵盤掃描程序就是采用掃描法來確定哪個(gè)鍵按下的，圖5中行線上拉電阻接＋5V，列線逐列掃描?！　〈_定矩陣式鍵盤上哪個(gè)鍵被按下時(shí)運(yùn)用掃描法，又稱為逐行（或列）掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識(shí)別方法，過程如下?！　∨袛噫I盤中有無鍵按下，將全部行線Y0、Y1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，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與2根行線相交叉的2個(gè)按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。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)，其他線為高電平，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鈕就是閉合的按鍵。 鍵盤電路的選取 考慮到此次課程設(shè)計(jì)所要用到的按鍵不是很多，而獨(dú)立式非編碼鍵盤不但不需要進(jìn)行按鍵編碼省去一些電路設(shè)計(jì)，而且它與單片機(jī)的接線也較簡單，對(duì)于獨(dú)立式非編碼鍵盤的抖動(dòng)問題可以用軟件去抖，因此我們選擇了獨(dú)立式非編碼式鍵盤。 顯示方案目前，市場(chǎng)上可以實(shí)現(xiàn)的單片機(jī)顯示方案有很多種，但考慮到我們知識(shí)的掌握程度及資源的可獲取，下面，我們只介紹其中的兩種：LED（Light Emitting Diode）顯示管和LCD（Liquid Crystal Display）液晶顯示屏，并比較兩種方案各自的優(yōu)缺點(diǎn)，決定出更好的顯示方案。 LED顯示方案1. LED顯示原理單片機(jī)通常使用7段LED構(gòu)成字型“8”，另外，還有一個(gè)小數(shù)點(diǎn)發(fā)光二極管，以顯示數(shù)字、符號(hào)及小數(shù)點(diǎn)。這種顯示方式有共陰級(jí)和共陽級(jí)兩種。發(fā)光二極管的陽極連在一起的稱為共陽極顯示器，陰極連在一起的稱為共陰極顯示器。一位顯示器由8個(gè)發(fā)光二極管組成，其中，7個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成的字型“8”的各個(gè)筆畫（段）a～g，另一個(gè)小數(shù)點(diǎn)為dp發(fā)光二極管。當(dāng)在某段發(fā)光二極管上施加一定的正向電壓時(shí)，該段筆劃即亮；不加電壓則暗。為了保護(hù)各段LED燈不被損壞，則外加限流電阻。2. LED顯示方式1）靜態(tài)顯示 靜態(tài)顯示就是當(dāng)顯示器顯示某個(gè)字符時(shí)，相應(yīng)的段（發(fā)光二極管）恒定地導(dǎo)通或者截止，直到顯示另一個(gè)字符為止。 LED顯示器工作在靜態(tài)顯示方式時(shí)，各位的共陰極接地；若為共陽極，則接+5V電源。每位的段選線分別與一個(gè)8位鎖存器的輸出口相連，顯示器中的各位相互獨(dú)立，而且各位的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存的輸出將維持不變。正因?yàn)槿绱?，靜態(tài)顯示器的亮度較高。這種顯示方式變成容易，管理也較簡單，但占用I/O口線資源較多。因?yàn)?，在顯示位數(shù)較多的情況下，一般都采用動(dòng)態(tài)顯示方式。2）動(dòng)態(tài)顯示在多位LED顯示時(shí)，為了簡化電路，降低成本，將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一個(gè)8位I/O控制。而共陰（或共陽）極公共端分別由相應(yīng)的I/O口線控制，實(shí)現(xiàn)各位的分時(shí)選通。由于LED所有段選線皆由一個(gè)8位I/O口控制，因此，在每一瞬間，LED燈會(huì)顯示相同的字符。要想每位顯示不同的字符，就必須采用掃描方法輪流點(diǎn)亮各位LED，即在每一瞬間只使用某一位顯示字符。在次瞬間，段選控制I/O口輸出相應(yīng)字符段選碼（字型碼），而位選則控制I/O口在該顯示位選送入選通電平，以保證該位顯示相應(yīng)字符。如此輪流，使每位分時(shí)顯示相應(yīng)字符。段選碼、位選碼每送入一次后延遲1ms，（100ms），所以每位顯示的間隔不必超過20ms，并保持延時(shí)一段時(shí)間，以造成視覺暫留效果，給人看上去每個(gè)數(shù)碼管總在亮。這種方式稱為軟件掃描顯示。3. LED顯示器接口電路 ：圖 ：圖 4. LED顯示電路的各類參數(shù)程序： LCD是由二極管構(gòu)成的，給一個(gè)高電平，則一個(gè)二極管亮，給一個(gè)八位的數(shù)字信號(hào)，則出現(xiàn)一個(gè)完整的數(shù)據(jù)。為使得LED要顯示相應(yīng)的數(shù)字，只需輸入一個(gè)八位的數(shù)字信號(hào)，因此，程序會(huì)相對(duì)比較簡單一點(diǎn)，對(duì)處理器的負(fù)荷也會(huì)低一點(diǎn)，同時(shí)費(fèi)時(shí)也會(huì)少一點(diǎn)。接口電路：引腳較少，功能簡單，配置靈活，與單片機(jī)接口方便，一些顯示方式需要運(yùn)用鎖存器鎖存，物理實(shí)現(xiàn)容易。安全穩(wěn)定性：有很強(qiáng)的電路適應(yīng)能力，微秒級(jí)響應(yīng)時(shí)間，實(shí)用范圍極廣，工作穩(wěn)定，使用壽命長，各個(gè)顯示器的亮度較高，是主動(dòng)發(fā)光器材，不受環(huán)境影響，顯示屏幕色彩艷麗，視角大，但承受電壓需要控制好，使用時(shí)需要接一個(gè)限流電阻。成本：物美價(jià)廉 LCD顯示方式1. LCD顯示原理 液晶的物理特性是：當(dāng)通電時(shí)導(dǎo)通，排列變的有秩序，使光線容易通過；不通電時(shí)排列混亂，阻止光線通過。讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線穿透。從技術(shù)上簡單地說，液晶面板包含了兩片相當(dāng)精致的無鈉玻璃素材，稱為Substrates，中間夾著一層液晶。當(dāng)光束通過這層液晶時(shí)，液晶本身會(huì)排排站立或扭轉(zhuǎn)呈不規(guī)則狀，因而阻隔或使光束順利通過。大多數(shù)液晶都屬于有機(jī)復(fù)合物，由長棒狀的分子構(gòu)成。在自然狀態(tài)下，這些棒狀分子的長軸大致平行。將液晶倒入一個(gè)經(jīng)精良加工的開槽平面，液晶分子會(huì)順著槽排列，所以假如那些槽非常平行，則各分子也是完全平行的。1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表編號(hào)符號(hào)引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極2. LCD顯示器類型液晶顯示器按照控制方式不同可分為被動(dòng)矩陣式LCD及主動(dòng)矩陣式LCD兩種。 1） 被動(dòng)矩陣式LCD在亮度及可視角方面受到較大的限制，反應(yīng)速度也較慢。由于畫面質(zhì)量方面的問題，使得這種顯示設(shè)備不利于發(fā)展為桌面型顯示器，但由于成本低廉的因素，市場(chǎng)上仍有部分的顯示器采用被動(dòng)矩陣式LCD。被動(dòng)矩陣式LCD又可分為TNLCD(Twisted NematicLCD，扭曲向列LCD)、STNLCD(Super TNLCD，超扭曲向列LCD)和DSTNLCD(Double layer STNLCD，雙層超扭曲向列LCD)。 2） 目前應(yīng)用比較廣泛的主動(dòng)矩陣式LCD，也稱TFTLCD(Thin Film TransistorLCD，薄膜晶體管LCD)。TFT液晶顯示器是在畫面中的每個(gè)像素內(nèi)建晶體管，可使亮度更明亮、色彩更豐富及更寬廣的可視面積。與CRT顯示器相比，LCD顯示器的平面顯示技術(shù)體現(xiàn)為較少的零件、占據(jù)較少的桌面及耗電量較小，但CRT技術(shù)較為穩(wěn)定成熟。3. LCD接口電路以LCD與80c51連接為例：4. LCD顯示電路的各類參數(shù) 程序：LCD程序由于需要不斷對(duì)顯示屏的每一行或者每一列不斷掃描 ，寫入數(shù)據(jù)，輸出數(shù)據(jù)，所以程序相對(duì)比較復(fù)雜，完成掃描的一個(gè)周期也相對(duì)比較長，如果處理器處理能力較低，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行安穩(wěn)性有一定的影響。 接口電路：引腳較多，因此電路連接比較復(fù)雜，但功能比較多，一般需要一個(gè)鎖存器對(duì)信號(hào)進(jìn)行鎖存。 安全穩(wěn)定性：一般需要單片機(jī)等可編程邏輯器來執(zhí)行輸入輸出，使用范圍多為較復(fù)雜儀器，工作穩(wěn)定，使用壽命長，顯示屏幕畫面細(xì)膩、視感好，但視覺角度小，需要注意好電壓范圍，同時(shí)要對(duì)表面保護(hù)，容易物理損壞。 成本：比較昂貴 顯示方案的選取結(jié)合實(shí)際情況，由于本次課程設(shè)計(jì)要求在有限的10天時(shí)間內(nèi)完成，同時(shí)考慮到LCD顯示方式電路設(shè)計(jì)較容易、工作穩(wěn)定性較好、顯示屏幕畫面細(xì)膩、視感好等優(yōu)點(diǎn)，選取LED顯示器比較合適。 整體方案此處測(cè)速 圖 3. 調(diào)試及結(jié)果 完成總的電路焊接后，我們進(jìn)行了電路的功能調(diào)試。在這個(gè)過程當(dāng)中，我們是分步進(jìn)行測(cè)試的，發(fā)現(xiàn)開始直流電機(jī)轉(zhuǎn)不起來是由于電壓可能不夠大驅(qū)動(dòng)可控的開關(guān)器件；后來進(jìn)行速度顯示的時(shí)候LCD不亮可能是由于電路板焊接不夠好、比較亂導(dǎo)致供電電壓接錯(cuò)了，跟著能亮了但是仍不能正確顯示速度經(jīng)檢查應(yīng)該是程序在這部分有出錯(cuò)，在這里我們搞了很久都沒成功最后只能放棄了。 最終的實(shí)物作品只實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的啟動(dòng)、停止、加速、減速，速度反饋這些功能，加減速這里分兩級(jí)（5級(jí)和1級(jí)），但是速度LCD顯示沒成功。4. 過程、體會(huì)與收獲 本次的課程設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)一個(gè)單閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)壓調(diào)速控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，主要涉及了電路、模擬電路、數(shù)字電路、自動(dòng)控制原理、電力電子、電機(jī)與拖動(dòng)以及單片機(jī)技術(shù)的知識(shí)，但由于多半是幾個(gè)學(xué)期前所學(xué)知識(shí)，同時(shí)我們致力于找工作的事，讓我們的知識(shí)遺忘了很多很多。拿到課程設(shè)計(jì)題目以及要求時(shí)，我們一時(shí)間沒有完整的思緒，只得一知半解，但課程設(shè)計(jì)必須進(jìn)行下去，不能丟，因此，我們對(duì)課程設(shè)計(jì)所涉及的知識(shí)簡單的瀏覽復(fù)習(xí)了，然后開始了我們的課程設(shè)計(jì)。先是簡單的分工，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)分為幾個(gè)部分，每個(gè)同學(xué)負(fù)責(zé)其中的一個(gè)或者幾個(gè)部分，進(jìn)行資料收集，然后將收集的資料匯總，進(jìn)行整體融合，最后出來一個(gè)粗糙的系統(tǒng)。由于系統(tǒng)是幾個(gè)部分的融合，不確定是否能正常運(yùn)行，為此，我們?cè)谟?jì)算機(jī)上用仿真軟件進(jìn)行了電路模擬，在不斷失敗不斷修改不斷嘗試的循環(huán)過程中，我們?cè)诓粩嗄ズ现姓冶容^合適的方案，功夫不負(fù)有心人，在最后確定了正常的運(yùn)行方案。在確定正常運(yùn)行方案的過程中，編程一直是我們的一大難題，因?yàn)槌绦虮仨毟鶕?jù)電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行編制，在每次修改電路方案的同時(shí)，我們編的程序也必須跟著修改進(jìn)行銜接。仿真成功之后，接下來的工作是對(duì)系統(tǒng)的實(shí)際焊接，焊接工作是簡單而繁瑣的，因此參差著許多的粗心，焊接很快完成，但系統(tǒng)并不想實(shí)際那樣很正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在重新檢查一遍以及做了一些防干擾措施之后，系統(tǒng)終于能夠正常地運(yùn)轉(zhuǎn)了，我們也終于松了口氣，也無比激動(dòng)，我們成功了。通過這次的課程設(shè)計(jì)，我們收益匪淺，一、不僅僅讓我們重新學(xué)習(xí)了之前所學(xué)的知識(shí)，這些知識(shí)對(duì)于我們找工作有很大的益處，一是幫助我們?cè)趹?yīng)聘時(shí)的筆試取得好的成績，也可以為我們?cè)诿嬖嚂r(shí)候能夠答辯正確并給面試官留下深刻的印象，同時(shí)本次課程設(shè)計(jì)類似于我們的課程設(shè)計(jì)，也就作為我們下學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)的前奏，讓我們?cè)谙聦W(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠成功。二、在這次的課程設(shè)計(jì)，讓我們深深感悟到團(tuán)隊(duì)合作的精神。從收集資料到集體設(shè)計(jì)，然后到電腦仿真，再到焊接元件，最后到調(diào)試測(cè)驗(yàn)，我們都進(jìn)行了簡單的分工，不同人扮演不同的角色，勇于承擔(dān)角色的責(zé)任，全程負(fù)責(zé)。個(gè)人的力量是十分有限的，但團(tuán)隊(duì)的力量卻是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超乎人們的想象，對(duì)于大學(xué)生而已，在今時(shí)今日，培養(yǎng)和鍛煉團(tuán)隊(duì)合作精神具有必要性和重要性。三、此次實(shí)驗(yàn)，我們遇過過很多棘手問題，一方面我們知識(shí)的忘卻以及經(jīng)驗(yàn)的缺乏，另一方面我們少找指導(dǎo)老師幫助，盡力自己研發(fā)完成，想完全靠我們自己去解決各個(gè)問題。雖然困難重重，但我們不但不會(huì)茫然不知所措，反而更加積極地去找出問題的所在，不斷吸取經(jīng)驗(yàn)和方法，解決了一