【文章內(nèi)容簡介】 （2）程序查詢方式：通過讀I/O狀態(tài)，當(dāng)有鍵被按下時(shí)相應(yīng)的I/O口線變?yōu)榈碗娖剑幢话聪碌逆I對(duì)應(yīng)的I/O口線保持為高電平，這樣通過讀I/O口狀態(tài)可判斷是否有鍵按下和哪一個(gè)鍵被按下，在需要鍵盤輸入的時(shí)候，調(diào)用掃描程序，獲得掃描的狀態(tài)值。由于采用這種結(jié)構(gòu)，在不需要輸入的時(shí)刻，CPU是不對(duì)鍵盤進(jìn)行相應(yīng)的掃描，鍵盤被旁路。（3）定時(shí)查詢方式：和程序查詢方式一樣，也是通過讀I/O狀態(tài)，當(dāng)有鍵被按下時(shí)相應(yīng)的I/O口線變?yōu)榈碗娖?，而未被按下的鍵對(duì)應(yīng)的I/O口線保持為高電平，這樣通過讀I/O口狀態(tài)可判斷是否有鍵按下和哪一個(gè)鍵被按下，不同的是定時(shí)查詢是利用定時(shí)器產(chǎn)生中斷，每次中斷查詢一次I/O端口，實(shí)時(shí)性較強(qiáng)。本次設(shè)計(jì)中我們采用中斷掃描的方式。 鍵盤抖動(dòng)消除方法鍵盤是由若干按鍵組成的開關(guān)矩陣，它是微型計(jì)算機(jī)最常用的輸入設(shè)備，用戶可以通過鍵盤向計(jì)算機(jī)輸入指令、地址和數(shù)據(jù)。一般單片機(jī)系統(tǒng)中采用非編碼鍵盤，非編碼鍵盤是由軟件來識(shí)別鍵盤上的閉合鍵，它具有結(jié)構(gòu)簡單，使用靈活等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于單片機(jī)系統(tǒng)。如圖311所示： 圖311 非編碼鍵盤按鍵開關(guān)的抖動(dòng)問題 組成鍵盤的按鍵有觸點(diǎn)式和非觸點(diǎn)式兩種，單片機(jī)中應(yīng)用的一般是由機(jī)械觸點(diǎn)構(gòu)成的。在下圖中，當(dāng)開關(guān)S未被按下時(shí)，輸入端為高電平，S閉合后，輸入端為低電平。由于按鍵是機(jī)械觸點(diǎn)，當(dāng)機(jī)械觸點(diǎn)斷開、閉合時(shí)，會(huì)有抖動(dòng)動(dòng)，輸入端的波形如圖310所示。這種抖動(dòng)對(duì)于人來說是感覺不到的，但對(duì)計(jì)算機(jī)來說，則是完全可以感應(yīng)到的，因?yàn)橛?jì)算機(jī)處理的速度是在微秒級(jí)，而機(jī)械抖動(dòng)的時(shí)間至少是毫秒級(jí)，對(duì)計(jì)算機(jī)而言，這已是一個(gè)“漫長”的時(shí)間了。前面我們講到中斷時(shí)曾有個(gè)問題，就是說按鍵有時(shí)靈，有時(shí)不靈，其實(shí)就是這個(gè)原因，你只按了一次按鍵，可是計(jì)算機(jī)卻已執(zhí)行了多次中斷的過程，如果執(zhí)行的次數(shù)正好是奇數(shù)次，那么結(jié)果正如你所料，如果執(zhí)行的次數(shù)是偶數(shù)次，那就不對(duì)了。為使CPU能正確地讀出輸入口的狀態(tài)，對(duì)每一次按鍵只作一次響應(yīng)，就必須考慮如何去除抖動(dòng)，常用的去抖動(dòng)的方法有兩種：硬件方法和軟件方法硬件消抖：硬件削抖是采用硬件電路的方法對(duì)鍵盤的按下抖動(dòng)及釋放抖動(dòng)進(jìn)行削抖，經(jīng)過削抖電路后使按鍵的電平信號(hào)只有兩種穩(wěn)定的狀態(tài)。常用的削抖電路有觸發(fā)器削抖電路、濾波削抖電路兩種。硬件削抖電路如圖312所示： 圖312 硬件削抖電路軟件消抖：是在單片機(jī)獲得P1口為低的信息后，不是立即認(rèn)定S1已被按下，而是延時(shí)10毫秒或更長一些時(shí)間后再次檢測(cè)P1口，如果仍為低，說明S1的確按下了，這實(shí)際上是避開了按鍵按下時(shí)的抖動(dòng)時(shí)間。而在檢測(cè)到按鍵釋放后（P1口為高）再延時(shí)510個(gè)毫秒，消除后沿的抖動(dòng)，然后再對(duì)鍵值處理。不過一般情況下，我們通常不對(duì)按鍵釋放的后沿進(jìn)行處理，實(shí)踐證明，也能滿足一定的要求。當(dāng)然，實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)按鍵的要求也是千差萬別，要根據(jù)不同的需要來編制處理程序，但以上是消除鍵抖動(dòng)的原則。這里我們采用軟件消抖的方法。 顯示電路的設(shè)計(jì) 過程顯示電路的設(shè)計(jì)在本次設(shè)計(jì)中，應(yīng)用八個(gè)二極管代表過程顯示電路。與8255的PA口連接，采用共陽級(jí)加上一個(gè)上拉電阻即可。如圖312所見。單片機(jī)在上電初始后，其各端口輸出為高電平。想讓LED1滅，LED0亮，，LED1就熄滅LED2隨后既點(diǎn)亮！依此始類推如下所示8只LED便變會(huì)一亮一暗代表一個(gè)順序的過程.圖313 過程顯示電路 狀態(tài)顯示電路的設(shè)計(jì)在本次設(shè)計(jì)中，應(yīng)用LED顯示器作為順序控制系統(tǒng)的輸出器件，用來顯示順序系統(tǒng)的時(shí)間，循環(huán)次數(shù)，以及工作步驟。由若干個(gè)發(fā)光二極管組成，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)筆畫發(fā)亮，控制不同組合的發(fā)光二極管導(dǎo)通，能夠顯示各種字符，常用的LED顯示器有7段和“米”字段之分，分為共陽極和共陰極兩種。如圖314，315所示，圖314 共陰極顯示電路 315 共陽極顯示電路共陰極LED顯示器的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常次公共陰極接地，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮。共陽極LED顯示器的發(fā)光二極管的陽極連接在一起，通常此公共陽極接正電壓，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陰極接低電平時(shí)，相應(yīng)的段被點(diǎn)亮。在此次設(shè)計(jì)中，LED顯示器 用來顯示過程步驟，時(shí)間，以及循環(huán)次數(shù)，不需要特殊字符，所以采用7段LED顯示器，外形圖如下 316 LED顯示電路此電路中，74L373用于驅(qū)動(dòng)LED的8位段碼，8位LED相應(yīng)的a—g段連在一起，它們的公共端分別連至由74LS138譯碼選通后經(jīng)DS75492反相驅(qū)動(dòng)的輸出端。這樣當(dāng)選通某一位LED時(shí)，相應(yīng)的地址線(DS75492輸出端)輸出的是高電平，所以我們的LED選用共陽LED數(shù)碼管。LED點(diǎn)亮的時(shí)間太短，LED的亮度太低，肉眼無法看清，所以一般均取幾個(gè)ms左右為宜，這就要求在編寫程序時(shí)，選通某一位LED使其點(diǎn)亮并保持一定的時(shí)間，程序上常采用的是調(diào)用延時(shí)子程序。在C51指令中，延時(shí)子程序是相當(dāng)簡單的，并且延時(shí)時(shí)間也很容易更改，可參見程序清單中的DELAY延時(shí)子程序。為簡單起見，我們只是編寫了8位LED同步顯示00000000—11111111直到99999999數(shù)字，并且反復(fù)循環(huán)。程序很簡單，流程圖略去。顯示電路原理如圖317所示顯示電路PCB如果318所示圖317 顯示電路原理圖動(dòng)態(tài)掃描的頻率有一定的要求，頻率太低，LED將出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。如頻率太高，由于每個(gè)圖318 顯示電路PCB圖7段LED字型碼如表31。 表 31 7段LED字型碼表顯示字符 共陰極字型碼共陽極字型碼 03FHC0H 106HF9H 25BHA4H34FHB0H466H99H56DH92H67DH82H707HF8H87FH80H96FH90H4 軟件設(shè)計(jì)(1) 此次設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)程序采用主程序、顯示子程序、鍵盤分析子程序、T0 。(2) 顯示子程序采用查表法將內(nèi)部RAM內(nèi)容譯成段碼, 送至74LS273 字形口鎖存器。(3) 鍵盤分析子程序完成鍵盤掃描, 10ms 延時(shí)去抖動(dòng), 判鍵值, 等鍵釋放, 10 ms 延時(shí)去抖動(dòng)任務(wù)。(4) INT1中斷服務(wù)程序主要功能鍵盤掃描、設(shè)置程序的開始，掃描PB口按鍵號(hào)按下，INT1中斷停止所有程序的運(yùn)行。 主程序的流程圖系統(tǒng)初始化掃描功能鍵盤是否為外部中斷0數(shù)目？存儲(chǔ)工作步驟數(shù)據(jù)寄存.存儲(chǔ)循環(huán)次數(shù) 存儲(chǔ)時(shí)間確認(rèn)鍵顯示電路顯示過程電路顯示NY開 始停 止41 主程序流程圖 程序設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)可分為三部分。（1）鍵盤輸入。通過中斷方式，確定有按健輸入。再通過鍵盤掃描來確定具體的按鍵。需要注意的是在鍵盤掃描時(shí)需進(jìn)行消抖處理（2）發(fā)光二極管顯示部分，通過設(shè)置工作步驟，點(diǎn)兩發(fā)光二極管，一個(gè)發(fā)光二極管代表一個(gè)工作步驟。（3）數(shù)碼管顯示和指示燈輸出。根據(jù)獲取的鍵值編碼，選擇相應(yīng)的功能，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管和指示燈顯示。5 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)小功率穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四個(gè)部分組成，如圖51所示。 + 電 源 + 整 流 + 濾 波 + 穩(wěn) 壓 + u1 u2 u3 uI U0 _ 變壓器 _ 電 路 _ 電 路 _ 電 路 _ u1 u2 u3 uI U0 t0 t0 t0 t0 t0 圖51 穩(wěn)壓電源的組成框圖及整流與穩(wěn)壓過程 整流和濾波電路在穩(wěn)壓電源中一般用四個(gè)二極管組成橋式整流電路，整流電路的作用是將交流電壓u2變換成脈動(dòng)的直流電壓u3。濾波電路一般由電容組成，其作用是把脈動(dòng)直流電壓u3中的大部分紋波加以濾除，以得到較平滑的直流電壓UI。UI與交流電壓u2的有效值U2的關(guān)系為： 在整流電路中，每只二極管所承受的最大反向電壓為： 流過每只二極管的平均電流為： 其中：R為整流濾波電路的負(fù)載電阻，它為電容C提供放電通路，放電時(shí)間常數(shù)RC應(yīng)滿足：其中：T=20ms是50Hz交流電壓的周期。 穩(wěn)壓電路由于輸入電壓u1發(fā)生波動(dòng)、負(fù)載和溫度發(fā)生變化時(shí)，濾波電路輸出的直流電壓UI會(huì)隨著變化。因此，為了維持輸出電壓UI穩(wěn)定不變，還需加一級(jí)穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)外界因素（電網(wǎng)電壓、負(fù)載、環(huán)境溫度）發(fā)生變化時(shí)，能使輸出直流電壓不受影響，而維持穩(wěn)定的輸出。穩(wěn)壓電路一般采用集成穩(wěn)壓器和一些外圍元件所組成。采用集成穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)的穩(wěn)壓電源具有性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。集成穩(wěn)壓器的類型很多，在小功率穩(wěn)壓電源中，普遍使用的是三端穩(wěn)壓器。按輸出電壓類型可分為固定式和可調(diào)式，此外又可分為正電壓輸出或負(fù)電壓輸出兩種類型。固定電壓輸出穩(wěn)壓器常見的有CW78（LM78）系列三端固定式正電壓輸出集成穩(wěn)壓器；CW79（LM79）系列三端固定式負(fù)電壓輸出集成穩(wěn)壓器。三端是指穩(wěn)壓電路只有輸入、輸出和接地三個(gè)接地端子。型號(hào)中最后兩位數(shù)字表示輸出電壓的穩(wěn)定值，有5V、6V、9V、15V、18V和24V。穩(wěn)壓器使用時(shí)，要求輸入電壓UI與輸出電壓Uo的電壓差UI Uo ≥2