【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 V 電源電源， 其輸出端接至單片機(jī)的外部中斷輸入端。 電路工作過(guò)程如下： 當(dāng)鍵盤(pán)無(wú)鍵按下時(shí)， 與門(mén)各輸入端均為高電平， 保持輸出端為高電平； 當(dāng)有鍵按下時(shí)， 輸出端為低電平， 向CPU 申請(qǐng)中斷， 若CPU 開(kāi)放外部中斷， 則會(huì)響應(yīng)中斷請(qǐng)求，轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤(pán)掃描子程序。16 個(gè)鍵號(hào) 個(gè)鍵號(hào)Ki（I =0F ）次序?yàn)閺淖笙蛴?，從上向下依次排列。圖 38 AT89C51 P1 口構(gòu)成的 44 中斷方式鍵盤(pán)這部分電路在proteus 里的仿真圖如圖39所示。圖 39中斷方式鍵盤(pán)電路的仿真圖鍵盤(pán)掃描工作原理： 我們假設(shè)以圖中“8” 號(hào)鍵的識(shí)別過(guò)程作為一個(gè)例子來(lái)詳細(xì)的說(shuō)明掃描法究竟是如何識(shí)別某一個(gè)按鍵的過(guò)程。 按鍵按下，那么和這個(gè)鍵相連的兩條行線、列線就會(huì)導(dǎo)通， 行線在沒(méi)有任何鍵按下的時(shí)候是處于高電平的。 這就必須把每一條列線都讓其處在低電平， 只有在這樣的情況下， 如果再有某個(gè)鍵按下的時(shí)候， 那么這個(gè)鍵所在的那一行，行電平就會(huì)由高電平轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖健?這時(shí)CPU就會(huì)根據(jù)這一行電平的變化，來(lái)判定相應(yīng)行的到底是否有鍵按下。 為進(jìn)一步的確定具體是那一個(gè)鍵， 這就不能同時(shí)把所有的列線在同一個(gè)時(shí)刻全部都處在低電平，我們可以在某一時(shí)刻僅僅讓其中一條列線處在低電平，而其余的所有都處在高電平，在另一時(shí)刻的時(shí)候， 就讓下一列處在低電平，這樣循環(huán)下去。 在“8”號(hào)鍵按下時(shí)的整個(gè)工作過(guò)程， 當(dāng)?shù)? 列處于低電平時(shí)，第2 行處于低電平，而第2 列處于低電平時(shí)，第2 行卻處于高電平，由此可判定按下的鍵應(yīng)是第2 行與第0 列的交叉點(diǎn)， 即8 號(hào)鍵。16 個(gè)鍵號(hào)， 0 ～9 定義為數(shù)字鍵了，A ～F 定義為功能鍵， A 定義為時(shí)間，即A 按下進(jìn)行時(shí)間設(shè)定， B 定義為溫度，即 B 按下進(jìn)行溫度設(shè)定， C 定義為上水，即C 按下單片機(jī)通過(guò)外接設(shè)備對(duì)水箱進(jìn)行加水， D 定義為確定鍵。 E定義為清除鍵。 顯示接口電路的設(shè)計(jì)LED數(shù)碼管顯示是利用半導(dǎo)體發(fā)光制成條形的發(fā)光二極管， 封裝在一起組成數(shù)字或其他符號(hào)形狀。數(shù)碼管根據(jù)公共端不同，分為共陰極和共陽(yáng)極兩種形式。本設(shè)計(jì)中選用7SEGMPX4CC 4個(gè)共陰極二極管顯示器。這種類(lèi)型的顯示器，在它的內(nèi)部中，除各個(gè)公共端外，是把各個(gè)顯示器的同名端并聯(lián)起來(lái)的。比如說(shuō)，四位一體的LED顯示器，是每個(gè)腳的同名端并接，所以仍是有8個(gè)引腳，再加上4個(gè)公共端，就是有12個(gè)引腳。本設(shè)計(jì)中這部分的仿真電路圖如圖 310 所示。圖 310 顯示電路數(shù)碼管的分類(lèi)：數(shù)碼管如果按段數(shù)分為七段的和八段的數(shù)碼管，八段的就是比七段的多出一個(gè)二極管（也就是顯示小數(shù)點(diǎn)的那一位）；如果按照顯示“8”的個(gè)數(shù)的多少來(lái)分的話那就可以分為：1位，2位和4位數(shù)碼管；假設(shè)按照他們內(nèi)部單元的連接方式來(lái)分的話就可以分為共陰和共陽(yáng)極，把每個(gè)小發(fā)光二極管的陽(yáng)極相連所得到的就是共陽(yáng)極數(shù)碼管，在使用的時(shí)候需要在公共端接一個(gè)高電平，在電路中某一字段的發(fā)光二極管由于電平的變化使得其陰極變?yōu)榱说碗娖?，那么這時(shí)候這一字段就會(huì)點(diǎn)亮，反之。驅(qū)動(dòng)方式：要使數(shù)碼管要正常顯示，就要使用驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，這樣才能顯示出我們要的那一個(gè)數(shù)字，因此根據(jù)所用的數(shù)碼管的使用的不同的驅(qū)動(dòng)方式，這樣就可以?xún)煞N一種是靜態(tài)式和另一種動(dòng)態(tài)式。① 靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：通常我們所稱(chēng)的直流驅(qū)動(dòng)也就是通常所謂的靜態(tài)驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)指的就是將數(shù)碼管里的每一個(gè)段碼都要由單片機(jī)中的某一個(gè)的I/O端口來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)顯示。② 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示接口在一般的常見(jiàn)的單片機(jī)的使用中是非常廣泛的也是最為常見(jiàn)的一種普通的顯示方式之一。數(shù)碼管應(yīng)用電流：靜態(tài)時(shí)的時(shí)候推薦使用1015mA的電流，當(dāng)動(dòng)態(tài)的時(shí)候，由于16/1動(dòng)態(tài)掃描的時(shí)候，那么平均電流就為45mA，峰值為電流5060mA。 顯示效果： 由于發(fā)光二極管內(nèi)部本身基本上屬于電流的敏感型器件，而其正向電壓降的分散性就很大， 而且與溫度還有很大關(guān)系，數(shù)碼管必須要具有十分良好的亮度以及均勻度，這就要求他具有非常恒定而且穩(wěn)定的工作電流，還要盡量避免被溫度以及其他外界因素所干擾。另外，如果遇到溫度變化的時(shí)候驅(qū)動(dòng)芯片必須能夠很好的自動(dòng)調(diào)節(jié)其輸出電流的大小以此來(lái)實(shí)現(xiàn)色差以及平衡溫度的補(bǔ)償。安全性： 發(fā)光管很容易收到損壞的即便使是很短時(shí)間的電流過(guò)載也是非常有可能對(duì)這發(fā)光管非常嚴(yán)重且是永久性的嚴(yán)重?fù)p壞，假設(shè)采用恒流驅(qū)動(dòng)后就可以防止由于各種由于電流故障所引起的導(dǎo)致數(shù)碼管的大面積損壞。像其他一般超大規(guī)模集成電路一樣都是具有熱保護(hù)功能的，假設(shè)其中任何一片的數(shù)碼管溫度超過(guò)其本身的一定值的時(shí)候就可以自動(dòng)關(guān)斷了，并且還可以很容易的在控制室內(nèi)看到所有的故障顯示。怎樣來(lái)測(cè)量數(shù)碼管的引腳，分共陰和共陽(yáng)? 找公共共陰和公共共陽(yáng)首先，我們找個(gè)電源（3到5伏）和1個(gè)1K（幾百的也歐的也行）的電阻， VCC串接個(gè)電阻后和GND接在任意2個(gè)腳上，組合有很多，但總有一個(gè)LED會(huì)發(fā)光的找到一個(gè)就夠了，然后用GND不動(dòng)，VCC（串電阻）逐個(gè)碰剩下的腳，如果有多個(gè)LED（一般是8個(gè)），那它就是共陰的了。相反用VCC不動(dòng)，GND逐個(gè)碰剩下的腳，如果有多個(gè)LED（一般是8個(gè)），那它就是共陽(yáng)的。也可以直接用數(shù)字萬(wàn)用表，紅表筆是電源的正極，黑表筆是電源的負(fù)極。 特殊元件介紹 AT89C51芯片AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲(chǔ)器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、非常高性能的CMOS 8位主流微處理器，也就是人們俗稱(chēng)單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器是限制的不可以無(wú)限制擦除只可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器的先進(jìn)的制造技術(shù)而制造成的，他是與通常的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51的指令集以及輸出管腳全部相互兼容的，可以有很好的兼容性。由于將具有很多功能的8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器而組合而成在單個(gè)芯片當(dāng)中中。主要特性：與MCS51 兼容 4K字節(jié)的可編程FLASH存儲(chǔ)器 壽命：1000寫(xiě)/擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年 全靜態(tài)工作：0Hz24MHz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 1288位內(nèi)部ram32位可編程I/O線 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 5個(gè)中斷源 可以進(jìn)行編程的串行式通道 閑置、掉電模式 在片內(nèi)的振蕩器和時(shí)鐘電路 表1 中斷向量表：特性概述:At89c51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k 字節(jié)的Flash（閃存），以及擁有128個(gè)字節(jié)的內(nèi)部ram，32 個(gè)I/O 口線，還有其自帶的兩個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以及一個(gè)有5個(gè)中斷向量的二級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，還有那一個(gè)全雙工方式的串行通信接口，以及單片機(jī)的片內(nèi)自帶振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，At89c51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口不會(huì)停止運(yùn)行，而且中斷系統(tǒng)也還保持原來(lái)的狀態(tài)。在突然掉電的情況下RAM里面的內(nèi)容將會(huì)被完整的保存下來(lái)而不丟失，與之不同的是振蕩器停止工作，全部的硬件正在執(zhí)行的工作也會(huì)被停止，一直等到一個(gè)硬件復(fù)位的信號(hào)。單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和特殊寄存器，這是你編寫(xiě)軟件的關(guān)鍵。至于串口通信需要用到那些特殊功能寄存器呢，它們是SCON，TCON，TMOD，SCON等，各代表什么含義呢？ 　　SBUF 數(shù)據(jù)緩沖寄存器這是一個(gè)可以直接尋址的串行口專(zhuān)用寄存器。有朋友這樣問(wèn)起過(guò)“為何在串行口收發(fā)中，都只是使用到同一個(gè)寄存器SBUF？而不是收發(fā)各用一個(gè)寄存器?！睂?shí)際上SBUF 包含了兩個(gè)獨(dú)立的寄存器，一個(gè)是發(fā)送寄存，另一個(gè)是接收寄存器，但它們都共同使用同一個(gè)尋址地址－99H。CPU 在讀SBUF 時(shí)會(huì)指到接收寄存器，在寫(xiě)時(shí)會(huì)指到發(fā)送寄存器，而且接收寄存器是雙緩沖寄存器，這樣可以避免接收中斷沒(méi)有及時(shí)的被響應(yīng)，數(shù)據(jù)沒(méi)有被取走，下一幀數(shù)據(jù)已到來(lái)，而造成的數(shù)據(jù)重疊問(wèn)題。發(fā)送器則不需要用到雙緩沖，一般情況下我們?cè)趯?xiě)發(fā)送程序時(shí)也不必用到發(fā)送中斷去外理發(fā)送數(shù)據(jù)。操作SBUF寄存器的方法則很簡(jiǎn)單，只要把這個(gè)99H 地址用關(guān)鍵字sfr定義為一個(gè)變量就可以對(duì)其進(jìn)行讀寫(xiě)操作了，如sfr SBUF = 0x99。當(dāng)然你也可以用其它的名稱(chēng)。 等頭文件中已對(duì)其做了定義，只要用include 引用就可以了。SCON 串行口控制寄存器通常在芯片或設(shè)備中為了監(jiān)視或控制接口狀態(tài)，都會(huì)引用到接口控制寄存器。SCON 就是51 芯片的串行口控制寄存器。它的尋址地址是98H，是一個(gè)可以位尋址的寄存器，作用就是監(jiān)視和控制51 芯片串行口的工作狀態(tài)。51 芯片的串口可以工作在幾個(gè)不同的工作模式下，其工作模式的設(shè)置就是使用SCON 寄存器?！　≡谶@里只說(shuō)明最常用的模式1，其它的模式也就一一略過(guò)，有興趣的朋友可以找相關(guān)的硬件資料查看。fosc 代表振蕩器的頻率，也就是晶振的頻率。REM 為允許接收位，REM 置1 時(shí)串口允許接收，置0 時(shí)禁止接收。REM 是由軟件置位或清零。, 都和上位機(jī)相連，在軟件上有串口中斷處理程序，當(dāng)要求在處理某個(gè)子程序時(shí)不允許串口被上位機(jī)來(lái)的控制字符產(chǎn)生中斷，那么可以在這個(gè)子程序的開(kāi)始處加入REM=0 來(lái)禁止接收，在子程序結(jié)束處加入REM=1 再次打開(kāi)串口接收。大家也可以用上面的實(shí)際源碼加入REM=0 來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。TB8 發(fā)送數(shù)據(jù)位8，在模式2 和3 是要發(fā)送的第9 位。該位可以用軟件根據(jù)需要置位或清除，通常這位在通信協(xié)議中做奇偶位，在多處理機(jī)通信中這一位則用于表示是地址幀還是數(shù)據(jù)幀。RB8 接收數(shù)據(jù)位8，在模式2 和3 是已接收數(shù)據(jù)的第9 位。該位可能是奇偶位，地址/數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)位。在模式0 中，RB8 為保留位沒(méi)有被使用。在模式1 中，當(dāng)SM2=0，RB8 是已接收數(shù)據(jù)的停止位。 TI 發(fā)送中斷標(biāo)識(shí)位。在模式0，發(fā)送完第8 位數(shù)據(jù)時(shí)，由硬件置位。其它模式中則是在發(fā)送停止位之初，由硬件置位。TI 置位后，申請(qǐng)中斷，CPU 響應(yīng)中斷后，發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)。在任何模式下，TI 都必須由軟件來(lái)清除，也就是說(shuō)在數(shù)據(jù)寫(xiě)入到SBUF 后，硬件發(fā)送數(shù)據(jù)，中斷響應(yīng)（如中斷打開(kāi)），這時(shí)TI=1，表明發(fā)送已完成，TI 不會(huì)由硬件清除，所以這時(shí)必須用軟件對(duì)其清零。RI 接收中斷標(biāo)識(shí)位。在模式0，接收第8 位結(jié)束時(shí)，由硬件置位。其它模式中則是在接收停止位的半中間，由硬件置位。RI=1，申請(qǐng)中斷，要求CPU 取走數(shù)據(jù)。但在模式1 中，SM2=1時(shí)，當(dāng)未收到有效的停止位，則不會(huì)對(duì)RI 置位。同樣RI 也必須要靠軟件清除。常用的串口模式1 是傳輸10 個(gè)位的，1 位起始位為0,8 位數(shù)據(jù)位，低位在先，1 位停止位為1。它的波特率是可變的，其速率是取決于定時(shí)器1 或定時(shí)器