【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 入。這樣，當(dāng)按鍵沒(méi)有按下時(shí)，所有的輸出端都是高電平，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。本系統(tǒng)采用的掃描法，具體如下： 判斷鍵盤中有無(wú)鍵按下： 將全部行線置低電平，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，則鍵盤中無(wú)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(guò)程。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。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。單片機(jī)是指一種集成在電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)，它包括中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、并行I/O口、串行I/O口、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、定時(shí)電路及元件等部件集成到一塊芯片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。1. 中央處理器2. 中央處理器CPU是單片機(jī)的核心，主要完成運(yùn)算和控制功能。1).隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM CPU在運(yùn)行時(shí)可隨時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入和讀取，斷電后RAM中內(nèi)容丟失。2).只讀存儲(chǔ)器ROM只讀存儲(chǔ)器ROM，顧名思義是指將數(shù)據(jù)寫入后不易改寫的存儲(chǔ)器，斷電后ROM中內(nèi)容不丟失(如MP3)1）并行I/O口51單片機(jī)有4個(gè)并行I/O口P0、PPP3，每個(gè)I/O口有8根I/O口線。2） 串行I/O口3）目前比較高檔的8位單片機(jī)均設(shè)置了全雙工串行I/O口，用以實(shí)現(xiàn)與某些終端設(shè)備進(jìn)行串行通信，、。中斷系統(tǒng)包括中斷裝置和中斷處理程序，是計(jì)算機(jī)的重要組成部分，實(shí)時(shí)控制、故障自動(dòng)處理、計(jì)算機(jī)與外圍設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳送廣泛采用中斷系統(tǒng)。2. 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)器是由單片機(jī)內(nèi)部提供一個(gè)非常穩(wěn)定的計(jì)數(shù)信號(hào)；計(jì)數(shù)器則是記錄單片機(jī)的外部事件的。3）定時(shí)電路及元件計(jì)算機(jī)的整個(gè)工作是在時(shí)鐘信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，按照嚴(yán)格的時(shí)序有規(guī)律的一拍一拍的執(zhí)行各個(gè)操作，單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有定時(shí)電路，只需要外接振蕩元件即可工作。單片機(jī)的最小系統(tǒng)可以為單片機(jī)提供一個(gè)穩(wěn)定無(wú)抖動(dòng)的電源，主要由電源，時(shí)鐘，復(fù)位三部分電路組成。如圖39所示單片機(jī)電源電路時(shí)鐘電路復(fù)位電路圖 39電路構(gòu)成框圖1).電源電路：向單片機(jī)供電通常圖片都沒(méi)有給出，20腳是地GND， 40腳是電源VCC，一般我們會(huì)選擇在電源VCC處，加一個(gè)瓷片電容，它的目的是能濾掉電源中的高頻雜波，使系統(tǒng)更加安全。需要注意的是51單片機(jī)使用的是5伏直流電源。2).時(shí)鐘電路：時(shí)鐘電路就是振蕩電路，向單片機(jī)提供一個(gè)正弦波信號(hào)作為基準(zhǔn)，決定單片機(jī)的執(zhí)行速度。AT89C51片內(nèi)有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的反相放大器，該反相放大器的輸入為芯片引腳XTAL1(19腳)，輸出端為引腳XTAL2(18腳)，這兩個(gè)引腳通過(guò)連接一個(gè)12MHz晶振X1和兩個(gè)30pF的瓷片電容CC2，構(gòu)成了單片機(jī)的時(shí)鐘電路。振蕩器是單片機(jī)系統(tǒng)正常工作的保證，如果振蕩器不起振，系統(tǒng)將會(huì)不能工作；假如振蕩器運(yùn)行不規(guī)律，系統(tǒng)執(zhí)行程序的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)時(shí)間上的誤差，這在通信中會(huì)體現(xiàn)的很明顯：電路將無(wú)法通信。晶振是石英晶體振蕩器的簡(jiǎn)稱，通常用來(lái)構(gòu)成振蕩電路，產(chǎn)生各種頻率信號(hào)。是一種能夠輸出穩(wěn)定的震蕩周期的元件，通過(guò)晶振輸出的時(shí)鐘脈沖，來(lái)安排單片機(jī)的工作，這樣單片機(jī)才能夠有了時(shí)間的概念。但是晶振并不能夠獨(dú)立的使用，圖中的瓷片電容C1和C2起穩(wěn)定作用，所以晶振必須配合合適的負(fù)載電容，否則會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤，或者是晶振不能正常的工作。晶振所加電容是匹配電容，主要是根據(jù)單片機(jī)內(nèi)部電路和晶振確定的，一般選取30pF左右即可，電容大小對(duì)振蕩的穩(wěn)定性有較大影響，對(duì)頻率有一定的微調(diào)，但不明顯。晶振和瓷片電容是沒(méi)有正負(fù)的，注意兩個(gè)瓷片電容相連的那端一定要接地。51單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振的振蕩頻率直接影響單片機(jī)的處理速度，頻率越大處理速度越快。圖 310時(shí)鐘電路注：時(shí)鐘電路振蕩頻率f = 晶振頻率時(shí)鐘電路振蕩周期 = 1/f單片機(jī)機(jī)器周期 = 振蕩周期12例如：晶振頻率 = 12MHz振蕩頻率 = 12MHz振蕩周期 = 1/12μs機(jī)器周期 = 1μs ：確定單片機(jī)工作的起始狀態(tài)，完成單片機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程AT89C51單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)時(shí)高電平有效，通過(guò)RST/VPD(9腳)連接復(fù)位電路，復(fù)位電路連接方式有兩種。1)上電復(fù)位：?jiǎn)纹瑱C(jī)接通電源時(shí)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，完成單片機(jī)啟動(dòng)，確定單片機(jī)起始工作狀態(tài)。2)手動(dòng)復(fù)位：手動(dòng)按鍵產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，完成單片機(jī)啟動(dòng)，確定單片機(jī)的初始狀態(tài)。通常在單片機(jī)工作出現(xiàn)混亂或“死機(jī)”時(shí)，使用手動(dòng)復(fù)位可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的“重啟”。上電復(fù)位是每個(gè)單片機(jī)都必須有的，一般斷電以后，再上電就復(fù)位了，而手動(dòng)復(fù)位在大型的系統(tǒng)中運(yùn)用比較多，在一般的小東西里面基本不用，所以本設(shè)計(jì)采用了上電復(fù)位方式。 本設(shè)計(jì)的復(fù)位電路是由一個(gè)10uF的電容C3和一個(gè)10K的電阻R1組成的。一般單片機(jī)復(fù)位腳至少需要大約10ms時(shí)間的持續(xù)高電平脈沖，才能保證有效復(fù)位。當(dāng)上電時(shí)，電容充電，類似于短路，復(fù)位腳就變成高電平，電容充滿電后，復(fù)位腳就變成低電平。同時(shí)應(yīng)注意保證加在RST 引腳上的高電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期，才能使單片機(jī)可靠復(fù)位。復(fù)位電路圖如圖311所示 圖 311 復(fù)位電路圖 AT89C51是由美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能的CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含有4K字節(jié)Flash可擦寫存儲(chǔ)器(PEROM)以及128字節(jié)的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)，AT89C51采用ATMEL公司高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，功能十分強(qiáng)大的AT89C51單片機(jī)可提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，還可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。AT89C51 提供的標(biāo)準(zhǔn)功能有：4k 字節(jié)Flash 閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32 個(gè)I／O 口線，兩個(gè)16位定時(shí)／計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)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，并且還支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)／計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。 與MCS51 兼容 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命：1000寫/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RAM 32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 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 AT89C51引腳圖如下圖312所示。按引腳的功能可分為三個(gè)部分 1)主電源引腳VCC、GND和晶振 VCC：供電電壓,運(yùn)行和程序校驗(yàn)時(shí)接電源正端(+5V)。 GND：接地端。 XTAL1：輸入到單片機(jī)內(nèi)部振蕩器的反相放大器。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，對(duì)HMOS單片微機(jī)，此引腳應(yīng)接地；對(duì)CHMOS單片微機(jī)，此引腳作驅(qū)動(dòng)端。 圖312XTAL2：反相放大器的輸出，輸入到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，XTAL2接收振蕩器信號(hào)，對(duì)CHMOS單片微機(jī)，此引腳應(yīng)懸浮。當(dāng)使用片內(nèi)時(shí)鐘電路時(shí)，二線用來(lái)外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用片外時(shí)鐘電路時(shí)，XTAL1接收外部時(shí)鐘信號(hào)，XTAL2懸空。2）I/O：共4個(gè)口，32根I/O線 P0口()是一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路型的雙向I/O口， P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0口則作為輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。 P1口()是一個(gè)內(nèi)部帶提升電阻的準(zhǔn)雙向I/O口，在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口可用于接收低8位的地址信號(hào)。P2口()是一個(gè)內(nèi)部帶提升電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口，也可用于外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器訪問(wèn)時(shí)的高八位地址。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址和控制信號(hào)。P3口() 是一個(gè)內(nèi)部帶提升電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口，也可作為AT89C51的一些特殊功能口，備選功能如下： RXD（串行輸入口） T（串行輸出口） /INT0（外部中斷0） /INT1（外部中斷1） T0（記時(shí)器0外部輸入） T1（記時(shí)器1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）3)控制線 ：3類共4根線 ：復(fù)位輸入信號(hào)，高電平有效。在振蕩器工作時(shí)，在RST上作用兩個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)時(shí)鐘周期）以上的高電平時(shí)，將單片微機(jī)復(fù)位。第二功能VPD為內(nèi)部RAM的備用電源輸入端，主電源一旦發(fā)生斷電，降到一定低電壓值時(shí)，可通過(guò)VPD為單片機(jī)內(nèi)部RAM提供電源，以保護(hù)片內(nèi)RAM中的信息不丟失，使上電后能繼續(xù)正常運(yùn)行。EA/VPP：片外程序存儲(chǔ)器訪問(wèn)允許信號(hào)，低電平有效。當(dāng)EA為高電平時(shí)，選擇片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（80C51為4KB，80C52為8KB），當(dāng)程序計(jì)數(shù)器PC的值大于4KB，則自動(dòng)執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器內(nèi)容；當(dāng)EA接地時(shí)，只訪問(wèn)外部程