基于at89c51單片機鍵盤控制動態(tài)顯示器設(shè)計(編輯修改稿)
2024-12-18 15:35 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 之 7 分，串行 I/O 口一次只能傳送一位二進制信息，并行 I/O 口一次可以傳送一組二進制信息。 （ 1） 并行 I/O 端口 8051 有 4 個 8 位的 I/O 端口（ P0、 P P2 和 P3），在這四個并行 I/O 端口中，每個端口都有雙向 I/O 口功能，即 CPU 既可以從四個并行 I/O 端口中的任何一個輸出數(shù)據(jù)，又可以從那里輸入數(shù)據(jù)。每個 I/O端口內(nèi)部都有一個 8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和一個 8 位數(shù)據(jù)輸入緩沖器，四個數(shù)據(jù)輸出鎖存器和端口號 P0、 PP P3 同名，皆為特殊功能寄存器 SFR 中的一個。因此， CPU 數(shù)據(jù)從并行 I/O端口輸入時可以得到瑣存，數(shù)據(jù)輸入時可以得到緩沖。 （ 2） 串行 I/O 端口 8051 有一個全雙工的串行口，實現(xiàn)單片機和其它設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。 計算機中的中斷是指 CPU 暫停原程序執(zhí)行轉(zhuǎn)而為外部設(shè)備服務(wù)，并在服務(wù)完后到原程序執(zhí)行的過程。中斷系統(tǒng)是指能夠處理上述中斷過程所需要的那部分電路。 MCS51 單片機內(nèi)部有時鐘電路，但石英晶體和微調(diào)電容需外接。時鐘電路為單片機產(chǎn)生時鐘脈沖序列，系統(tǒng)的晶振頻率一般 為 6MHZ 或 12MHZ。 MCS51 單片機引腳及其功能 MCS51單片機共有 40個信號引腳 ,有雙列直插式封裝和方型封裝 (44個引腳 ,其中 4個引腳不用 )兩種封裝方式 ,下面以標準的 40 引腳雙列直插式集成電路芯片 (8051)為例介紹引腳及其功能 . 1 電源引腳 VCC(40 腳 ):電源端 ,為 +5V。 VSS(20 腳 ):接地端。 2 時鐘電路引腳 XTAL2（ 18 腳）：接外部晶體和微調(diào)電容的一端，是單片機內(nèi)部震蕩電路反相放大器的輸出端，其震蕩頻率為晶體固有頻率。若采用外部時鐘電路時，該引腳輸入外 部時鐘脈沖。 XTAL1（ 19 腳）：接外部晶體和微調(diào)電容的另一端，是單片機內(nèi)部震蕩電路反相放大器的輸入端。在采用外部時鐘時，該引腳必須接地。 3 控制信號引腳 RST（ 9腳）： RST是復(fù)位信號輸入端，高電平有效。當 RST引腳保持兩個機器周期（ 24個時鐘震蕩周期）的高電平時，就可以完成復(fù)位操作。 RST 引腳的地二功能是備用電源的輸入端，當主電源發(fā)生故障，降低到規(guī)定的低電平時， +5V電源自動接入 RST 端，為系統(tǒng)提供備用電源，保證復(fù)位后能繼續(xù)正常運行。 ALE（ 30 腳）：地址鎖存允許信號端。當系統(tǒng)正常工作后 ， ALE 引腳不斷輸出脈沖信號， CPU 訪問片外存儲器時， ALE輸出信號做為鎖存低 8位地址的控制信號。 ALE 端負載驅(qū)動能力為 8個 LS型 TTL 負載。 此引腳的第二個功能 PROG 在對片內(nèi)帶有 4KB EPROM 的 8751 寫入編程（固化程序）時，作為編程脈沖輸入端。 PSEN（ 29 腳）：程序存儲允許輸出信號端。在訪問片外程序存儲器時，此引 8 腳定時輸出脈沖作為片外程序存儲器的選通信號。 PSEN 端同樣可驅(qū)動 8個 LS型TTL 負載。 EA（ 31腳）：外部程序存儲器地址選通信號端。 當 EA 引腳接高電平時， CPU 訪問片內(nèi)程序存儲器，當 PC（程序計數(shù)器）值超過 0FFFH（ 4KB）時，將自動轉(zhuǎn)去訪問片外程序存儲器。 當 EA 引腳接低電平時， CPU 訪問外部程序存儲器。對于片內(nèi)程序存儲器的8031 等，需外擴 EPROM。 /輸出端口 P0 端口（ ~， 39~32 腳） P1 端口（ ~， 1~8 腳） P2 端口（ ~P27， 21~28 腳） P3 端口（ ~， 10~17 腳） 鍵盤部分： 1．鍵盤輸入原理： 當所設(shè)置的功能或數(shù)字鍵按下時 ，計算機應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)該完成按鍵所設(shè)定的功能。鍵的相信輸入是與軟件結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的過程。對于一個講盤，總有一個接口電路與 CPU 相連。 CPU可以采用查詢中斷的方式了解有無鍵輸入并檢查是哪一個鍵按下。將鍵號送入累加器 A，然后通過數(shù)據(jù)指令轉(zhuǎn)入執(zhí)行該鍵的功能程序，執(zhí)行完后又轉(zhuǎn)回到原始狀態(tài)。 2．鍵盤消抖： 由于彈性作用，機械觸點在鍵閉合及斷開時會產(chǎn)生抖動，使鍵輸入電壓也產(chǎn)生抖動。為了讓系統(tǒng)認定鍵的一次鍵輸入處理，必須進行消抖。 消抖有硬件消抖和軟件消抖兩種方法。其中硬件消抖包括雙穩(wěn)態(tài)消抖和濾波消抖。 在第一次檢測到有鍵按 下時，執(zhí)行一段延時 10ms 的子程序后，再確認鍵電平是否保持閉合狀態(tài)，電平如果保持閉合狀態(tài)，則確認真正有鍵按下，從而消除了抖動的影響。 LED 顯示器簡介 LED 是發(fā)光二極管的縮寫， LED顯示器由若干個發(fā)光二極管構(gòu)成的，當發(fā)光二極管導(dǎo)通時，顯示對應(yīng)的字符。 LED 顯示器由于結(jié)構(gòu)簡、單價格便宜、體積小、寬度高、電壓低、可靠性高、壽命長、響應(yīng)速度快、顏色鮮艷（有紅、黃、綠、藍等）、配置靈活、與單片機接口方便而得到廣泛使用。 LED 顯示器由 7個發(fā)光二極管組成，也成為 7段顯示器，排列形狀如圖 a所示。 LED 顯示 器還有一個圓點型的發(fā)光二極管，用于顯示小數(shù)點，有時也成為 8段 LED 顯示器。 LED 顯示器的發(fā)光二極管有共陰極和共陽極兩種接法。共陰極接法，各發(fā)光二極管的陰極連在一起并接地，當某一發(fā)光二極管的陽極輸入高電平時，則該段發(fā)光；圖 b為共陽極接法，各發(fā)光二極管的陽極連在一起并接 +5V，當陰極輸入低電平時，該段發(fā)光二極管發(fā)光。 9 （ a） (b) 圖（ ） 本次設(shè)計采用 LED 動態(tài)顯示方式，所謂動態(tài)顯示是一位一位輪流點亮 每位顯示器，在同一時刻只有一位顯示器在工作（點亮），但由于人眼的視覺暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管熄滅時的余輝，將出現(xiàn)多個字符“同時”顯示的現(xiàn)象。 為了實現(xiàn) LED 顯示器的動態(tài)顯示，通常將所有位的字型控制線并聯(lián)在一起，由一個 8 位 I/O 接控制，將每一位 LED 顯示器是字位控制線分別由相應(yīng)的 I/O接口控制，實現(xiàn)各位的分時選通。 電路 工作過程： 本電路采用的是 8051 單片機，八位 LED 顯示數(shù)碼管，故采用 LED 顯示器的動態(tài)顯示方式（為了簡化電路）。 P0 口輸出段碼數(shù)據(jù)， ~ 口作為掃描輸出，P1 口為輸入口。 P2 口控制位。為了給 LED 數(shù)碼管提供足夠的驅(qū)動電流，用三極管 9012 作電源的驅(qū)動輸出。 SET 為復(fù)位操作鍵 ,在此接 10UF 電解電容，按鍵開關(guān)和 10K 電阻，實現(xiàn)復(fù)位操作。外接晶體引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別接石英晶體6MHz 兩端，再并聯(lián) 2個 30Pf 電容接地，它是單片機的反相放大器的輸入和輸出端，構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。訪問片內(nèi)程序存儲器的控制信號時需在 EA/VP 上接上 +5V電源，因為當它為高電平時，單片機訪問片內(nèi)程序存儲器 4KB。 abfgedc.e d GND c dpdpg f GND a bR 8 10 第三章 硬件設(shè)計分析 硬件框圖 圖（ ） 由 P1 口輸入信號，通過位控制電路控制起顯示的位置并對應(yīng)顯示于8 位 LED 顯示器上。 電路原理圖 原理圖 見圖 。圖中 P1口作為輸入端，輸入信號后通過鍵盤掃描得到相關(guān)信號傳入單片機。 P1口作為位控制端口，其控制數(shù)字顯示的位置應(yīng)從左到右依次顯示。最后送入 8位顯示器，顯示輸入所對應(yīng)的鍵值 。 復(fù)位電路 單 片 機 8位 LED顯示器 輸入電路 位 控 制 電 路 時鐘電路 11 123456ABCD654321D C B ATitleNumberRevisionSizeBDate:19May2007Sheet of File:H:\程穎\C\CYS\MyDesign.ddbDrawn By:EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T1
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