【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 P1． 0 和 P1． 1輸人．當(dāng) P1． 5為高電平時(shí)蜂鳴器89C51 32 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 10 頁(yè) 報(bào)警。水位超過(guò)高警戒水位，單片機(jī)控制系統(tǒng)使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，向水塔內(nèi)供水工作也停止。 存儲(chǔ)器 擴(kuò)展接口電路 了便于系統(tǒng)擴(kuò)展，存放大容量應(yīng)用程序，系統(tǒng)設(shè)計(jì)擴(kuò)展一片程序存儲(chǔ)器，用于存放源程序代碼。 74LS373 用于鎖存地址，單片機(jī)的 P0． 0～ P0． 7 通過(guò)復(fù)用方式分別接鎖存器 74LS373 的 DO～ D7 和存儲(chǔ)器 2764 的 D0～ D7端，地址鎖存信號(hào)線(xiàn) ALE 接鎖存器的 OE 端，通過(guò)軟件設(shè)置實(shí)現(xiàn)地址和數(shù)據(jù)信息的傳輸，鎖存器的輸出端 O0～ O7與存儲(chǔ)器地址線(xiàn) A0～ A7 相連，剩余的 3根地址線(xiàn) A8～ A11 接P2． 0～ P2． 2．單片機(jī)選通引腳麗接存儲(chǔ)器 OE 端，因只擴(kuò)展一片存儲(chǔ)器，片選端 CE 接地。 顯示接口電路 發(fā)光二極管 LED 顯示器是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常用的廉價(jià)輸出設(shè)備，它由若干個(gè)發(fā)光二極管組成。當(dāng)發(fā)光二極管到他時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)筆畫(huà)發(fā)光?？刂葡鄳?yīng)的發(fā)光二極管導(dǎo)通就能顯示出各種字符，盡管顯示的字符形狀有些失真，能顯示的字符數(shù)量也有限，但控制簡(jiǎn)單，使用方便。發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起稱(chēng)為共陽(yáng)極顯示器，陰極連在一起稱(chēng)為共陰極顯示器。共陽(yáng)極顯示器用低電平驅(qū)動(dòng)，而共陰極顯示器用高電平驅(qū)動(dòng)。點(diǎn)亮顯示器有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種方式。本文使用的是動(dòng)態(tài)點(diǎn)亮顯示器的方法。 所謂動(dòng)態(tài)顯示就是一位一位地輪流點(diǎn)亮各位顯示器（掃描），對(duì)于顯示器的每一位而言，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。雖然在同一時(shí)間只有一位顯示器在工作 (點(diǎn)亮 )，但利用人眼的視覺(jué)暫留效果和發(fā)光二極管熄滅時(shí)的余輝效應(yīng)，看到的卻是多個(gè)字符“同時(shí)”顯示。顯示器亮度即與點(diǎn)亮?xí)r的導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間的比例有關(guān)。調(diào)整電流和時(shí)間參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)亮度較高較穩(wěn)定的顯示。若顯示器的位數(shù)不大于八位，則控制顯示器的公共極電位只需一個(gè) 8 位 I/O 口（稱(chēng)為掃描口或字位口），控制各位LED 顯示器所顯示的字形也需要一個(gè) 8 位口（稱(chēng)為數(shù)據(jù)口或字形口）。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 11 頁(yè) 下圖 33 為六位共陰極顯示器與 8255 的接口示意圖。圖中 8255 的端口 A作為掃描口（字位口），經(jīng)反相驅(qū)動(dòng)器 75452 接顯示器公共極，端口 B 作為段 數(shù)據(jù)口（字形口），經(jīng)同相驅(qū)動(dòng)器 7407 接顯示器的各極。 對(duì)于圖示的六位顯示器，在 89c51 單片機(jī)內(nèi)部 RAM 中設(shè)置 6 個(gè)顯示緩沖單元 ，存放 6 位欲顯示的字符數(shù)據(jù)， 8255 的端口 A 掃描輸出總是只有一位是高電平，即 6 位顯示器中僅有一位共陰極為低電平（只選中一位），其他位為高電平， 8255 的 B 口輸出相應(yīng)位的顯示字符的段數(shù)據(jù)，使該位顯示出相應(yīng)的字符，其他位為暗。依次改變端口 A 輸出為高電平的位以及端口 B 輸出對(duì) 應(yīng)的數(shù)據(jù)段， 6 位 LED 顯示器就顯示出緩沖器中字符數(shù)據(jù)所確定的字符。 當(dāng)多位 LED 顯示時(shí)，為了節(jié)約 I/O 口，簡(jiǎn)化硬件電路，通常將所有位的段選線(xiàn)相應(yīng)地并聯(lián)在一起，由一個(gè) 8 位 I/O 口控制，而各位的共陽(yáng)極或共陰極分別由相應(yīng)的 I/O 口線(xiàn)控制，實(shí)現(xiàn)各位的分時(shí)選通，這就是動(dòng)態(tài)掃描顯示方法。 采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，每一位 LED 的選通時(shí)間為 1~2ms。選通時(shí)間不能太短，因?yàn)榘l(fā)光二極管從導(dǎo)通到發(fā)光有一定的延時(shí)，導(dǎo)通時(shí)間太短，發(fā)光太弱人眼無(wú)法看清；選通時(shí)間也不能太長(zhǎng)，否則占用 CPU 時(shí)間太長(zhǎng)。 89C51 圖 33 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 12 頁(yè) 由于人眼有視覺(jué)暫 留現(xiàn)象，只要每位顯示時(shí)間足夠短，就能夠造成多位同時(shí)亮的假象，每一位顯示的時(shí)間間隔不能超過(guò) 20ms；若時(shí)間間隔太長(zhǎng)，就會(huì)造成閃爍現(xiàn)象。 采用動(dòng)態(tài)掃描方式，降低了功率消耗。 程序中設(shè)計(jì)了使 8 位 LED 發(fā)生 00000000— 11111111— 22222222— — 99999999— 00000000 循環(huán)顯示。 鍵盤(pán)接口電路 鍵盤(pán)是由若干個(gè)按鍵組成的開(kāi)關(guān)矩陣，它是最簡(jiǎn)單的單片機(jī)輸入設(shè)備，操作員可以通過(guò)鍵盤(pán)輸入數(shù)據(jù)或命令，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的人機(jī)通信。若鍵盤(pán)閉合鍵的識(shí)別是由專(zhuān)用硬件實(shí)現(xiàn)的，則 稱(chēng)為編碼鍵盤(pán)；若用軟件實(shí)現(xiàn)閉合鍵識(shí)別的，則稱(chēng)為非編碼鍵盤(pán)。非編碼鍵盤(pán)又分為行列式和獨(dú)立式兩種，本文選用非編碼鍵盤(pán)中的行列式鍵盤(pán)。 圖 34 行列式鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)示意圖圖 鍵盤(pán)接口應(yīng)具有以下功能： （ 1）鍵盤(pán)掃描功能，即檢測(cè)是否有鍵閉合； （ 2）鍵盤(pán)識(shí)別功能，即確定被閉合鍵所在的行列； （ 3）產(chǎn)生相應(yīng)的鍵的代碼（鍵值）功能； （ 4）消除按鍵抖動(dòng)及對(duì)付多鍵串按（復(fù)鍵）功能。 按鍵盤(pán)示意圖中行線(xiàn) X0X1 通過(guò)電阻接 +5V 電源，當(dāng)鍵盤(pán)沒(méi)有鍵閉合 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 13 頁(yè) 時(shí)所有的行線(xiàn)和列線(xiàn)斷開(kāi)，行線(xiàn) X0X1 均呈高電平。當(dāng)鍵盤(pán)上某鍵閉合時(shí)，按鍵所對(duì)應(yīng)的行線(xiàn)和列線(xiàn)短路此時(shí)該行線(xiàn)的電平將由被短路的列線(xiàn)電平所決定。如果將行線(xiàn)接至單片機(jī)的輸入端口，列線(xiàn)接至單片機(jī)的輸出端口，則在單片機(jī)的控制下使列線(xiàn) Y0 為低電平，其余三根列線(xiàn) Y Y Y3 均為高電平，然后單片機(jī)度輸入口狀態(tài)，若 X0、 X1 均為高電平，則 Y0 這一列上沒(méi)有鍵閉合，如果讀出的行線(xiàn)狀態(tài)不全為高電平，則為 低電平的行線(xiàn)和 Y0 相交的鍵處于閉合狀態(tài)。如果 Y0 這一列沒(méi)有鍵閉合，緊接著使列線(xiàn) Y1 為低電平，其余列線(xiàn)為高電平，用同樣的方法檢查 Y1 這一列有沒(méi)有鍵閉合，如此類(lèi)推。這種逐行逐列地檢查鍵盤(pán)狀態(tài)的過(guò)程稱(chēng)為對(duì)鍵盤(pán)的掃描。 CPU 對(duì)鍵盤(pán)的掃描可以采用程序控制的隨機(jī)方式， CPU 空閑時(shí)才掃描鍵盤(pán)；也可以采用定時(shí)控制方式，每隔一段時(shí) 間，對(duì)鍵盤(pán)掃描一遍；還可以采用中斷方式，當(dāng)鍵盤(pán)上有鍵閉合時(shí)，向 CPU 請(qǐng)求中斷， CPU 響應(yīng)鍵盤(pán)發(fā)出的中斷請(qǐng)求，對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描，以識(shí)別哪一個(gè)鍵處于閉合狀態(tài)，并對(duì)鍵輸入信息作相應(yīng)的處理。 CPU 對(duì)鍵盤(pán)上的閉 合鍵號(hào)的確定，可以根據(jù)行線(xiàn)的狀態(tài)計(jì)算求得，也可以查表求得。對(duì)鍵盤(pán)掃描還應(yīng)有一個(gè)去抖動(dòng)的過(guò)程，即當(dāng)有鍵按下時(shí)， CPU 不立即對(duì)鍵輸入信息作處理，一般過(guò) 510ms后再次掃描鍵盤(pán)，如果這個(gè)鍵還是按下，則確定有鍵按下，此時(shí) CPU 才做出相應(yīng)的處理。 單片機(jī)對(duì)鍵盤(pán)掃描時(shí)，可以通過(guò)讀取被按按鍵的行值和列值計(jì)算出關(guān)鍵字，再由關(guān)鍵字得到鍵值，然后根據(jù)鍵值轉(zhuǎn)到相應(yīng)的子程序處理。因此，弄清行值和列值與關(guān)鍵字和鍵值之間的關(guān)系是分析非編碼鍵盤(pán)工作原理的關(guān)鍵問(wèn)題。表 35 為按鍵的行列位置分布，有些鍵具有雙重功能，可用鍵盤(pán)操作步驟加以區(qū) 別。 36 為鍵值表 。 表 35 按鍵位置排布 列行 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 R0 L1 0 1 2 3 4 5 6 7 L0 8 9 → ← C(DEL) A(ENTER) B(EXIT) 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 14 頁(yè) 表 36 鍵值表 鍵名 關(guān)鍵字 鍵值 行順序號(hào) 行值 列值 0 0FH 00H 0 01H 0FH 1 0AH 01H 0 01H 1AH 2 0BH 02H 0 01H 1BH 3 0CH 03H 0 01H 1CH 4 0DH 04H 0 01H 1DH 5 0EH 05H 0 01H 1EH 6 01H 06H 0 01H 21H 7 00H 07H 0 01H 20H 8 1FH 08H 1 02H 0FH 9 1AH 09H 1 02H 1AH → 1BH 10H 1 02H 1BH ← 1CH 11H 1 02H 1CH del 1DH 12H 1 02H 1DH EXEC 1EH 13H 1 02H 1EH ENTER 11H 14H 1 02H 21H 判別有鍵按下的方法是把全“ 1”送到 8255 的 C 口，此時(shí)在 所有行線(xiàn)（ L0～ L1）上得到 TTL 低電平，然后讀取 B 口的列值就可以判斷是否有鍵按下。若無(wú)鍵按下，所讀列值必為 1FH；當(dāng)讀出的列值不等于 1FH 時(shí)，則有鍵按下。 判斷按下鍵所在行列的方法是輪流使 C 口中每條行線(xiàn)變?yōu)榈碗娖剑x取 B 口的列值，當(dāng)列值不為 1FH 時(shí)，則對(duì)應(yīng)的行值和列值就按按鍵的列值和行值。例如：被按按鍵是圖 68 中虛線(xiàn)所包絡(luò)的鍵，則 CPU 獲得的行值為 02H（ L1為低電平）、列值為 17H(R3 為低電平 )。 求取關(guān)鍵字的方法是將行序號(hào)左移 4 位。例如：按鍵在 L1 行，故行 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 15 頁(yè) 序號(hào)為 01H，移到高 4 位后為 10H。該按鍵 在 R3 列，列值為 17H，其低 4位為 7，求得的關(guān)鍵字為 17H。 按鍵的關(guān)鍵字在鍵值表中的順序號(hào)定義為改建的鍵值。因此數(shù)字鍵“ 2”的鍵值為 02H。在鍵值表中，可以看到數(shù)字鍵的鍵值都小于 10H，功能鍵的鍵值是大于或等于 10H 的。因此判別被按按鍵是數(shù)字鍵還是功能鍵是非常容易的。 相關(guān)芯片介紹 單片機(jī) 89C51 芯片 89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除 只讀存儲(chǔ)器 （ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能 CMOS8 位 微處理器 ，俗稱(chēng) 單片機(jī) 。 單片機(jī) 的可擦除 只讀存儲(chǔ)器 可以反復(fù)擦除 100次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8位 CPU和閃爍 存儲(chǔ)器 組合在單個(gè)芯片中， ATMEL的 89C51 是一種高效微控制器， 89C2051 是它的一種精簡(jiǎn)版本。 89C 單片機(jī)為很多 嵌入式控制系統(tǒng) 提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 相關(guān)引腳功能介紹： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口： P0口為一個(gè) 8位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門(mén)電流。當(dāng) P1口的管腳第一次寫(xiě) 1時(shí)，被定義為 高阻 輸入。 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輸出原碼，此時(shí) P0外部必須被拉高。 P1口： P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL 門(mén)電流。 P1口管腳寫(xiě)入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口作為低八位地址接收。 P2口： P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2口緩沖器可接收，輸 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 16 頁(yè) 出 4個(gè) TTL 門(mén)電流，當(dāng) P2口被寫(xiě)“ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)， P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口當(dāng)用于外部程序 存儲(chǔ)器 或 16位地址 外部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器 進(jìn)行存取時(shí)， P2口輸出地址的高八位。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器 進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)， P2口輸出其 特殊功能寄存器 的內(nèi)容。 P2口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和 控制信號(hào) 。 P3口： P3口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個(gè) TTL門(mén)電流。當(dāng) P3口寫(xiě)入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口也可作為 AT89C51的一些特殊功能口，如 37圖所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口）