【文章內(nèi)容簡介】 此可以根據(jù)實(shí)際需要對鍵盤中的按鍵靈活的編碼。如圖 7。 最簡單的編碼方式就是根據(jù) I/O 輸入口所直接反映的相應(yīng)按鍵，按下的狀態(tài)進(jìn)行編碼，稱按鍵直接狀態(tài)碼，對于這樣編碼的獨(dú)立式鍵盤， CPU 可以通過直接讀取I/O 口的狀態(tài)來獲取按鍵的直接狀態(tài)編碼值，根據(jù)這個值直接進(jìn)行按鍵識別，這樣形式的鍵盤結(jié)構(gòu)簡單，按鍵識別容易。 獨(dú)立式鍵盤的缺點(diǎn)是需要占用比較多的 I/O 口線，當(dāng)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)鍵盤中需要的按鍵比較少或 I/O 口線比較富余時，可 以采用這樣類型的鍵盤。 方案二 ：行列式鍵盤 行列式鍵盤是用 N 條 I/O 線作為行線， M 條 I/O 線作為列線組成的鍵盤，在行線和列線的每個交叉點(diǎn)上，設(shè)置一個按鍵中按鍵的個數(shù)是 M*N 個。這種形式的鍵盤結(jié)構(gòu)，能夠有效的提高單片機(jī)系統(tǒng)中 I/O的利用率，列線接 ~ 行線接 ~，行列適用于按鍵輸入多的情況。 CPU 對鍵盤的掃描可以采用取程序控制的隨機(jī)方式，即只有在CPU 空閑是時才去掃描鍵盤，響應(yīng)操作人員的鍵盤輸入，但 CPU 在P101234567獨(dú)立式鍵盤 圖 7 12 執(zhí)行應(yīng)用程序的過程中，不能響應(yīng)鍵盤輸入，對鍵盤的掃描可以采用定時方式，即利用 單片機(jī)內(nèi)部定時器每隔一定時間對鍵盤掃描一次，這樣控制方式，不管鍵盤上有無鍵閉合， CPU 總是定時的關(guān)心鍵盤狀態(tài)。 在大多數(shù)情況下， CPU 對鍵盤可能進(jìn)行空掃描。為了提高CPU的效率而又能及時響應(yīng)鍵盤輸入，可以采用中斷方式，既 CPU平時不必掃描鍵盤，只要當(dāng)鍵盤上有鍵盤閉合時就產(chǎn)生中斷請求，向 CPU 申請中斷后，立即對鍵盤上有鍵盤進(jìn)性掃描，識別閉合鍵，并做相應(yīng)的處理。 根據(jù)以上的論述，采用方案一，在本系統(tǒng)中采用了獨(dú)立式鍵盤，其按鍵比較少，且鍵盤中各個按鍵的工作互不干擾。如圖 8 所示。 計(jì)分器顯示模塊 顯示 模塊必須要顯示三位數(shù)為一組 ,本系統(tǒng)設(shè)計(jì)為八組 ,共要顯示 27 位數(shù)。采用靜態(tài)顯示，其 方案如下： 方案一 ：不帶鎖存方式 。顯示器由 9 個共陰極數(shù)碼管組成。輸入只有兩個信號，它們是串行數(shù)據(jù)線 DIN 和移位信號 CLK。 9 個串 /并移位寄存器芯片 74LS164 首尾相連， 74LS164 為 8 位串入并出移位寄存器， 2 為串行輸入端， Q0Q7 為并行輸出端， CLK 為移位時鐘脈沖上升沿移入一位； MR 為清零端，低電平時并行輸出為零。實(shí)驗(yàn)證明在顯示位數(shù)超出 6 位，數(shù)碼管有閃爍的現(xiàn)象。 方案二 ：帶鎖存方式 。采用帶有鎖存功能的移位寄存器 74LS595芯片， 74595 的數(shù)據(jù)端： QAQH: 八位并行輸出端，可以直接控制數(shù)碼管的 8 個段。 QH39。: 級聯(lián)輸出端。我將它接下一個 595 的 SI 端。 SI: 串行數(shù)據(jù)輸入端。 74595 的控制端說明： SRCLR(10 腳 ): 低點(diǎn)平時將移位寄存器的數(shù)據(jù)清零。通常接 Vcc。 SRCK(11 腳 )：上升沿時數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)移位。 QAQBQC...QH；下降沿移位寄存器0123456789ABCDEFP 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7行列式鍵盤圖 8 13 數(shù)據(jù)不變。（脈沖寬度： 5V 時，大于幾十納秒就行了。我通常都選微秒級） RCK(12 腳 )：上升沿時移位寄存器的數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)存儲寄存器，下降沿 時存儲寄存器數(shù)據(jù)不變。 (通常我將 RCK 置為低電平， ) 當(dāng)移位結(jié)束后，在 RCK 端產(chǎn)生一個正脈沖（ 5V 時，大于幾十納秒就行了。我通常都選微秒級），更新顯示數(shù)據(jù)。 13 腳 : 高電平時禁止輸出（高阻態(tài)）。如果單片機(jī)的引腳不緊張，用一個引腳控制它，可以方便地產(chǎn)生閃爍和熄滅效果。比通過數(shù)據(jù)端移位控制要省時省力。 74164 和74595 功能相仿，都是 8 位串行輸入轉(zhuǎn)并行輸出移位寄存器。 74164的驅(qū)動電流 (25mA)比 74595(35mA)的要小 ,14 腳封裝，體積也小一些。74595 的主要優(yōu)點(diǎn)是具有數(shù)據(jù)存儲寄存器，在移位的過程 中，輸出端的數(shù)據(jù)可以保持不變。這在串行速度慢的場合很有用處，數(shù)碼管沒有閃爍感。與 164 只有數(shù)據(jù)清零端相比， 595 還多有輸出端時能 /禁止控制端，可以使輸出為高阻態(tài)。 根據(jù)以上論證，采用方案二。 計(jì)分器鍵盤的選擇 方案一 ：行列式鍵盤 行列式鍵盤是用 N 條 I/O 線作為行線， M 條 I/O 線作為列線組成的鍵盤，在行線和列線的每個交叉點(diǎn)上，設(shè)置一個按鍵中按鍵的個數(shù)是 M*N 個。這種形式的鍵盤結(jié)構(gòu)，能夠有效的提高單片機(jī)系統(tǒng)中 I/O的利用率，列線接 ~ 行線接 ~，行列適用于按鍵輸入多的情況。 方案二 ：獨(dú)立式鍵盤 鍵盤接口中使用多少根 I/O 線，鍵盤中就有幾個按鍵，鍵盤接口使用了 16 根 I/O 口線，需要占用比較多的 I/O 口線這種類型的鍵盤， 根據(jù)以上論證，采用方案一。 模塊的最終方案 主控制器模塊： 采用 AT89C51 單片幾機(jī)控制 搶答器顯示模塊 ：數(shù)碼管顯示 電源方案的選擇： 采用三端穩(wěn)壓器電路 14 槍答器鍵盤模塊 ：獨(dú)立式鍵盤 計(jì)分器顯示模塊： 采用帶有鎖存功能的移位寄存器 74LS595 芯片 計(jì)分器鍵盤模塊： 行列式鍵盤 15 第 4 章 電子智能搶答器 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) 計(jì)分器的電路設(shè)計(jì) 主控制器采用 AT89C51 單片機(jī)作為微處理器， AT89C51 是美國ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓、高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4K bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(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 存儲單元。 計(jì)分器系統(tǒng)的硬件電路 計(jì)分器的工作原理是采用最小系統(tǒng)，用 4x4 鍵盤來輸入是選手需要加減進(jìn)行分?jǐn)?shù)的加減輸入。主板上的 6 個數(shù)碼顯 示，加幾分的數(shù)，按確定鍵后分?jǐn)?shù)值從串口 ， 傳到計(jì)分器顯示模塊上再通過數(shù)碼管驅(qū)動模塊顯示。原理圖如圖 9 所示 16 圖 9123456ABCD654321D C B A標(biāo)題圖號修訂尺寸B日期:23Jun2008第 張 共 張文件:J:\搶答器記分器.Ddb制圖人:EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10U989S511 2U1A74ALS063 4U1B74ALS065 6U1C74ALS0689U1D74ALS06A02A13A24A35A46A57A68A79B018B117B216B315B414B513B612B711E19DIR1U274ALS245S1S2S3S4S5 S9 S13S6 S10S14S7 S11S15SWPBS8 S12S16R1 10KR2 10KR310KR4 10KA0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7VCCB0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7B0B1B2B312J1CON2C1 30PC2 30PR5 10KY1S0C3 10uFVCCR9R9C41000uFC50.1uFR6 5.6KD0 LEDS12345678J2C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7C0 C1C2C3 C4C5 C6C7VCCB6 B71011U1E74ALS06A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7B41213U1F74ALS06A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7B51 6 2 7 3 8 4 9 5J3串口輸