【正文】 鍵盤的工作方式 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，鍵盤掃描只是 .。 決于鍵盤的工作方式，鍵盤的工作方式應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中 .，其選取的原則是既要保證 .CPU能及時(shí)響應(yīng)按鍵操作，又不要過多占用 CPU 的工作時(shí)間。通 常，鍵盤的工 作方式有三種，即編程掃描、定時(shí)掃描和中斷掃描。 本設(shè)計(jì)采用的是編程掃描法。 (5) 按鍵的識(shí)別 1) 判斷有無鍵按下。其方法為： 0，讀 .C 口狀態(tài)，若 PC0?PC3 全為1，則說明無鍵按下；若不全為 1，則說明有鍵按下。 2) 消除按鍵抖動(dòng)的影響。其方法為：在判斷有鍵按下后，用軟件延時(shí)的方法延時(shí)，再判斷鍵盤狀態(tài)，如果仍為有鍵按下狀態(tài)，則認(rèn)為有一個(gè)按鍵按下，否則當(dāng)作按鍵抖動(dòng)來處理。 本設(shè)計(jì)的鍵盤方案 通過以上的陳述，通過各種方案的對(duì)比，根據(jù)本設(shè)計(jì)的實(shí)際，本設(shè)計(jì)采用的是 .4*4的矩 陣鍵盤，方案如下圖所示。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAD03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11U17 4 H C 5 7 31 E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 1 0 / T1P 1 1 / T2P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10A1A T 8 9 S 5 22 C330pF3 CR11 2 M H z4 C21 2 abfcgdeD P Y1234567abcdefg8 dpdpD S 1D P Y _ 7 S E G _ D P3 abfcgdeD P Y1234567abcdefg8 dpdpD S 2D P Y _ 7 S E G _ D P4 abfcgdeD P Y1234567abcdefg8 dpdpD S 3D P Y _ 7 S E G _ D P1 abfcgdeD P Y1234567abcdefg8 dpdpD S 4D P Y _ 7 S E G _ D P2 抽題 3 4 修改 修改 30pF修改 U3B U Z Z E R確認(rèn) 復(fù)位10uf1 0 k ΩV C CC1R112U ? A7 4 L S 0 412U ? A7 4 L S 0 412U ? A7 4 L S 0 412U ? A7 4 L S 0 4P 0 .0P 0 .2P 0 .3P 0 .1R45 .1 kR55 .1 kR25 .1 kR35 .1 kV C CP 0 .4P 0 .5 P 0 .6P 1 . 0P 1 .1P 0 .7P 1 .2P 1 .3P 1 .0 P 1 .1 P 1 .2 P 1 .3P 1 .7P 1 .7P 0 .7V C CP 0 .5P 0 .6P 0 .4P 0 .2P 0 .3P 0 .1P 0 .0P 0 .0P 0 .2P 0 .3P 0 .1P 0 .0P 0 .2P 0 .3P 0 .1P 0 .0P 0 .2P 0 .3P 0 .1 圖 311 本設(shè)計(jì)中矩陣式按鍵結(jié)構(gòu) 如果說到此為止我們已經(jīng)完成了本設(shè)計(jì) . 分 的 硬件設(shè)計(jì)，那么這還僅僅是一個(gè)硬件設(shè)計(jì)，還不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能，因?yàn)樵撓到y(tǒng)還缺少了它的血液 —— 軟件。 基于單片機(jī)的口語 PK 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 19 4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) —— LED 部分 如果說系統(tǒng)硬件就像人的軀體，那么軟件猶如支撐人體完成各項(xiàng)活動(dòng)的血液。本章就是來補(bǔ)充和完善本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)能夠正常的運(yùn)作。本部分 ( )的軟件是用匯編語言編寫的。 《匯編語言 》 (Assembly Language)一門重要的基礎(chǔ)課程，是一種面向機(jī)器的 低級(jí)語言。它依賴于硬件，能通過巧妙 的程序設(shè)計(jì)充分發(fā)揮硬件的潛力。匯編語言程序產(chǎn)生的代碼運(yùn)行效率高 ， 因此，到目前為止，許多軟件系統(tǒng) (例如操作系統(tǒng)等 )的核心部分仍然是 用匯編語言來編寫 。 這里我們首先介紹 一些 程序設(shè)計(jì)的基本方法，然后再進(jìn)行系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。 程序設(shè)計(jì) 的方法 本設(shè)計(jì)中運(yùn)用了循環(huán)程序設(shè)計(jì)，分支程序設(shè)計(jì)，查表程序設(shè)計(jì)等。下面來介紹本設(shè)計(jì)所用到的程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。以及在單片機(jī)中的應(yīng)用。 所謂循環(huán)結(jié)構(gòu)是指重復(fù)執(zhí)行某個(gè)公共程序段若干次，直到滿足某個(gè)條件才結(jié)束操作。 在一個(gè)實(shí)用的程序中，循環(huán)結(jié)構(gòu)是必不可少的。循環(huán) 是反復(fù)執(zhí)行某一部分程序行的操作。有兩類循環(huán)結(jié)構(gòu) ： 當(dāng)型循環(huán)，即當(dāng)給定的條件成立時(shí)，執(zhí)行循環(huán)體部分，執(zhí)行完畢回來再次判斷條件，如果條件成立繼續(xù)循環(huán)，否則退出循環(huán)。 另一種為 直到型循環(huán)，即先執(zhí)行循環(huán)體，然后判斷給定的條件，只要條件成立就繼續(xù)循環(huán)，直到判斷出給定的條件不成立時(shí)退出循環(huán)。 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，由很多應(yīng)用程序，如循環(huán)程序、查表程序、分支程序等， 一個(gè)完整的單片機(jī)程序由多個(gè)功能模塊組成，包括主程序、若干個(gè)子程序、中斷程序等，子程序由主程序調(diào)用，中斷服務(wù)程序則根據(jù)中斷條件由 .。 主程序一般由 一些順序程序組成，主程序的結(jié)構(gòu)與單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)及編程者的習(xí)慣有關(guān)。一般在進(jìn)入主程序后都要根據(jù)實(shí)際要求對(duì)所用的可編程的硬件資源進(jìn)行初始化。 子程序由子程序名、具體功能程序、子程序返回組成。子程序名在一個(gè)單片機(jī)程序中是唯一的，不能重復(fù)，在匯編語言編寫的程序中，子程序名就是一個(gè)合法的標(biāo)號(hào)。子程序?qū)嶋H上是由一系列指令構(gòu)成的具有一定功能的程序片段。子程序調(diào)用由主程序執(zhí)行LCALL 或 ACALL 指令產(chǎn)生，返回由 RET 指令完成。在一個(gè)子程序中不能向另一個(gè)子程序或主程序中轉(zhuǎn)移。 單片機(jī)一共由 .，包括外部中斷 .0、 定時(shí)器中斷 .0、外部中斷 .定時(shí)器 .1和串行接口中斷。這 .，只有兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，因此在由很多個(gè)中斷情況下要注意安排好中斷的優(yōu)先級(jí)別和工作寄存器的保護(hù)，以防在中斷嵌套時(shí)現(xiàn)場(chǎng)被破壞。在使4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) —— LED 部分 20 用某一中斷時(shí)，在中斷開放狀態(tài)下，一旦具備中斷條件，無論程序運(yùn)行到何處，程序?qū)⒘⒓崔D(zhuǎn)入其相應(yīng)中斷的入口地址，在入口地址安排一條無條件 轉(zhuǎn)移指令 ， 轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷服務(wù)程序，中斷服務(wù)程序執(zhí)行完后，由中斷返回指令 RETI 返回到斷點(diǎn)處。 現(xiàn)場(chǎng)是指中斷時(shí)刻單片機(jī)中某些寄存器和存儲(chǔ)器單元中的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)就是為了使中斷服務(wù)程序 的執(zhí)行不破壞這些數(shù)據(jù)或狀態(tài)，使中斷返回后不影響主程序的運(yùn)行，而把它們送入堆棧保存起來。現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)時(shí)指在中斷結(jié)束后返回主程序前把保護(hù)的現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)容從堆棧中彈出，以恢復(fù)那些寄存器和存儲(chǔ)器單元中的原有內(nèi)容。 程序調(diào)試方法 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng) 。 Keil軟件是目前最流行開發(fā) MCS51 系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持 Keil 即可看出。 Keil 提供了包括 .、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完 整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境 (uVision)將這些部份組合在一起。 下面來介紹 Keil 工程的建立 。 (1) 首先啟動(dòng) Keil 軟件的集成開發(fā)環(huán)境 。 (2) 建立工程文件，并選擇必要的單片機(jī)型號(hào)，本設(shè)計(jì)中用的是 .STC系列的 AT89S52單片機(jī)。在項(xiàng)目開發(fā)中，并不是僅有一個(gè)源程序就行了，還要為這個(gè)項(xiàng)目選擇 CPU(Keil支持?jǐn)?shù)百種 .CPU，而這些 . )，確定編譯、匯編、連接的參數(shù)，指定調(diào)試的方式，有一些項(xiàng)目還會(huì)有多個(gè)文件組成等，為管理和使用方便， Keil 使用工程 (Project)這 一概念，將這些參數(shù)設(shè)置和所需的所有文件都加在一個(gè)工程中，只能對(duì)工程而不能對(duì)單一的源程序進(jìn)行編譯 (匯編 )和連接等操作。 (3) 工程建立好以后，還要對(duì)工程進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)置，以滿足要求。首先點(diǎn)擊左邊Project 窗口的 Target 1，然后使用菜單“ ProjectOption for target“ target1”即出現(xiàn)對(duì)工程設(shè)置的對(duì)話框，這個(gè)對(duì)話框可謂非常復(fù)雜，共有 .，要全部弄清楚，絕大部份設(shè)置項(xiàng)取默認(rèn)值就行了，程序輸出格式的設(shè)置和生成 HEX 代碼的控制 (4) 編譯、連接 在設(shè)置好工程后，即可 進(jìn)行編譯、連接。選擇菜單 ProjectBuild target，對(duì)當(dāng)前工程 進(jìn)行連接，如果當(dāng)前文件已修改，軟件會(huì)先對(duì)該文件進(jìn)行編譯，然后再連接以產(chǎn)生目標(biāo)碼；如果選擇 Rebuild All target files 將會(huì)對(duì)當(dāng)前工程中的所有文件重新進(jìn)行編譯然后再接， 就能 確保最終生產(chǎn)的目標(biāo)代碼是最新的，而 Translate 項(xiàng)則僅對(duì)該文件進(jìn)行編譯，不進(jìn)連接。 (5) 對(duì)生成的 HEX 文件連接到 Proteus 軟件中進(jìn)行仿真，把程序燒寫到單片機(jī)中進(jìn)行實(shí)物 調(diào)試。 基于單片機(jī)的口語 PK 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 21 LED 部分軟件設(shè)計(jì) 一般來講，在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)之前，我 們都是先畫出程序的流程圖，然后用基本的程序語句來填充各個(gè)部分，來達(dá)到程序設(shè)計(jì)的目的。 系統(tǒng)的完整流程圖 如下圖 (圖 41)所示， 該圖 為本系統(tǒng)的主程序流程圖。該流程圖對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的程序執(zhí)行從開始到結(jié)束。順序清楚明朗。 開 始題 號(hào) 從 1 ～ 9 9 9 開 始 循 環(huán) 顯 示抽 題 鍵 按 下 ？顯 示 題 號(hào) 3 秒時(shí) 間 顯 示9 0 秒 ？聲 光 提 示 3 秒打 分 鍵 盤 ？相 應(yīng) 數(shù) 碼 管 顯 示 相 應(yīng) 評(píng) 委 所 打 名 次撤 銷 鍵 ？ 撤 銷 該 評(píng) 委 的 打 分確 認(rèn) 鍵 第 3 次 按 下？計(jì) 算 排 名 并 顯 示結(jié) 束NYNYNYYNYN 圖 41 系統(tǒng) LED部分主流程圖 4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) —— LED 部分 22 鍵盤掃描程序設(shè)計(jì) 圖 42 為 4*4 矩陣鍵盤程序流程圖，從圖中可以看出鍵盤是連接到單片機(jī)的 P0 口。對(duì)每個(gè) I/。 第 一 行 P 0 . 0 置 零P 0 . 4 = 0 ？P 0 . 5 = 0 ？P 0 . 6 = 0 ？P 0 . 7 = 0 ？第 3 次 確 認(rèn) 鍵按 下 ？下 一 行 置 零第 5 行 ？計(jì) 算 鍵 值判 斷 是 哪 位 同 學(xué) 的 名 次送 相 應(yīng) 的 存 儲(chǔ) 器相 應(yīng) 位 數(shù) 碼 管 顯 示 名 次I N ( 1 、 2 、 3 、 4 )O U T ( 1 、 2 、 3 、 4 )I N 1I N 2I N 3I N 4O U T 4O U T 1O U T 2O U T 3NYNYNYNYNYNY 圖 42 4*4矩陣鍵盤程序流程圖 排名程序設(shè)計(jì) 下圖 (圖 .43)為 本設(shè)計(jì)的 排名 子 程序流程圖，從該流程圖中可以清晰的看出排名的算法。 通過編寫程序?qū)崿F(xiàn)學(xué)生名次排名。 本設(shè)計(jì)的功能實(shí)際上是通過兩個(gè)不同的分設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)的：一個(gè)是 .；另一個(gè)是 .。其中 .， 用來讓評(píng)委老師打分， 計(jì)算 學(xué)生排名并顯示的。所以，在完成了 .，我們還要進(jìn)行 分的設(shè)計(jì)。 基于單片機(jī)的口語 PK 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 23 分 別 計(jì) 算 各 位 同 學(xué) 的 排 名 和4 位 同 學(xué) 排 名 統(tǒng) 一 置 4第 N 位 同 學(xué) 的 排 名 小 于 其他 三 位 同 學(xué) 的 排 名 和 ？( N 取 1 、 2 、 3 、 4 )第 二 位 同 學(xué) 的 名 次 等 于 第位 同 學(xué) 名 次 ？( K 取 3 、 4 )第 三 位 同 學(xué) 的 名 次 等 于 第四 位 同 學(xué) 名 次 ？參 照 主 評(píng) 委 名 次