【正文】 圖 412 8255作鍵盤(pán)接口電路 打印 模塊 在單片機(jī)控制應(yīng)用系統(tǒng)當(dāng)中，常用用紙介質(zhì)來(lái)記錄系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的需要，以備存檔或查閱。鍵盤(pán)分為行線(xiàn)和列線(xiàn)，本鍵盤(pán)共有 4條行線(xiàn) 4 條列線(xiàn)。定時(shí)掃描進(jìn)了一大步，除了定時(shí)監(jiān)視一下鍵盤(pán)輸入情況處，其余時(shí)間可進(jìn)行其他任務(wù)的處理，因此 CPU 效率提高了。而在執(zhí)行鍵入命令或處理鍵入進(jìn)程當(dāng)中， CPU 不再響應(yīng)鍵入要求，直到 CPU 返回重新掃描鍵盤(pán)為止。鍵盤(pán)的工作方式的選取應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中 CPU 工作的忙、閑情況而定。以 4*4 鍵盤(pán)為例，可以編號(hào)為 01H， 02H， ...， 0FH， 10H 共 16 個(gè)。如 12H 表示第一行、第 2 列的按鍵、 A4H 表示第 10 行、第 4 列的按鍵等。線(xiàn)所轉(zhuǎn)法的操作步驟也分兩步：第 1 步，將行線(xiàn)編程為輸入線(xiàn)，列線(xiàn)編程為輸出線(xiàn)，并使輸出線(xiàn)輸出全為零電平，則行線(xiàn)電平由高到低所在行為按鍵所在行；第 2 步，則將行線(xiàn)編程為輸出線(xiàn)，列線(xiàn)為輸入線(xiàn)，并使輸出線(xiàn)輸出為全零電平，則列線(xiàn)中電平由高到低所在的列為按鍵所在列。因此各按鍵彼此相互發(fā)生影響，所以必須將行、列信號(hào)配合起來(lái)并做適當(dāng)?shù)奶幚?，才能確定閉合鍵的位置。平時(shí)無(wú)按鍵動(dòng)作時(shí)，行線(xiàn)處于高電平狀態(tài)，而當(dāng)有按鍵按下時(shí)，行線(xiàn)電平 狀態(tài)將由與此行線(xiàn)相連的列線(xiàn)電平?jīng)Q定。如一個(gè) 3*3 的行、列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個(gè)有 9個(gè)按鍵的鍵盤(pán)。 /E/P：雙重功能輸出控制線(xiàn)。 的信號(hào)引腳如 圖 49 所 示： 圖 49 2716引腳圖 主要引腳功能如下： A10A0： 11 位地址 D7D0：數(shù)據(jù)輸出 /OE： 輸出允許信號(hào)。此外，還有一些引腳信號(hào)也是提供存儲(chǔ)器擴(kuò)展使用的。 本設(shè)計(jì)的電路連接圖如 圖 48 所示 ： 圖 48 LED顯示連接圖 如果采用 LCD 液晶顯示 ,在距離屏幕 1 m 之外就無(wú)法看清數(shù)據(jù) ,而且在白天其對(duì)比度也不能夠滿(mǎn)足要求 ,因此采用高亮度 LED 數(shù)碼管顯示。 由于加在 7 段陽(yáng)極上的電壓可以用數(shù)字量表示，對(duì)于共陰極，如果某位為 1，則對(duì)應(yīng)段發(fā) 光；如為 0，則不發(fā)光。動(dòng)態(tài)顯雖然在任一時(shí)刻只有一位數(shù)碼管被點(diǎn)亮，但是由于人眼具有視覺(jué)暫留效應(yīng)，看起來(lái)與全部數(shù)碼管持續(xù)點(diǎn)亮的效果完全一樣。故在位數(shù)較多時(shí)往往采用動(dòng)態(tài)顯示方法。如圖所示，該圖表示了一個(gè)四位靜態(tài) LED 顯示器電路。這兩種顯示方式各有利弊；靜態(tài)顯示雖然數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少的 CPU時(shí)間，但每個(gè)顯示單元都需要單獨(dú)的顯示驅(qū)動(dòng)電路，使用的硬件較多；動(dòng)態(tài)顯示雖然有閃爍感，占用的 CPU 時(shí)間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線(xiàn)路板空間 ，更重要的是能節(jié)省成本 。下一時(shí)刻又送下一位 LED 要顯示字符的段碼，并只讓下一位 LED 顯示 ?? .如此輪流，使每位顯示該為的字符，這樣不斷的循環(huán)送出響應(yīng)的段選碼﹑位選碼，就可以獲得視覺(jué)穩(wěn)定的顯示狀態(tài)。每根位選線(xiàn)控制該位的LED 的 8根段選線(xiàn)控制該位 LED 顯示什么字符。設(shè) 8位控制器按低到高的次序依次控制 LED 顯示塊的 a~f 和小數(shù)點(diǎn) dp,我們稱(chēng)控制器輸出的控制 LED 顯示塊顯示字符的 8 位字節(jié)數(shù)據(jù)為段選碼。共陽(yáng)極 LED 顯示塊的發(fā)光二極管陽(yáng)極并接，當(dāng)某個(gè)二極管的陰極為低電平時(shí)，該二極管點(diǎn)亮。單片機(jī)最常用的顯示裝置是 LED 顯示器。我們選擇了 口作為信號(hào)的輸入端，內(nèi)部采用外部中斷 0，車(chē)輪每轉(zhuǎn)一圈，霍爾開(kāi)關(guān)就檢測(cè)并輸出信號(hào)，引起單片機(jī)的中斷，對(duì)脈沖計(jì)數(shù)?；魻柶骷曰魻栃?yīng)為其工作基礎(chǔ)。當(dāng)通過(guò)按鍵設(shè)定一次數(shù)據(jù)完畢后 (如 :晝夜單價(jià)、等候時(shí)間、起租里程、起租金額等 ) ,系統(tǒng)就自動(dòng)調(diào)用 存儲(chǔ)程序 ,將數(shù)據(jù)信息保存在芯片內(nèi) 。通過(guò)此引腳可提供硬件數(shù)據(jù)保護(hù)。 ：串行數(shù)據(jù) I/O 端，用于輸入和輸出串行數(shù)據(jù)。 電路連接情況如 圖 44 所 示： 圖 44 掉電存儲(chǔ)電路連接圖 AT24C02 的引腳功能和意義如下： ： +5V 電源。晶體振蕩頻率高，則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也高，單片機(jī)運(yùn)行也就快，但反過(guò)來(lái)運(yùn)行速度快對(duì)存儲(chǔ)器的速度要求就高，對(duì)印刷電路板的工藝要求也高（線(xiàn)間寄生電容要?。?。本次設(shè)計(jì)中，為方便人的操作，采用按鍵手動(dòng)復(fù)位的按鍵電平復(fù)位。 RST 變?yōu)榈碗娖胶?，便又退出?fù)位狀態(tài)。 PCF8563是一款性?xún)r(jià)比極高的時(shí)鐘芯片它已被廣泛用于電表水表氣表電話(huà)傳真機(jī)便攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等產(chǎn)品領(lǐng)域 電路連接圖如 圖 41所示 ： 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 7 J u n 2 0 09 S he e t o f F i l e : C : \ D o c u m e n t s a n d S e t t i n gs \ O w n e r .L E N O V O D 3 B A 8 67 F \桌面 \ t i a n .d dbD r a w n B y:GND4I N T3O S C O2O S C1S D A5S C L6C O U T7V C C8U88 56 3R71 0KR61 0KV C CC21 5P FC10 .1 u FY27 2. 7 68 K H ZBTB A T T E R YP 1. 1P 1. 2V C CD11 N 41 4 8D21 N 41 4 8 圖 41 8563晶振電路 復(fù)位電路 單片機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)都需要進(jìn)行復(fù)位操作，以便使 CPU 和系統(tǒng)中的其它部件都處于某一確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作。它在系統(tǒng)中的作用是設(shè)定，例如：可以設(shè)定時(shí)、分、秒。在 8255芯片工作前， 首先向 8255 的控制寄存器中輸入控制字。 一個(gè) 8位的雙向總線(xiàn)端口 A 和一個(gè) 5 位控制端口 C。 任一端口都可作為輸入或輸出 。 輸入是不鎖存 。 圖 36 8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 二、 8255 操作方式 8255 有 3種工作方式可選擇，即方式 0、方式 方式 2。 PCO~PC7:作為 8位輸入 /輸出線(xiàn) 。 /RD、 /WR:讀、寫(xiě)線(xiàn)。它有三個(gè)八 位并行 I/O 口。設(shè)置位 TESTC邏輯可消除替換模式，再次進(jìn)入替換模式只有在設(shè)置 TESTC為邏輯 1后進(jìn)行。 （ POR）替換模式 POR 的持續(xù)時(shí) 間直接與振蕩器的起動(dòng)時(shí)間有關(guān)。 CLKOUT為開(kāi)漏輸出管腳，上電時(shí)輸出有效，無(wú)效時(shí)輸出為高阻抗。 8563時(shí)鐘芯片在本設(shè)計(jì)中具有以下功能： 1. 定時(shí)器功能 8位的倒計(jì)數(shù)器地址（ 0FH ）由定時(shí)器控制寄存器地址 0EH控制，定時(shí)器控制寄存器用于設(shè)定定時(shí)器的頻率（ 4096， 64， 1 或 1/60Hz ）以及設(shè)定定時(shí)器有效或無(wú)效定時(shí)器從軟件設(shè)置的 8 位二進(jìn)制數(shù)倒計(jì)數(shù)每次倒計(jì)數(shù)結(jié)束定時(shí)器設(shè)置標(biāo)志位 TF，定時(shí)器標(biāo)志位 TF只可以用軟件清除， TF用于產(chǎn)生一個(gè)中斷（ /INT ）每個(gè)倒計(jì)數(shù)周期產(chǎn)生一個(gè)脈沖作為中斷信號(hào) TI/TP 控制中斷產(chǎn)生的條件。寫(xiě) 0A2H PCF8563 的管腳排列及描述如圖 35所示： 圖 35 8563引腳圖 功能如表 34 所示： 表 34 8563管腳功能表 8563 的基本原理 8563 有 16個(gè) 8 位寄存器：一個(gè)可自動(dòng)增量的地址寄存器，一個(gè)內(nèi)置 的振蕩器（帶有一個(gè)內(nèi)部集成的電容），一個(gè)分頻器（用于給實(shí)時(shí)時(shí)鐘 RTC 提供源時(shí)鐘），一個(gè)可編程時(shí)鐘輸出，一個(gè)定時(shí)器，一個(gè)報(bào)警器，一個(gè)掉電檢測(cè)器和一個(gè) 400KHzI2C 總線(xiàn)接口。但 8155 的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，不論是定時(shí)工 作還是計(jì)數(shù)工作，都由外部提供計(jì)數(shù)脈沖，其信號(hào)引腳就是 TIMER IN。 ? MCS51 的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器有多種工作方式。 8155 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的記數(shù)結(jié)構(gòu)如 表 33 所示： 表 33 8155定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的記數(shù)結(jié)構(gòu) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 T7 T6 T5 T4 T3 T2 T1 T0 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的使用 ： 8155的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器與 MCS51單片機(jī)芯片內(nèi)部的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器在功能上是完全相同的，即同樣具有定時(shí)和計(jì)數(shù)兩種功能 。對(duì)命令寄存器只能寫(xiě)不能讀。對(duì)它們只需使用 AD2～ AD0 即可實(shí)現(xiàn)編址，如表 33所示。 STB —— 選通信號(hào)（輸入），低電平有效。各聯(lián)絡(luò)信號(hào)的定義如表 32 所示。而 PC 口則為 6 位口，它既可以作為數(shù)據(jù)口用于數(shù)據(jù)的 I/O傳送，也可以作為控制口，用于傳送控制信號(hào)和狀態(tài)信號(hào)，對(duì) PA 和 PB 的 I/O操作進(jìn)行控制。該信號(hào)是一個(gè)特殊信號(hào)，對(duì)它的使用要格外注意。 ? CE —— 片選信 號(hào)。 ? ALE—— 地址鎖存信號(hào)。 PA0～ PA7 是 A 口的 8 位輸入 /輸出線(xiàn)。 RESET 是復(fù)位線(xiàn) .當(dāng)RESET=1 時(shí)， 8155 被復(fù)位。它一般接到 CPU 的地址線(xiàn) A8 上。 CE 是片選信號(hào)，當(dāng) CE =0 時(shí)，芯片才能與 CPU 交 換信息。它含一個(gè)可預(yù)置的計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)范圍從 2 到 16383，可用于延時(shí)、計(jì)數(shù)或分頻，它內(nèi)部有 256字節(jié)的 RAM，可以補(bǔ) 充 CPU 內(nèi)部的不足。 ● NC— 未連接。例如， AT24C16 所對(duì)應(yīng)的 3個(gè)引腳均無(wú)效，因此使用 AT24C16 時(shí)只能尋址 1 片，同樣，使用 AT24C04 時(shí)刻尋址 4 片；使用 AT24C08 可尋址 2 片。 A0， A1， A2— 片選或以頁(yè)面選擇地址輸入，用于 EEPROM 器件地址編碼。 ● WP— 寫(xiě)保護(hù)，用于硬件數(shù)據(jù)保護(hù)功能。 AT24C02 介紹 AT24C02 系列串行 EEPROM 引腳、容量及結(jié)構(gòu) 目前我國(guó)應(yīng)用最多的封裝形式是 8 腳封裝 ,如 圖 33 所 示： 圖 33 AT24C02型號(hào)和引腳 AT24C02 的 EEPROM 的引腳說(shuō)明如下： ● SCL— 串行時(shí)鐘端，用于對(duì)輸入和輸出數(shù)據(jù)的同步。一般商業(yè)品工作溫度為 0～ +70℃，工業(yè)品為 40～ +85℃。自定時(shí)寫(xiě)周期包括自動(dòng)擦除時(shí)間不超過(guò) 10ms，典型時(shí)間為 5ms。 AT24CX系列串行 EEPROM是目前單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用較多的 EEPROM芯片 。斷電數(shù)據(jù)保護(hù)方法可選用具有斷電保護(hù)功能的 RAM 和電可擦存儲(chǔ)器 EEPROM。在閑置模式下， CPU 停止工作。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度 。 AT89C51 的振蕩器特性 XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng)/EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 P3口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如 表 31 所示： P3口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（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(xiě)選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 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)。并因此作為輸入時(shí)， P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 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。 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。編程電壓 VPP 有高壓 12V 的，也有低壓5V的。 AT89C51單片機(jī) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及時(shí)鐘模塊 里程采集模塊 顯示模塊 存儲(chǔ)區(qū)擴(kuò)展 模塊 鍵盤(pán)模塊 打印模塊 圖 24 硬件電路框圖 AT89C51 單片機(jī) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及時(shí)鐘模塊 里程采集模塊 顯示模塊 存儲(chǔ)區(qū)擴(kuò)展模塊 鍵盤(pán)模塊 打印模塊 第 3 章 相關(guān)芯片介紹 控制核心芯片 AT89C51 主要特性 ● 與 MCS51 系列單片機(jī)產(chǎn)品兼容 ● 4K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器（片內(nèi)具有 4K 字節(jié)閃速存儲(chǔ)器） ● 1000 次擦寫(xiě)