【正文】 為了進(jìn)一步提高 CPU 。其間 CPU 不能干任何其他工作，如果 CPU工作量大，這種方法將不能適應(yīng)。 2定時(shí)掃描工作方 式 定時(shí)掃描工作方式是利用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器產(chǎn)生定時(shí)中斷， CPU 響應(yīng)中斷后對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，并在有鍵按下時(shí)識(shí)別出該鍵并執(zhí)行相應(yīng)的功能程序。 1編程掃描方式 CPU 鍵盤的掃描采取程序控制方式，一旦進(jìn)入鍵掃描狀態(tài)，則反復(fù)地掃描鍵盤，等待操作者從鍵盤上輸入命令或數(shù)據(jù)。其基本原則是既要保證能及時(shí)響應(yīng)按鍵操作，又要不過多占用 CPU的工作時(shí)間。 CPU 在忙于各項(xiàng)工作任務(wù)時(shí)，如何兼顧鍵盤的輸入、取決于鍵盤的工作方式。無論以何種方式編碼，均應(yīng)以處理問題方便為原則，而最基本的是鍵所處的物理位置即行號(hào)和列號(hào)，它是各種編碼之間相互轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)，編碼相互轉(zhuǎn)換可通過查表的方法實(shí)現(xiàn)。以常常采用依次排列鍵號(hào)的方式對(duì)按鍵進(jìn)行編碼。但是這種編碼對(duì)于不同行的鍵，離散性大。對(duì)于矩陣式鍵盤，按鍵的位置由行號(hào)和列號(hào)唯一確定，所以分別對(duì)行號(hào)和列號(hào)進(jìn)行二進(jìn)制編碼，然后將兩值合成一個(gè)字節(jié)，高 4 位為行號(hào)，低 4位為列號(hào)將是非常直觀的。綜合兩步的結(jié)果，則可確定按鍵所在的行和列，從而識(shí)別出所按的鍵。而線反轉(zhuǎn)法則顯得很簡(jiǎn)練。 矩陣式鍵盤的識(shí)別 1掃描法 利用掃描法識(shí)別具體按鍵的方法是：逐列置為零電平，檢查行線電平的變化，如果某行電平由高電平變?yōu)榱汶娖剑瑒t可確定此行線此列交叉點(diǎn)處的按鍵被按下。由于矩陣鍵盤中行、列線為多鍵共用，名按鍵均影響該鍵所 在行和列的電平。列線如果此時(shí)電平為低，則行線電平為低；列線電平如果為高，則行線電平亦為高。行線通過上拉電阻接到 +5V上。在按鍵數(shù)量較多的場(chǎng)合，矩陣鍵盤與獨(dú)立式鍵盤相比，要節(jié)省很多 I/O 口。引腳如 圖 410所 示： E 網(wǎng)校免費(fèi)網(wǎng)上共享學(xué)習(xí)平臺(tái) 圖 410 6116引腳圖 引腳功能如下： A10A0： 11位地址線 D7D0：數(shù)據(jù)輸出 G：地 /W：寫選通信號(hào) 存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路圖如 圖 411 所 示： 鍵盤模塊 矩陣式鍵盤接口設(shè)計(jì) 矩陣式鍵盤適用于按鍵數(shù)量較多的場(chǎng)合，它由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點(diǎn)上。當(dāng)使用時(shí)， 它為片選信號(hào) /E，低電平有效；當(dāng)芯片編程時(shí)，它為編程控制信號(hào) P，用于引入編程脈沖。當(dāng)芯片編程時(shí)，該端加 +25V 編程電壓；當(dāng)使用時(shí)，該端加+5V 電源。當(dāng) /OE=0 時(shí)，輸出緩沖器打開，被尋址單元的內(nèi)容可以被讀出。 2716 的擴(kuò)展與 6116 的擴(kuò)展 程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展只讀存儲(chǔ)器芯片。例如： ALE 信號(hào)用于外部程序存儲(chǔ)器的地址鎖存控制、 PSEN 信號(hào)用于外部程序存儲(chǔ)器的讀選通、 EA 信號(hào)用于外部程序存儲(chǔ)器的訪問控制 等。 E 網(wǎng)校免費(fèi)網(wǎng)上共享學(xué)習(xí)平臺(tái) 存儲(chǔ)區(qū)擴(kuò)展模塊 引言 AT89C51 通過 P0 和 P2 口可為擴(kuò)展存儲(chǔ)器提供 16 位地址，使擴(kuò)展存儲(chǔ)器的尋址范圍達(dá) 64KB。當(dāng)為空車時(shí) ,為了節(jié)電 ,只顯示時(shí)間 ,為供司機(jī)查看時(shí)間提供方便 ,當(dāng)司機(jī)要查詢以往的營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù)時(shí) ,按查詢鍵可提供顯示 。由此可見，共陽(yáng)極接法的段選碼與共陰極接法的段選碼是邏輯“非”關(guān)系。數(shù)字量與段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 42所示： 表 42 數(shù)碼管數(shù)字量與段的對(duì)應(yīng)關(guān)系表 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 dp g f e d c b a 例如：當(dāng)加到陽(yáng)極的數(shù)字量為 00111111B=3FH 時(shí)，除 dp,g 不發(fā)光外，其他6 段均發(fā)光，因此顯示一個(gè) 0 字符。共陽(yáng)極接法是將 LED顯示器的所有陽(yáng)極并接后連到 +5V電源上，當(dāng)某一字段的陰極為 0時(shí)，對(duì)應(yīng)的字段就點(diǎn)亮 下面以共陰極接法說明顯示字符和數(shù)字量與段編碼關(guān)系。 本設(shè)計(jì)中主要用 7 段 LED 顯示器，下面對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。顯示時(shí)通過位控信號(hào)采用掃描的方法逐位的循環(huán)點(diǎn)亮各位數(shù)碼管。 （ 2）動(dòng)態(tài)方式 在多位 LED 顯示時(shí)，為了簡(jiǎn)化電 路，降低成本，將所有位的段選碼并聯(lián)在一起。 N位靜態(tài)顯示器要求有 N*8根 I/O 口線，占用 I/O 口資源較多。該電路每一位可獨(dú)立顯示，只要在該位的段選線上保持段選碼電平，該位就能保持相應(yīng)的顯示字符。 LED 顯示器的顯示方 式 （ 1）靜態(tài)方式： LED 顯示器工作在靜態(tài)顯示方式下，共陰極或共陽(yáng)極點(diǎn)連接在一起接地或+5V；每位的段選線（ adp）與一個(gè) 8 位并行口相連。 硬件譯碼就是顯示的段碼完全由硬件完成， CPU 只要送出標(biāo)準(zhǔn)的 BCD 碼即可，硬件接線有一定標(biāo)準(zhǔn)。動(dòng)態(tài)顯示需要 CPU 時(shí)刻對(duì)顯示器件 進(jìn)行數(shù)據(jù)刷新，顯示數(shù)據(jù)有閃爍感，占用的 CPU時(shí)間多。 用單片機(jī)驅(qū)動(dòng) LED 數(shù)碼管有很多方法，按顯示方式分，有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)（掃描）顯示，按譯碼方式可分硬件譯碼和軟件譯碼之分。 在多位 LED 顯示時(shí)，為了簡(jiǎn)化電路，降低成本，將所有位 LED 的段選線并接在一起，在某一刻時(shí)，將要顯示的字符段碼同時(shí)送到每一個(gè)顯示器的各段， 但是只讓這一位 LED 顯示。段選線控制顯示字符的字型，而位選線控制顯示位的亮、暗。 E 網(wǎng)校免費(fèi)網(wǎng)上共享學(xué)習(xí)平臺(tái) 如 8 位 LED 顯示器有 8 根位選線和 8χ 8根段選線。共陽(yáng)極與共陰極的段選碼互為反碼。 控制不同組合的二極管導(dǎo)通，就能顯示各種字符。 通常的七段 LED 顯示塊中有八個(gè)發(fā)光二極管，故也稱為八段顯示器。這種顯示塊有共陰極和共陽(yáng)極兩種，如上圖所示，共陰極 LED顯示塊的發(fā)光二極管陰極共地，如圖中所示，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮。 如圖 47 所 示：七段 LED 顯示塊 霍爾傳感器 單片機(jī) 小磁 鐵 車輪 E 網(wǎng)校免費(fèi)網(wǎng)上共享學(xué)習(xí)平臺(tái) 圖 46 里程檢測(cè)電路連接圖 圖 47 LED管腳配置圖 LED 顯示器原理 LED 顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段的 顯示器件。為了觀察和監(jiān)視鍵盤輸入的信息，為了了解系統(tǒng)的工作情況以及得到系統(tǒng)完成任務(wù)的結(jié)果，系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有顯示裝置。通過計(jì)算將脈沖增加體現(xiàn)在金額和里程上。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)小磁鐵提供一個(gè)磁場(chǎng)，則霍爾傳感器 A44E 輸出一次低電平完成一次數(shù)據(jù)采集?；魻柶骷性S多優(yōu)點(diǎn)，它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長(zhǎng)，安裝方便，功耗小，頻率高（可達(dá)1MHZ），耐震動(dòng)，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。用它們可以檢測(cè)磁場(chǎng)及其變化，可在各種與磁場(chǎng)有關(guān)的場(chǎng)合使用。當(dāng)系統(tǒng)重新上電時(shí) ,自動(dòng)調(diào)用讀存儲(chǔ)器程序 ,將存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)信息 ,讀到緩存單元中 ,供主程序使用，保存在 AT24C02 中的數(shù)據(jù)是不能隨意進(jìn)行改動(dòng)的 ,此外出租車營(yíng)運(yùn)過程中的一些營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù) ,如 :單次出租E 網(wǎng)校免費(fèi)網(wǎng)上共享學(xué)習(xí)平臺(tái) 的營(yíng)運(yùn)額和營(yíng)運(yùn)里程、一段時(shí)間內(nèi)的營(yíng)運(yùn)總額和總路程等 ,也存儲(chǔ)在 AT24C02 中 ,以便出租車公司及司機(jī)查詢 ,使出租車司機(jī)更方便的管理營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù) ,出租車行業(yè)得到更有效 的管理。 時(shí)鐘信號(hào)線 SCL 與數(shù)據(jù)線 SDA 需外接 ,其作用是減少 A T24C02 的靜態(tài)功耗 ,AT24C02 采用 I2C 總線與 AT89C51 相連 ,AT89C51 的 作為它的串行時(shí)鐘線 , 作為它的串行數(shù)據(jù)線。當(dāng)把 WP 接地時(shí)，允許芯片執(zhí)行一般讀寫操作；當(dāng)把 WP接到 VCC 時(shí)，則對(duì)芯片實(shí)施寫保護(hù)。 WP：寫保護(hù)端。由于在 EEPROM 內(nèi)部，SCL 和 SDA 是漏極開路結(jié)構(gòu)的，所以，使用時(shí)需要外接上拉電阻。在時(shí)鐘上升沿把數(shù)據(jù)寫入 EEPROM；在時(shí)鐘為下降沿時(shí)把數(shù)據(jù)從 EEPROM 中讀出來。 ：地線。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分的作用是在電源斷開時(shí) ,存儲(chǔ)當(dāng)前設(shè)定的單價(jià)信息。在本次設(shè)計(jì)中，我們選取晶振頻率為 6MHz,C1 和 C2 的值均為 30uF。晶體振蕩頻率范圍是 — 12MHz。其 復(fù)位電路如下表示： 表 41 復(fù)位電路表 復(fù)位電路連接圖如下： PC 0000H TCON 00H ACC 00H TL0 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL1 00H DPTR 0000H TH1 00H P0P3 0FFH SCON 00H IP XX000000H SBUF 00H IE 0X000000H PCON 不定 TMOD 00H 0XXX0000B E 網(wǎng)校免費(fèi)網(wǎng)上共享學(xué)習(xí)平臺(tái) 圖 42 復(fù)位電路連接圖 時(shí)鐘電路模塊 圖 43 時(shí)鐘電路連接圖 E 網(wǎng)校免費(fèi)網(wǎng)上共享學(xué)習(xí)平臺(tái) 時(shí)鐘電路產(chǎn)生的振蕩脈沖經(jīng)過觸發(fā)器進(jìn)行二分頻之后，才能為單片機(jī)的時(shí)鐘脈沖信號(hào)。按 鍵手動(dòng)復(fù)有電平方式和脈沖方式兩種。 CPU 從初始化工作，由狀態(tài)表可知，復(fù)位后：程序寄存器為 0000H 開始執(zhí)行程序，內(nèi)部 RAM不受復(fù)位影響。復(fù)位之后，使 ALE、 PSEN、 P0、 P P2口的輸出均為高電平（即為輸入狀態(tài)），復(fù)位后，內(nèi)部寄存器的狀態(tài)如表 1 所示。 AT89C51 單片機(jī)有一個(gè)引腳 RST，它是施密特觸發(fā)器的輸入端，其輸出端接復(fù)位電路的輸入。 PCF8563是 PHILIPS公司推出的一款工業(yè)級(jí)內(nèi)含 I2C總線接口功能的具有極低功耗的多功能時(shí) 鐘 /日歷芯片 I2C總線通訊方式不但使外圍電路及其簡(jiǎn)潔而且也增加了芯片的可靠性同時(shí)每次讀寫數(shù)據(jù)后內(nèi)嵌的字地址寄存器會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生增量當(dāng)然作為時(shí)鐘芯片 。計(jì)價(jià)器在出租車空車行駛時(shí)需要顯示實(shí)時(shí)時(shí)鐘 ,因?yàn)樗臅r(shí)鐘是作為白天 / 晚上單價(jià)自動(dòng)轉(zhuǎn)換的一個(gè)基準(zhǔn) ,而且計(jì)價(jià)器的時(shí)鐘顯示能為司機(jī)和乘客提供方便 ,所以選擇一個(gè)好的時(shí)鐘芯片對(duì)計(jì)價(jià)器很重要。 晶振系統(tǒng) 本設(shè)計(jì)采用 PCF8563 作為芯片。 E 網(wǎng)校免費(fèi)網(wǎng)上共享學(xué)習(xí)平臺(tái) 第 4 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)，是指能維持單片機(jī)運(yùn)行的最簡(jiǎn)單配置的系統(tǒng)。 這些操作方式可以由 CUP輸出到 8255的控制字來選擇。 輸出和輸出是鎖存的 。 2 的主要功能 : 方式 2只用于端口 A。 若只有一個(gè)端口工作于方式 1，余下的其它位可以工 作在方式 0。 每一個(gè)端口包含 8 位的數(shù)據(jù)端口，三條控制線，提供中斷邏輯 。 輸入輸出有 16 種不同的組合。 輸出是鎖存的 。 0 的基本功能 : 兩個(gè) 8位口，兩個(gè) 4位口 。 專用聯(lián)絡(luò)信號(hào)線。 作為兩個(gè) 4位輸入 /輸出線 :PCO~PC PC4~PC7。 PBO~PB:7B 口的 8位輸入 /輸出線。 AO、 Al:內(nèi)部寄存器尋址。 /CS:片選。其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強(qiáng)。 8255 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳功能 8255 是 Intel 公司生產(chǎn)的一種通用的可編程的 并行接口電路。在普通模式時(shí)設(shè)置 TESTC為邏輯 0沒有意義，除非想阻止進(jìn)入 POR 替換模式。 當(dāng)進(jìn)入替換模式時(shí)，芯片立即停止復(fù)位，操作通過 I2C總線進(jìn)入 EXT__CLK 測(cè)試模式。一種內(nèi)嵌的長(zhǎng)時(shí)間起動(dòng)的電路可使 POR失效，這樣可使設(shè)備測(cè)試加速。 8563有 16個(gè)寄存器，其中 00H01H為控制方式寄存器、 09H0CH為報(bào)警功能寄存器、 0DH為時(shí)鐘輸出寄存器、 0EH和 0FH為定時(shí)器功能寄存器、 02H08H為秒年時(shí)間寄存器。 8563包含一個(gè)片內(nèi)復(fù)位電路，當(dāng)振蕩器停止工作時(shí)，復(fù)位電路開始工作，在復(fù)位狀態(tài)下， I2C總線初始化，寄存器 TF、 VL、 TD TD0、 TESTC、 AE 被置邏輯 1，其它的寄存器和地址指針被 清 0。 CLKOUT 頻率寄存器地址 0DH，決定方波的頻率， CLKOUT可以輸出 ( 缺省值 )， 1024， 32， 1Hz 的方波。當(dāng)讀定時(shí)器時(shí)返回當(dāng)前 倒計(jì)數(shù)的數(shù)值。 當(dāng)一個(gè) RTC 寄存器被讀時(shí)，所有計(jì)數(shù)器的內(nèi)容被鎖存，因此，在傳送條 件下，可以禁止對(duì)時(shí)鐘 /日歷芯片的錯(cuò)讀。 所有 16個(gè)寄存器設(shè)計(jì)成可 尋址的 8位并行寄存器，但不是所有位都有用。具體由 M M1兩位定義： M2 M1= 00 單個(gè)方波 M2 M1= 01 連續(xù)方波 M2 M1= 10 單個(gè)脈沖 M2 M1= 11 連續(xù)脈沖 這 4 種輸出形式如圖 34所示： M2M1 開始計(jì)數(shù) 終止計(jì)數(shù) ↓ ↓ 00 單個(gè)方波 01 連續(xù)方波 10 單個(gè)脈沖 11 連續(xù)脈沖 圖 3