【正文】 行號、列號及控制鍵位置D7 控制鍵 CNTL 狀態(tài)D6 控制鍵 SHIFT 狀態(tài)D5～D3 被按鍵所在列號（由 SL0～SL2 狀態(tài)確定）D2～D0 被按鍵所在行號（由 RL0～RL7 狀態(tài)確定） 2） 傳感器方式及選通方式數(shù)據(jù)輸入格式此種方式 8 位輸入數(shù)據(jù)為 RL0～RL7 的狀態(tài)。狀態(tài)字格式如表 18 所示：表 18 狀態(tài)字格式D7 D7＝1 表示顯示無效，此時不能對顯示 RAM 寫入D6 D6＝1 表示至少有 1 個鍵閉合；在特殊錯誤方式時有多鍵同時按下錯誤D5 D5＝1 表示 FIFORAM 已滿，再輸入 1 個字則溢出D4 D4＝1 表示 FIFO 中已空，無數(shù)據(jù)可讀D3 D3＝1 表示 FIFORAM 中數(shù)據(jù)已滿D2～D0 FIFO RAM 中數(shù)據(jù)個數(shù)狀態(tài)字主要用于鍵盤和選通工作方式，以指示 FIFORAM 中的字符數(shù)及有無錯誤發(fā)生。狀態(tài)字和 8 種命令字共用 1 個地址口。在 8279 初始化時把各種命令送入命令地址口，根據(jù)其特征位可以把命令存入相應(yīng)的命令寄存器，執(zhí)行程序時 8279 能自動尋址相應(yīng)的命令寄存器。在鍵盤掃描 N 鍵輪回工作方式，又給 8279 寫入結(jié)束中斷/錯誤方式命令，則 8279 將以 一種特定的錯誤方式工作，即在 8279 消顫周期內(nèi)，如果發(fā)現(xiàn)多個按鍵同時按下，則將FIFO 狀態(tài)字中錯誤特征位置“1” ，并發(fā)出中斷請求阻止寫入 FIFO RAM。若讀 RAM地址自動加 1 標(biāo)志位為“0” ，中斷響應(yīng)后 IRQ 自動變低，撤銷中斷申請；若讀 RAM 地址自動加 1 標(biāo)志位為“1” ，中斷響應(yīng)后 IRQ 不能自動變低，必須通過結(jié)束中斷命令來撤銷中斷請求。因為在傳感器工作方式時，每當(dāng)傳感器狀態(tài)發(fā)生變化，掃描電路自動將傳感器狀態(tài)寫入傳感器 RAM，同時發(fā)出中斷申請即將 IRQ 置高電平，并禁止再寫入傳感器 RAM。D4＝1 時（其 D3～D0 位任意）有兩種不同作用。D4～D2 設(shè)定清除顯示RAM 的方式，如表 17 所示。D0 為總清除特征位，D0＝1 把顯示 RAM 和 FIFO 全可清除。7）清除命令此命令用以清除顯示 RAM 和 FIFO 中的內(nèi)容。D0 為 B 組顯示熄滅控制，D0＝1 時熄滅，D0＝0 恢復(fù)顯示。D2 為禁止 B 組顯示 RAM 寫入，D2＝1 禁止。D4 為無用位，可設(shè)為“1”或“0” 。命令格式同讀顯示 RAM。D4 是地址自動加 1 控制，D4＝1 地址自動加 1，D4＝0 地址不加1。D3～D0 為顯示 RAM 中的地址。4）讀顯示 RAM 命令此命令用來讀顯示器 RAM，其格式如下：特征位 D7～D5＝011。D3 無用。3）讀 FIFO/傳感器 RAM 命令特征位 D7～D5＝010。由表 14 可見時鐘編程命令特征位 D7～D5＝001。2）時鐘編程命令一般單片機的 ALE 端接 8279 的 CLK 端，但 ALE 端輸出的脈沖是主機頻率的 1/6,而8279 工作只需 100kHz 的時鐘脈沖，利用分頻系數(shù)可把 CLK 端輸入脈沖再分頻以達到產(chǎn)生100kHz 脈沖之目的。顯示字段碼由OUTA0～OUTA3 和 OUTB0～OUTB3 輸出。由于鍵盤最大 88＝64 個鍵， 由 SL0～SL2 接 3～8 譯碼器，譯碼器的 8 位輸出作為鍵盤掃描輸出線（列線） ，RL0～RL7為輸入線（行線） 。表 15: 顯示方式D4 D3 顯示方式0 0 8 個字符顯示，左端入口方式0 1 16 個字符顯示，左端入口方式1 0 8 個字符顯示，右端入口方式1 1 16 個字符顯示，右端入口方式表 16: 鍵盤/顯示掃描方式D2 D1 D0 鍵盤/顯示掃描方式0 0 0 編碼掃描鍵盤，雙鍵鎖定0 0 1 譯碼掃描鍵盤，雙鍵鎖定0 1 0 編碼掃描鍵盤， N 鍵輪回0 1 1 譯碼掃描鍵盤， N 鍵輪回1 0 0 編碼掃描傳感器矩陣1 0 1 譯碼掃描傳感器矩陣1 1 0 選通輸入，編碼顯示掃描1 1 1 選通輸入，譯碼顯示掃描表 16 中所謂編碼掃描指掃描代碼直接由掃描線 SL0～SL3 輸出，每次只有 1 位是低電平（4 選 1） 。1）鍵盤/顯示命令特征位 D7～D5＝000D4，D3 兩位用來設(shè)定 4 種顯示方式，D2～D0 三位用以設(shè)定 8 種鍵盤/顯示掃描方式，分別如表 15 和表 16 所示。每一種特征所代表的命令如表 14 所示。D7～D5 三位的狀態(tài)可組合出 8 種形式，分別對應(yīng) 8 種命令，故稱為命令特征位。8279 共有 8 種命令，通過這些命令設(shè)置工作寄存器，來選擇各種工作方式。當(dāng) CPU 對傳感器矩陣掃描時，一旦發(fā)現(xiàn)傳感器狀態(tài)發(fā)生變化就發(fā)出中斷請求（IRQ 置“1” ） ，中斷響應(yīng)后轉(zhuǎn)入中斷處理程序。右端入口方式即顯示位置從顯示器最右端 1 位（最低位）開始，以后顯示的字符逐個向左順序排列。顯示數(shù)據(jù)只要寫入顯示 RAM 則可由顯示器顯示出來，因此顯示數(shù)據(jù)寫入 RAM 的順序，決定了顯示的次序。N 鍵巡回方式：一次按下任意個鍵均可被識別，以按鍵被掃描順序把鍵值存入 FIFO RAM 中。1）鍵盤工作方式8279 在鍵盤方式工作時可設(shè)置為雙鍵互鎖方式和 N 鍵巡回方式。當(dāng) ＝0 時將顯示全熄滅。（9）OUTB0～OUTB3：通常作為顯示信號的低 4 位輸出線。鍵盤方式時，鍵盤數(shù)據(jù)最高位（D7）的信號輸入到該引腳，以擴充鍵功能；選通方式時，當(dāng)該引腳信號上升沿到時，把RL0～RL7 的數(shù)據(jù)存入 FIFO RAM 中。在傳感器方式和選通方式中，該引腳無用。（5）RL0～RL7：回復(fù)輸入線，它們是鍵盤或傳感器矩陣的信號輸入線。 (b)引腳功能（a）(b) （3） 、 ：讀、寫輸入控制線。（2）IRQ：中斷請求輸出線，高電平有效。（1）CLK：時鐘輸入線8279 所需時鐘頻率為 100kHz,該頻率通常由 8051 單片機 ALE 端分頻得來。CSA0＝0 為片內(nèi)數(shù)據(jù)地址，故 8279 芯片占用兩個端口地址。1）數(shù)據(jù)線D0~D7 是雙向三態(tài)數(shù)據(jù)總線，在接口電路中與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連，用以傳送 CPU 與8279 之間的數(shù)據(jù)和命令。 8279 引腳及功能8279 是具有 40 個引腳的雙列直插式封裝的芯片，其引腳及功能如圖 110 所示。顯示寄存器的輸出與顯示掃描配合，不斷從顯示 RAM 中讀出顯示數(shù)據(jù)，同時輪流驅(qū)動被選中的顯示器件，以達到多路復(fù)用的目的，使顯示器件呈現(xiàn)穩(wěn)定的顯示狀態(tài)。在顯示過程中，存儲的顯示數(shù)據(jù)輪流從顯示寄存器輸出。在此方式中，若檢索出傳感器的變化，IRQ 信號變?yōu)楦唠娖?，?CPU申請中斷。若 FIFO RAM 不空，例如已存有閉合鍵的鍵值，狀態(tài)邏輯將產(chǎn)生 IRQ=1 信號，向CPU 申請中斷。 在鍵盤或選通方式工作時，它是 FIFO RAM，其寫入或讀出遵循先入先出的原則。（3）在選通輸入方式工作時，回復(fù)線的內(nèi)容在 CNTL/STB 信號的脈沖上升沿被送入FIFO RAM。鍵盤數(shù)據(jù)格式如表 33 所示：表 33 鍵盤數(shù)據(jù)格式D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0控制 移位 掃描 回復(fù)控制（D7）和移位（D6）的狀態(tài)由 CNTL、SHIFT 端外接的兩個附加按鍵決定；掃描（DDD3）來自掃描計數(shù)器，是閉合鍵所在列的編號，由 SL0～SL3 確定；回復(fù)（DDD0）是閉合鍵所在行的編號，由 RL0～RL7 確定。在逐行逐列掃描時，回復(fù)線用來搜尋每一行（列）中閉合的鍵。4）回復(fù)緩沖器、鍵盤去抖動及控制、回復(fù)緩沖器用來接收并鎖存來自回復(fù)線RL0～RL7 的 8 個回復(fù)信號。外接4/16 譯碼器，能提供 16 位 LED 的字位控制；外接 3/8 譯碼器，能為行列式鍵盤提供 8 列掃描信號，與 RL0～RL7 構(gòu)成 88 鍵盤的行列掃描。3）掃描計數(shù)器 掃描計數(shù)器由兩種工作方式：編碼方式和譯碼方式。N 可以在數(shù)據(jù)緩沖器 I/O 控制 FIFO/傳感器 RAM的狀態(tài)寄存器鍵盤去抖動與控制88FIFO/傳感器 RAM控制與定時寄存器顯示地址寄存器168 顯示 RAM顯示寄存器定時與控制 掃描計數(shù)器回復(fù)OUTA0~3 OUTB0~3 BDSL0~3RL0~7時鐘復(fù)位 D0~D7 A0RDWCSIRQ圖 19 8279 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖CNTL/STBSHIFT 2～31 之間由軟件編程，以便從外部時鐘 CLK 分頻得到內(nèi)部所需要的 100KHz 時鐘。這些寄存器一旦接收并鎖存 CPU 送來的命令，就通過譯碼產(chǎn)生相應(yīng)的信號，從而完成相應(yīng)的控制功能。是片選信號， =0 時 8279 被選通，CPU 才能對其進行讀、寫操作； 、CSS RD是來自 CPU 的讀、寫控制信號；A0 用于區(qū)別信息的特性，A0＝1，表示數(shù)據(jù)線輸入的WR是指令，輸出的是狀態(tài)字；A0＝0，表示輸入輸出的是數(shù)據(jù)。由圖可知，8279 由下列電路組成：1）數(shù)據(jù)緩沖器和 I/O 控制 數(shù)據(jù)緩存器為雙向緩沖器，連接內(nèi)、外總線，用于傳送CPU 和 8279 之間的命令或數(shù)據(jù)。顯示 RAM 容量為 168，即顯示器最大配置可達 16 位 LED 數(shù)碼顯示。8279 內(nèi)部有鍵盤 FIFO（先進先出堆棧）/傳感器，雙重功能的 88＝64BRAM，鍵盤控制部分可控制 88＝64 個按鍵或控制 88 陣列方式的傳感器。5. 顯示部分的設(shè)計 鍵盤顯示 8279 芯片圖 18 顯示電路8279 是一種可編程的鍵盤/顯示器接口芯片。因是 16 位地址線，使片外存儲器的尋址范圍達到 64K 字RD節(jié)。②單片機對外呈三總線形式。該引腳有效（低電平）時只選用片外程序存儲器，EA否則計算機上電或復(fù)位后先選用片內(nèi)程序存儲器。當(dāng) VCC 下降到某規(guī)定值以下，VPD 便向片內(nèi) RAM 供電。VCC 掉電期間，該引腳如接備用電源 VPD（+5V177。單片機的振蕩器工作時，該引腳上出現(xiàn)持 續(xù)兩個機器周期的高電平就可實現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機回復(fù)到初始狀態(tài)。在訪問片外數(shù)據(jù)存儲器期間， 信號將不出現(xiàn)。：片外程序存儲器讀選通信號輸出端，或稱片外取指信號輸出端。表 22: 輸入/輸出引腳引腳 第二功能 RXD (串行輸入口) TXD (串行輸出口 ) (外部中斷 0 請求輸入端 )INT0 (外部中斷 1 請求輸入端 )1 T0 (定時器 /計數(shù)器 0 計數(shù)脈沖輸入端) T1 (定時器 /計數(shù)器 1 計數(shù)脈沖輸入端) (片外數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸入端 )WR (片外數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸入端)DALE/ ：地址鎖存有效信號輸出端?！篜3 口的 8 個引腳?！篜2 口的 8 個引腳?！篜1 口的 8 個引腳。在不接片外存儲器與不擴展 I/O 接口時，可作為準(zhǔn)雙向輸入/輸出接口。外接晶體時，XTAL1 與 XTAL2 各接晶體的一端，借外接晶體與片內(nèi)反相放大器構(gòu)成振蕩器。XTAL1：片內(nèi)反相放大器輸入端。 （ ）（ ）圖 16 MCS51 系列單片機芯片引腳圖現(xiàn)將各引腳分別說明如下：VCC：接+5V 電源正端。用 HMOS 工藝制造的芯片采用雙列直插式封裝，見下圖 16。圖中 SP 是堆棧指針寄存器，棧區(qū)占用了片內(nèi) RAM 的部分單元；未見通用寄存器（工作寄存器） ，因單片機片內(nèi)有存儲器，與訪問工作寄存器一樣方便，所以就把一定數(shù)量的片內(nèi) RAM 字節(jié)劃作工作寄存器區(qū)；PSW 是程序狀態(tài)字寄存器，簡稱程序狀態(tài)字，相當(dāng)于其他計算機的標(biāo)志寄存器；DPTR 是數(shù)據(jù)指針寄存器，在訪問片外 RAM、片外 ROM、甚至擴展 I/O 接口時特別有用；B 寄存器又稱乘法寄存器，它與累加器 A 協(xié)同工作，可進行乘法操作和除法操作。⒂ 用單一+5V 電源。⒀ 有強的位尋址、位處理能力。⑾ 中斷系統(tǒng)有 5 個中斷源，可編程為兩個優(yōu)先級。 ⑼ 1 個全雙工串行 I/O 接口，可多機通信。⑺ 21 個字節(jié)專用寄存器。 ⑸ 程序存儲器的尋址范圍為 64K 字節(jié)。⑶ 128 個字節(jié)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器。51 子系列的主要功能為：⑴ 8 位 CPU。4. 控制電路的設(shè)計 總體概況MCS51 系列單片機是美國 Intel 公司在 1980 年推出的高性能 8 位單片微型計算機，比原來的 MCS48 系列結(jié)構(gòu)更為先進，功能增強，它包括 51 和 52 兩個子系列。LM331 的輸出接光電耦合器 6N137,6N137 采用射極輸出，不改變輸出相位，集電極開路，內(nèi)部有脈沖整形電路，其輸出可直接接單片機的引腳，而不會改變信號的頻率輸出。流入 C6 的 Iaver=i( R C )f。在本設(shè)計中，為了消除干擾，在輸入信號端加一個低通濾波器，C=1uF,R=100KΩ,低通濾波的截止頻率為：IN7RC5REF2GND4VCC 8OUT 1THR 6FREQ 3LM311LM311OUT 6+V 8GND 5C3NC1NC4A2EN 76N1376N137R2710KR2810KR45KR35 62KR2662KR2222KR232KR21 T0C61uF R311KVCCVCCVCCGNDGND