【正文】 就不亮 共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極 (COM)的數(shù)碼管。其數(shù)碼管基于單片機(jī)的鍵盤控制設(shè)計(jì) 13 的外形如下圖所示： 圖 35 數(shù)碼管的共陰和共陽(yáng)極接法 共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 (COM)的數(shù)碼管。 從電路上，按數(shù)碼管的接法不同又分為共陰和共陽(yáng)兩種。通過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的 COM 端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)顯示的段選位和位選位均單獨(dú)連接，因此占用的 I/O 接口多，無(wú)法擴(kuò)展多個(gè)數(shù)碼管，在這種采用這種方式，必須要給 LED 恒定的電壓，要求電壓一直保持，所以一般在 LED 和單片機(jī)之間加鎖存器，這種 顯示方式亮度高，編程較簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)清晰，管理也較簡(jiǎn)單，占用的 CPU 時(shí)間少。另外為了顯示小數(shù)點(diǎn)，增加了 1 個(gè)點(diǎn)狀的發(fā)光二極管，因此數(shù)碼管就由 8 個(gè) LED 組成，我們分別把這些發(fā)光二極管命名為 a,b,c,d,e,f,g,dp。 復(fù)位方式選擇 基于單片機(jī)的鍵盤控制設(shè)計(jì) 12 為便于人工操作，及令設(shè)計(jì)更人性化。而對(duì)中斷激活標(biāo)志的清除工作常被遺忘，因?yàn)樗鼪](méi)有明確的位地址可供編程軟件復(fù)位是使用軟件陷阱和軟件看門狗后必須進(jìn)行的工作，這時(shí)程序出錯(cuò)完全有可能發(fā)生在中斷子程序中，中斷激活標(biāo)志已置位，它將阻止同級(jí)中斷響應(yīng)。 軟件復(fù)位就是用一系列指令來(lái)模擬硬件復(fù)位功能，最后通過(guò)轉(zhuǎn)移指令使程序從0000H 地址開(kāi)始執(zhí)行。硬件復(fù)位后，各專用寄存器的狀態(tài)均被初始化，且對(duì)片內(nèi)通用寄存器的內(nèi)容沒(méi)有影響。 硬件復(fù)位必須通過(guò) CPU 外部的硬件電路給 CPU 的 RESET 端加上足夠時(shí)間的高電位才能實(shí)現(xiàn)。 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 復(fù)位方式比較 使 CPU 進(jìn)入初始狀態(tài)，從 0000H 地址開(kāi)始執(zhí)行程序的過(guò)程叫系統(tǒng)復(fù)位。s。其大小是時(shí)鐘信號(hào)頻率的倒數(shù) ,常用 fosc 表示。 C1,C2 的典型值為 30PF。電路中兩個(gè)電容 C1,C2 的作用有兩個(gè) :一是幫助振蕩器起振 。 圖 33 外部振蕩源電路 一般選用石英晶體振蕩器。單片機(jī)是電子專業(yè)發(fā)展的方向，更好的使用單片機(jī)可以是我們的產(chǎn)品小型化，使用更方便，性能更穩(wěn)定，功能更齊全，所以我們選用單片機(jī)加一定的外圍設(shè)備實(shí)現(xiàn)本次課程設(shè)計(jì)的要求 [8]。電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外圍擴(kuò)展的電路不是很多，鍛煉我們所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用 到現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中。利用單片機(jī)程序判斷按鍵是否有效，利用74LS164 移位寄存 8 段數(shù)碼管，實(shí)現(xiàn) 按鍵數(shù)字 顯示， 當(dāng)切換鍵盤控制功能時(shí)啟動(dòng) 蜂鳴器 ，同時(shí)發(fā)光二極管發(fā)光 。 （ 4） 我們利用單片機(jī)可以用很少元件實(shí)現(xiàn)相同功能，而且單片機(jī)性能穩(wěn)定，可操作性強(qiáng)。 （ 3） 本設(shè)計(jì)既能實(shí)現(xiàn)常規(guī)數(shù)字的顯示，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)作為電子琴，不同的鍵表示不同的音符；還能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單計(jì)算功能。其中需要接電阻起到電路保護(hù)作用 。 ⒊ 工作寄存區(qū) 用戶存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的。此外，使用通用存儲(chǔ)器還能提高程序編制的靈活性，因此在單片機(jī)的應(yīng)用編程中應(yīng)充分利用這些寄存器，以簡(jiǎn)化程序設(shè)計(jì)，提高程序運(yùn)行速度。其中高 128 單元是供給專用寄存器使用，因這些寄存器的功能已作為專門規(guī)定故此稱之為特殊功能寄存器 SFR—11 個(gè) SFR 有位尋址作用，而且要 說(shuō)明低 128 單元是單片機(jī)的真正 RAM 存儲(chǔ)器 [8]。 AT89C51 單片機(jī) 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及存儲(chǔ)器配置 : 基于單片機(jī)的鍵盤控制設(shè)計(jì) 7 AT89C51 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 23 MCS51 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 CPU：由運(yùn)算和控制邏輯組成，同時(shí)還包括中斷系統(tǒng)和部 分外部特殊功能寄存器； RAM：用以存放可以讀寫的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)； ROM：用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格； I/O 口：四個(gè) 8 位并行 I/O 口，既可用作輸入，也可用作輸出； T/C：兩個(gè)定時(shí) /記數(shù)器，既可以工作在定時(shí)模式，也可以工作在記數(shù)模式。 每條指令執(zhí)行時(shí)間都是有一個(gè) 或幾個(gè)機(jī)器周期組成。在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi) , CPU 可以完成一個(gè)獨(dú)立的操作。 （ 2） 狀態(tài)周期 : 每個(gè)狀態(tài)周期為時(shí)鐘周期的 2 倍 , 是振蕩周期經(jīng)二分頻后得到的。除作為準(zhǔn)雙向 I/O 口使用外，還可以將每一位用于第二功能，而且 P3 口的每一條 引腳均可獨(dú)立定義為第一功能的輸入輸出或第二功能 [7]。 (3) P2 口 (2128 腳 )： 統(tǒng)稱為 P2 口，一般可作為準(zhǔn)雙向 I/O 口使用；在接有片外存儲(chǔ)器或擴(kuò)展 I/O 口且尋址范圍超過(guò) 256 字節(jié)時(shí)， P2 口用作高 8 位地址總線。 (2) P1 口 (18 腳 )： 統(tǒng)稱為 P1 口，可作為準(zhǔn)雙向 I/O 口使用。在不接片外存儲(chǔ)器與不擴(kuò)展 I/O 口時(shí)，可作為準(zhǔn)雙向輸入 /輸出口。當(dāng)擴(kuò)充外部存儲(chǔ)器的地址為 16 位時(shí)， P2 口作為地址總線的高 8 位地址使用。 4 個(gè)端口都可以做輸入輸出口使用，其中， P0 和 P2 通常用于對(duì)外部存儲(chǔ)器的訪問(wèn)。 VPP 是對(duì) 8751片內(nèi) ROM 固化程序時(shí)，作為施加較高編程電壓（ 12V~21V）的輸入端 [7]。 EA/VPP： (Enable Address/Voltage Pulse Of Programming)當(dāng) EA 接高電平時(shí)， CPU訪問(wèn)片內(nèi) ROM， 并執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令，但當(dāng) PC（程序計(jì)數(shù)器）的值超過(guò)4K 時(shí)，將 自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行片外存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。此引腳的第二功能 PROG作為 8751 編程脈沖輸入端使用。 控制信號(hào)引腳： ALE/PROG:(Address Latch Enable/ Programming)地址鎖存允許信號(hào)端，當(dāng)單片機(jī)上電正常工作后， ALE 引腳不斷向外輸出正弦脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。復(fù)位作用是使 CPU 以及其他功能部件，如串行口，中斷都恢復(fù)到一個(gè)確定初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作。 RST 引腳的第二功能是備用電源的輸入端。 復(fù)位電路引腳 RST/VPD:RST 是復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。 XTAL2：接外部晶振和微調(diào)電容的另一端，在單片機(jī)內(nèi)部，它是構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反向放大器 的輸出端。 時(shí)鐘電路引腳： 外接晶體振蕩器，不能超過(guò) 24M；需加微調(diào)電容，一般為 30pF； XTAL1：接外部晶振和微調(diào)電容的一端，在單片機(jī)內(nèi)部，它是構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反向放大器的輸入端。 AT89C51 的引腳封裝概述 基于單片機(jī)的鍵盤控制設(shè)計(jì) 5 圖 22 89C51 的引腳封裝 主電源引腳 : VCC(40 腳 )：接 +5 V 電源正端。 單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛，例如醫(yī)用呼吸機(jī)，各種分析儀，監(jiān)護(hù)儀，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。 可以這樣說(shuō)，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機(jī)控制，從電飯褒、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備，五花八門，無(wú)所不在。 用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。采用單片機(jī)控制使得儀器 儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。 從而使應(yīng)用系統(tǒng)的印制板減小、接插件減少、安裝簡(jiǎn)單方便 [5]。 近期推出的單片機(jī)產(chǎn)品，內(nèi)部集成有高速 I/O 口、 ADC、 PWM、 WDT 等部件，并基于單片機(jī)的鍵盤控制設(shè)計(jì) 4 在低電壓、低功耗、串行擴(kuò)展總線、控制網(wǎng)絡(luò)總線和開(kāi)發(fā)方式（如在系統(tǒng)編程 ISP）等方面都有了進(jìn)一步的增強(qiáng)。 控制性能和可靠性高 實(shí)時(shí)控制功能特別強(qiáng)，其 CPU 可以對(duì) I/O 端口直接進(jìn)行操作，位操作能力更是其它計(jì)算機(jī)無(wú)法比擬的。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。一個(gè)不是很復(fù)雜的功能要是用美國(guó) 50 年代開(kāi)發(fā)的 74 系列，或者 60 年代的CD4000 系列這些純硬件來(lái)搞定的話，電路一定是一塊大 PCB 板！但是如果要是用美國(guó)70 年代成功投放市場(chǎng)的系列單片機(jī)，結(jié)果就會(huì)有天壤之別！只因?yàn)閱纹瑱C(jī)是通過(guò)你編寫的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性 [4]！ 目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。 單片機(jī)是靠程序的，并且可以修改。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將大量外圍設(shè)備和 CPU 集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)提及要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。 單片機(jī)也被稱為微控制器（ Microcontroler），是因?yàn)樗钤绫挥迷诠I(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)是 將中央處理器，隨機(jī)存儲(chǔ)器。 基于單片機(jī)的鍵盤控制設(shè)計(jì) 3 2 整體設(shè)計(jì)方案 圖 21 單片機(jī)組成框圖 單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，電路板實(shí)物的完成。 設(shè)計(jì)內(nèi)容步驟安排： 大量查閱單片機(jī)資料，明確設(shè)計(jì)要求，確定設(shè)計(jì)方案。 其中 需要 選擇 使用 的 掃描方式； 為 防鍵盤判斷失誤，導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)多次按鍵按鍵的顯示問(wèn)題 ，需要 去抖動(dòng)的處理， 其顯示 需要 七 段數(shù)碼管顯示 。 掌握用單片機(jī)制作的鍵盤的原理及應(yīng)用，熟練的學(xué)習(xí) ATMEL 公司所用的 AT89C51系列。本設(shè)計(jì)基于ATmel 公司的 89c51 單片機(jī)，結(jié)合 C 語(yǔ)言控制的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)鍵盤掃描的相關(guān)功能。 ： 單片機(jī)具有集成度高，功能強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用靈活，可靠性高等特點(diǎn)。在我們大學(xué)畢業(yè)時(shí)，必要的設(shè)計(jì)無(wú)疑是培養(yǎng)和鍛煉動(dòng)手能力、實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，這次關(guān)于單片機(jī)的鍵盤設(shè)計(jì)是對(duì)我們所學(xué)知識(shí)的一次綜合實(shí)踐，是對(duì)老師教學(xué)，我們學(xué)習(xí)成果的一次檢驗(yàn)，也是我們即將畢業(yè)面臨就業(yè)對(duì)自己就業(yè)信心的考驗(yàn)，對(duì)自己就業(yè)實(shí)力的測(cè)試。 單片機(jī) 鍵盤是單片機(jī) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中一種主要的信息輸入接口， 其 合理的設(shè)計(jì)，不僅可以節(jié)省系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本，更可使儀器設(shè)備的操作變得更為簡(jiǎn)單、方便，很大程度上提高系統(tǒng)綜合性能。在今后若干年， MCS51 單片機(jī)的應(yīng)用仍將占主要地位，仍然是我國(guó)單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的主流機(jī)型。 Also can realize the simple putation function[14]. This topic design keyboard control system structure is simple, the construction cost cost is low, the function is plete, has the very strong usability. Key words: AT89C51list slice machine Matrix form keyboard Pressed key scanning 基于單片機(jī)的鍵盤控制設(shè)計(jì) 目 錄 摘 要 ............................................................................................................ I 1 緒 論 .............................................................................................................1 AT89C51 單片機(jī)設(shè)計(jì)意義和目的： .............................................................................. 1 設(shè)計(jì)要求： ....................................................................................................................... 1 思路及步驟 ....................................................................................................................... 1 思路及成果： ............................................................................................................ 1 設(shè)計(jì)內(nèi)容步驟安排： ............................................................................................... 2 2 整體設(shè)計(jì)方案 .................................................................................................3 單片機(jī)的基本概念 ........................................................................................................... 3 單片機(jī)的特點(diǎn) ................................................................................................................... 3 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 ........