【正文】 鍵盤接口在單片機的應用系統(tǒng)中，通常都有人—機對話功能。鍵盤成為人—機聯(lián)系的必要手段，此時需要配置適當?shù)逆I盤輸入設備[5]。對于一組鍵或一個鍵盤，需要通過接口電路與單片機相連，以便將鍵的開關狀態(tài)通知單片機。 獨立式按鍵獨立式按鍵是指直接用I/O口線構成的單個按鍵電路。 行列式鍵盤獨立式按鍵電路每一個按鍵開關占用一根I/O口線。因此，在按鍵數(shù)大于8時，通常采用行列式（也稱“矩陣式”）鍵盤電路。當有一個鍵按下時，就是對應位接地而成為低電位，而其它位仍為高電位。但是，當鍵盤上的鍵較多時，引線太多，占用的I/O端口也太多。所以，這種簡單結構只用在僅由幾個鍵的小鍵盤中。設有m * n個鍵盤，那么，采用矩陣式結構以后，便只要條引線就行了。 矩陣鍵盤 顯示器接口為了方便人們觀察和監(jiān)視單片機運行情況，通常需要利用顯示器作為單片機的輸出設備，以顯示單片機的鍵輸入值、中間信息以及運算結果等。這兩種顯示器都具有耗電省，配置靈活，線路簡單，安裝方便，耐振動，壽命長等優(yōu)點。由于其具有清晰度高，信息量大等特點，從而使得它越來越廣泛地應用在小型儀器的顯示中。LCM一般分為三類，即段碼型液晶模塊、點陣字符液晶模塊和點陣圖形液晶模塊。一種把所需展示的廣告信息燒寫固化到EPROM芯片內，能進行固定內容的多幅漢字顯示，稱為單顯示型；另一種在機內設置了字庫、程序庫，具有程序編制能力，能進行內容可變的多幅漢字顯示，稱可編程序型[7]。一般在產品出廠時，顯示內容就已寫入顯示屏控制系統(tǒng)中的EPROM芯片內，當需要更換顯示內容時就非常困難，這樣使該類型的顯示屏使用范圍受到了限制。隨著社會經濟的迅速發(fā)展，如今的廣告牌都存在著顯示內容豐富、信息量大、信息更換速度快等特點。而利用PC機通信技術控制LED顯示屏，則具有顯示內容豐富，信息更換靈活等優(yōu)點[7]。當對應的某一列置高電 8*8點陣實物圖平，另一列置低電平時，則在該行和列的交叉點上相應的二極管就亮。例如如果想使左上角LED點亮，則Y0=1，X0=0即可。②8*8點陣顯示原理 從理論上說，不論顯示圖形還是文字，只要控制與組成這些圖形或文字的各個點所在的位置相對應的LED器件發(fā)光，就可以得到我們想要的顯示結果，這種同時控制各個發(fā)光點亮滅的方法稱為靜態(tài)驅動顯示方式。這個數(shù)字很龐大，因為我們僅僅是8*8的點陣，在實際應用中的顯示屏往往要大得多，這樣在鎖存器上花的成本將是一個很龐大的數(shù)字。動態(tài)掃描的意思簡單地說就是逐行輪流點亮，這樣掃描驅動電路就可以實現(xiàn)多行（比如8行）的同名列共用一套驅動器。當這樣輪回的速度足夠快（每秒24次以上），由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，就能夠看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形了。顯示數(shù)據(jù)通常存儲在單片機的存儲器中，按8位一個字節(jié)的形式順序排放。從控制電路到列驅動器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用并列方式或串行方式。當列數(shù)很多時，并列傳輸?shù)姆桨甘遣豢扇〉腫10]。但是，串行傳輸過程較長，數(shù)據(jù)按順序一位一位地輸出給列驅動器，只有當一行的各列數(shù)據(jù)都以傳輸?shù)轿恢?，這一行的各列才能并行地進行顯示。對于串行傳輸方式來說，列數(shù)據(jù)準備時間可能相當長，在行掃描周期確定的情況下留給行顯示的時間就太少了，以致影響到LED的亮度。即在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時，傳送下一列數(shù)據(jù)。經過上述分析，就可以歸納出列驅動器電路應具有的功能。這樣，本行已準備好的數(shù)據(jù)打入并行鎖存器進行顯示時，串并移位寄存器就可以準備下一行的列數(shù)據(jù)，而不會影響本行的顯示。從語言結構及其與單片機的關系兩方面可分為三大類：分別是機器語言、匯編語言和高級語言。由于計算機只能識別二進制代碼，因此，這種語言與計算機的關系最為直接，計算機能夠快速識別并立即執(zhí)行，響應速度最快。 匯編語言 匯編語言是一種用助記符來表示的面向機器的程序設計語言。這種語言比機器語言更加直觀、易懂、易用，且便于記憶。高級語言是一種面向過程且獨立于計算機硬件結構的通用計算機語言。 單片機C語言的特點①對單片機的指令系統(tǒng)不要求了解，僅要求對單片機的存儲結構有初步的了解。③程序有規(guī)范的結構，可分為不同的函數(shù)，可使程序結構化。⑤編程及程序調試時間顯著縮短，從而提高效率。Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。運行Keil軟件需要WIN9NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。Proteus 是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。4 基于單片機的病床呼叫系統(tǒng)的設計實現(xiàn)本課題主攻方向是使系統(tǒng)實現(xiàn)以下目的：①任一病房（共16張）呼叫，醫(yī)護值班室馬上能響應并顯示病房號；②顯示病房床號；③若有多個病床呼叫就循環(huán)顯示；④處理完畢后清除記錄；⑤顯示器不重復顯示按一次以上的病床號用8051自身接口實現(xiàn)數(shù)碼管靜態(tài)顯示和鍵盤掃描，使用8051單片微機外加作地址鎖存用的四塊三態(tài)鎖存器74LS373芯片和一塊74LS138芯片可構成一個完整的最小微機電路。 總體結構框圖本設計是基于AT89C51單片機設計的病房呼叫系統(tǒng)設計，該系統(tǒng)就是以Atmel公司的AT89C51單片機作為主控器，包括鍵盤輸入電路，顯示電路，以及晶振復位電路等來實現(xiàn)病房呼叫系統(tǒng)。采用上電加按鈕復位，因為本系統(tǒng)設計考慮到該系統(tǒng)比較重要，所以除了采用上電復位的方式外，應該還有按鈕復位備用復位方式以防止系統(tǒng)死機時能。本系統(tǒng)采用內部方式，在XTAL1和XTAL2端外接石英晶體作為定時元件，內部反相放大器自激振蕩，產生時鐘。電容采用30pF電容。行掃描法的原理 ：行掃描法識別閉合鍵的原理如下：先使第0行接地，其余行為高電平，然后看第0行是否有鍵閉合，這是通過檢查列線電位來實現(xiàn)的，即在第0行接地時，看是否有條列線變成低電平。此后，再將第1行接地，然后檢測列線中是否有變?yōu)榈碗娖降木€。在掃描過程中，當發(fā)現(xiàn)某一行有鍵閉合時，也就是列線輸入中有一位為0時，便在掃描中途退出，而將輸入值進行移位，從而確定閉合鍵所在的列線位置。將行線和一個并行接口相接，CPU每次使并行輸出接口的某一位為0，便相當于將某一行線接地，而其他位為1，則相當于使其他行線處于高電平。從上面的原理中知道，程控掃描法是由程序控制鍵掃描的方法。其方法是使所有的行輸出均為低電平，然后從端口A讀入列值 。②去除鍵抖動。開始調顯示程序有鍵按下？延時10ms再次掃描整個鍵盤有鍵按下？掃描整個鍵盤輸出使Xi為低電平行值+0SH此行有鍵按？求下一行為低電平模型各行掃描完了？列值+1列數(shù)據(jù)右移1位有鍵按下？延時鍵釋放了？計算鍵值BUFF 鍵值調用找功能鍵程序NYYNNNYY③若有鍵閉合，則求出閉合鍵的鍵值. 求鍵值的方法是對鍵盤逐行掃描。行反轉法也是識別閉合鍵的常用方法，它的原理如下所述。：圖 行反轉法連接圖從圖中可以看到，用行反轉法識別閉合鍵時，要將行線接一個并行口，先讓它工作為輸出方式，將列線接到一個并行口，先讓它工作在輸出方式。如果此時有某一個鍵被按下，則必定會使某一列線值為0，然后，程序再對兩個并行端口進行方式設置，使接行線的并行端口工作在輸出方式，而使接列線的并行端口工作在輸出方式，并且將剛才讀得的列線值從所接的并行端口輸出，再讀取行線的輸入值，那么，在閉合鍵所在的行線上的值必定為0。在鍵盤設計時，除了以鍵碼的識別以外，還有抖動問題需要解決[13]。 顯示電路設計在LED的點陣顯示中，已經詳細介紹了顯示的原理，此外還需要知道顯示驅動程序。然后顯示驅動程序查詢當前燃亮的行號，從顯示緩存區(qū)內讀取下一行的顯示數(shù)據(jù)，并通過串口發(fā)送給移位寄存器。（顯示屏掃描函數(shù)）流程圖：進入中斷定時器賦初讀取行號并增加1送新行顯示數(shù)據(jù)消隱切換顯示數(shù)據(jù)發(fā)送新行號，打開顯示退出中斷Down 示警電路，當有鍵按下時，有信號輸入，燈亮示警，提醒值班人員有病人出現(xiàn)緊急情況。二者的結合為該系統(tǒng)的設計提供有利條件。 Proteus ISISProteus ISIS是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。該軟件的特點是：（1）全部滿足我們提出的單片機軟件仿真系統(tǒng)的標準，并在同類產品中具有明顯的優(yōu)勢。（3）目前支持的單片機類型有：ARM7系列、68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PI