【正文】 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，如果需要顯示的內(nèi)容只有數(shù)碼和某些字母，使用 LED 數(shù)碼管是一種較好的選擇。 LED 數(shù)碼管顯示清晰、成本低廉、配置靈活，與單片機(jī)接口簡單易行。 LED 數(shù)碼管是由發(fā)光二極管作為顯示字段的數(shù)碼型顯示器件，其中七只發(fā)光二極管分別對應(yīng) a～ g 筆端構(gòu)成“日”字形，另一只發(fā)光二極管 Dp 作為小數(shù)點(diǎn)。 123456 是 控 制 顯 示 位 數(shù) 的 。 因 為 顯 示 的 位 數(shù) 較 多 ， 所 以 采 用 了7SEGMPX6CABLUE 如圖所 示： LED 數(shù)碼管按電路中的連接方式可分為共陰型和共陽型兩大類，因為顯示的速度，顯示的位數(shù)多，所以就采用動態(tài)顯示的方式。 LED 顯示器工作于動態(tài)顯示方式時，段選線占用一個 8 位 I/O 口，而位選線占用一個 6 位 I/O 口。若要各位 LED 能夠顯 20 示出與本位相應(yīng)的顯示字符，就必須采用掃描顯示方式，即在某一時刻，只讓某一位的位選線狀態(tài)，而其他各位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài)，同時，段選線上輸出相應(yīng)位要顯示字節(jié)的段碼。在確定 LED 不同位顯示的時間間隔，不能太短，因為發(fā)光二極管從導(dǎo)通到發(fā)光有一定的延時，導(dǎo)通時間太短，發(fā)光太弱人眼無法看清 。但也不能太長，因為畢竟要受限于臨界閃爍頻率，而且此時間越長，占用 CPU 時間也越多，另外，顯示位增多，也將占用大量的 CPU時間，因此動態(tài)顯示實(shí)質(zhì)是一犧牲 CPU 時間來換取元件的減少。 在設(shè)計中， LED 顯示電路采用 I/O 口來控制 LED 數(shù)碼管。 LED 接口電路 LED 顯示電路采用 I/O 口控制 LED 數(shù)碼管。電路圖如下： 鍵盤及顯示電路 鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中能實(shí)現(xiàn)向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)、傳送命令等功能，是人工干擾單片機(jī)的主要手段。 鍵盤接口 非編碼鍵盤與單片機(jī)的接口單片機(jī)系統(tǒng)所用的鍵 盤有編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種。 編碼鍵盤本身除了按鍵之外，還包括產(chǎn)生鍵碼的硬件電路，只要按下某一個鍵，X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 12 3 4 5 6 7 8 91R P 1RE S P A C K 823456789 1R P 2RE S P A C K 8C11nFC21nFX1CR Y S T A LC71uFR41 0 k 21 就能產(chǎn)生這個鍵的代碼，一般稱為鍵碼，同時，還能產(chǎn)生一個脈沖信號，以通知 CPU接收（輸入）鍵碼。這種鍵盤的使用比較方便，亦不需要編寫很多程序，但使用的硬件較復(fù)雜，在微型計算機(jī)控制系統(tǒng)中使用還不多。 非編碼鍵盤是由一些按鍵排列成的一個行列矩陣。按鍵的作用，只是簡單地實(shí)現(xiàn)接點(diǎn)的接通和斷開，但必須有一套相應(yīng)的程序與之配合，才能產(chǎn)生出相應(yīng)的鍵碼。非編碼鍵盤幾乎不需要附加什么硬件電路，目前，在微型計算機(jī)控制系統(tǒng)中使用比 較普遍。 使用非編碼鍵需要用軟件來解決按鍵的識別，防止抖動以及鍵碼的產(chǎn)生等工作。 按鍵識別有各種方法，此系統(tǒng)只 “行掃描”法： （ 1）確定是否有按鍵按下。 CPU 通過并行口輸出 0000 到鍵盤的行線，然后檢測鍵盤的列線信號。若沒有鍵按下，則為 11111。若有任一個按鍵按下，則有某一條列線為 0，也就是當(dāng)列線不為 11111 時，就表示有鍵按下。 （ 2）通過“行掃描”確定已按鍵的行、列位置。所謂行掃描就是依次給每條行線輸入 0 信號，而其余各行都輸入 1，并檢測每次掃描時所對應(yīng)的列信號。 （ 3）確定是否有多鍵同時按下。有時一 次按下的鍵不止一個，這在一般情況下是由于誤操作引起的，是不應(yīng)該出現(xiàn)的通常稱為竄鍵。出現(xiàn)這種情況時，就可能有不止一次會得到列信號不為全 1，這時就不容易判斷哪個鍵是真正需要按下的。為了處理這種情況可采取兩種辦法：一是行掃描一定是掃到最后一行才結(jié)束，而不是檢測到列信號不為全 1 時就結(jié)束，以便發(fā)現(xiàn)竄鍵；二是如果出現(xiàn)了竄鍵，最簡單的處理辦法就是這次行掃描不算，再來一遍，即以最后放開的那個鍵為準(zhǔn)。實(shí)際上，由于掃描的速度很快，真正找到兩個鍵同時按下的情況是很少的。 （ 4）消除鍵抖動。一般按鍵在按下的時候有抖動的問題，即鍵的 簧片在按下時會有輕微的彈跳，需經(jīng)過一個短暫的時間才會可靠地接觸。若在簧片抖動時進(jìn)行掃描就可能得出不正確的結(jié)果。因此，在程序中要考慮防抖動的問題。最簡單的辦法是在檢測到有鍵按下時，等待（延遲）一段時間再進(jìn)行“行掃描”，延遲時間為 10～ 20ms。 這可通過調(diào)用子程序來解決，當(dāng)系統(tǒng)中有顯示子程序時，調(diào)用幾次顯示子程序也能同時達(dá)到消除抖動的目的。 22 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1C11nFC21nFX1CR Y S T A LC71uFR41 0 k 23 第四章 系統(tǒng)的抗干擾及可靠性 抗干擾設(shè)計由于本系統(tǒng)是為汽車設(shè)計的，而汽車的點(diǎn)火系統(tǒng)有較強(qiáng)的電磁干擾，另外車輛移動性大，有可能處于較強(qiáng)電磁干擾 的環(huán)境中，因此必須提高其抗干擾性。為此采了電源抗干擾措施、過壓保護(hù)電路措施等，達(dá)到系統(tǒng)的電氣與外界電路完全隔離，物理上做到完全屏蔽，防止空間的電磁輻射。 軟件抗干擾方面，本系統(tǒng)采用指令冗余和軟件陷阱。當(dāng) CPU 受到干擾后，會把一些操作數(shù)當(dāng)作指令碼來執(zhí)行，引起程序混亂。由于當(dāng) PC 指針飛到單字節(jié)指令上時，會自動步入正軌。因此我們在程序中人為地在 RET、 RET LCALL、 LJMP、 AJMP、DJZE、 JZ、 CJNE 等處插入一些單字節(jié)指令（ NOP）。并在繼電器開閉指令 SET、CLR 前插入兩條 NOP 指令。同時 ，當(dāng)程序飛到 ROM 中未使用的非程序區(qū)時，非程序區(qū)要能捕獲 PC 指針并強(qiáng)行拉到處理故障程序中。所以非程序區(qū)要每隔一段設(shè)置一個軟件陷阱。軟件陷阱 由三條指令構(gòu)成： NOP NOP LJMP ERROR ERROR 處理過程放在 0030H 開始處 第五章 軟件設(shè)計 24 程序設(shè)計包括主程序，并根據(jù)按鍵信號跳轉(zhuǎn)到想應(yīng)程序段。 參考文獻(xiàn)： [1]張毅剛、彭喜元，《 MCS— 51 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， [2]何立民， 《 MCS51 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計》，北京航空航天大學(xué)出版社， 25 [3]徐愛軍，《單片機(jī)高級語言 C51 應(yīng)用程序設(shè)計》，電子工業(yè)出版社， [4]李華，《 MCS— 5l 系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)》，北京航空航天大學(xué)出版社， [5]王福瑞，《單片微機(jī)測控系統(tǒng)設(shè)計大全》，北京航空航天大學(xué)出版社， [6]于微波、林曉梅、劉俊萍 ，《微型計算機(jī)控制系統(tǒng)》，吉林人民出版社， [7]陳汝全、林水生、夏利，《實(shí)用微機(jī)與單片機(jī)控制技術(shù)》，電子科技大學(xué)出版社 . [8]武慶生等，《單片機(jī)原理與應(yīng)用》，電子科技大學(xué)出版社， [9]劉燦軍，《實(shí)用傳感器》，國防工業(yè)出版社， [10]方佩敏，《新編傳感器原理應(yīng)用與電路詳解》，電子工業(yè)出版社， [11]趙負(fù)圖，《傳感器集成電路手冊》，化學(xué)工業(yè)出版社 2021． 4 [12]薛文達(dá)、謝文和、張呈詳，《傳感器應(yīng)用技術(shù)》，東南大學(xué)出版社， [13]徐科軍 ，《傳感器與檢測技術(shù)》， 電子工業(yè)出版社 ， [14]陳兆寬 ，《計算機(jī)過程控制軟件設(shè)計》， 電子工業(yè)出版社 ， [15]高鋒編 ，《單片微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計及使用技術(shù)》， 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2021..9 [16]付曉光 ，《單片機(jī)原理與實(shí)用技術(shù)》， 清華大學(xué)出版社 ， [17]劉勇等 ，《數(shù)字電路》， 電子工業(yè)出版社 ， [18]馬明建等，《數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)》，西安交通大學(xué)出版社， [19]李剛 ，《現(xiàn)代測控電路》， 高等教育出版社 ， [20]謝宛清、李宗豪、朱金明，《信號處理電路》，電子工業(yè)出版社， 附錄 A：系統(tǒng)框圖 26 89 C 51實(shí)時速度顯示 速度傳感器鍵盤輸入報警提示 27 附錄 B：系統(tǒng)硬件框圖 S I G NA L I NX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A