数码管显示与键盘扫描系统课程设计.doc

课 程 设 计 报 告课程名称 微机原理 系 别： 工程技术系 专业班级： 电子信息工程1002班 学 号： 1009151015 姓 名： 宜燕子 课程题目： 数码管显示与键盘扫描系统 完成日期： 2012.12.10 指导老师： 陈 显 明 2012年 12 月 10 日课 程 设 计 目 的通过课程设计，达到理论与实际应用相结合，提高学生对微机硬件结构和软件设计方法的理解，使学生能够根据实际应用，初步实现硬件及软件的设计，对硬件开发有更深层次的认识，为今后的软硬件开发，打下坚实的基础。课 程 设 计 要 求1. 利用实验箱提供的键盘扫描和显示电路2了解 44 键盘的工作原理。3掌握 44 键盘的使用方法。4掌握 44 键盘控制数码管显示的方法。课 程 设 计 注 意 事 项1、不能带电插、拔芯片、仿真线、通信线等；2、系统带电的情况下，不能测量电阻；3、系统带电的情况下，不能用手摸电阻、芯片和电容等管脚。4.在硬件电路中，要把8联拨动拨码开关JP2拨下，把8联拨动拨码开关JP3拨上去。课 程 设 计 内 容给 44 键盘的每个键定义一个功能，其中把定义为 09 的键盘称为数字键，把定义成 DEL 的键称为删除键，把定义成 ENT 的键成为确认键，其他键称为保留键。如果是数字键按下，把代表数字显示在数码管上：按键按下时，6 位数码管靠右边显示该键的代表数字；继续按键时，已经显示在数码管上的数字左移一位，按键代表的数字显示在最右边的数码管上。课 程 设 计 简 要 操 作 步 骤1.打开Keilc51软件,建立一个新工程项目。2.画出完整的硬件电路图，并说明电路的工作原理。3.画出软件流程图，写出程序清单。4.按照程序流程图编写程序。5.根据硬件连接图连接实验箱电路。6.下载程序到实验箱、运行。7.观察实验箱LED数码管的状态，分析是否和设计要求相符。8.书写课程设计报告。课 程 设 计 心 得 体 会 通过此次实训，在与同学们的互相合作下不仅使我掌握了单片机数码管显示喝和键盘扫描系统，也让我懂得了单片机在未来发展中的重要性， 也使我明白了只有理论是远远不够的，只有把所学的理论和实践相结合起来，才能提高自己的动手能力。在设计的过程中，虽然遇到很多问题，但是在几个人互相合作的情况下问题都一一解决了，因此合作精神是我们以后干任何事中必不可少的。 通过课程设计让我深深体会到了自己以前只是好高骛远在学习上的严重缺乏磨练，在以后的学习中一定要加强自己的理论知识与动手能力，还要养成互相合作的习惯，在干任何事中都得认真，有耐心，努力学好各种工具的应用，干任何事都得认真负责。课 程 设 计 评 语 及 成 绩评 语成 绩指导教师（签 名）年 月 日10目录摘要11.数码管工作原理12. 44行列式键盘的工作原理23软件流程图34、电路硬件说明45、程序设计内容56.程序57.结果分析88.结论89.致谢810. 参考文献9附录9数码管显示与键盘扫描系统摘要 通过对数码管和44行列式键盘的工作原理的学习和了解，每个按键都有它的行值和列值，行值和列值的组合就是识别这个按键的编码。矩阵的行线和列线分别通过两并行接口和CPU通信。键盘的一端（列线）通过电阻接VCC，而接地是通过程序输出数字“0”实现的。键盘处理程序的任务是：确定有无键按下，判断哪一个键按下，键的功能是什么？还要消除按键在闭合或断开时的抖动。两个并行口中，一个输出扫描码，使按键逐行动态接地；另一个并行口输入按键状态，由行扫描和回馈信号共同形成键编码而识别按键，最后通过Proteus软件工作环境的熟以掌握的掌握基本的操作，实现电路原理图的绘制及电路仿真的实现。键关词：单片机 数码管 44 键盘1. 数码管工作原理数码管由8个发光二极管（以下简称字段）构成，通过不同的组合可用来显示数字 09，字符 AF、H、L、P、R、U、Y 等符号及小数点“.”。 数码管又分为共阴极和共阳极两种类型。共阳极数码管中 8 个发光二极管的阳极（二极管正端）连接一起,即为共阳极接法，简称共阳数码管。通常公共阳极接高电平（一般接电源），其它管脚接段驱动电路输出端。当某段驱动电路的输入端为低电平时，该端所连接的字段导通并点亮。根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。此时，要求段驱动电路能吸收额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。共阴极数码管中8个发光二极管的阴极（二极管负端）连接在一起，即为共阴极接法，简称共阴数码管。通常共阴极接低电平（一般接地），其它管脚接段驱动电路输出端。 当某段驱动电路的输出端为高电平时，该端所连接的字符导通并点亮，根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。同样，要求段驱动电路能提供额定的段导通电流，还需 根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。单片机数码管显示控制程序设计仿真图2. 44行列式键盘的工作原理行列式键盘的工作方式是先用列线发送扫描字，然后读取行线的状态，查看是否有按键按下。键盘部分提供一种扫描的工作方式，可以和具有64个按键的矩阵键盘相连接，能对键盘不断扫描、自动消抖、自动识别按下的键，并给出编码，能对双键或n个键同时按下的情况实行保护。在显示部分，它可以为发光二极管、荧光管及其他显示器提供按扫描方式工作的显示接口，而且为显示器提供多路复用信号，可以显示多达16位的字符或数字。键盘中有无按键按下是由列线送入全扫描字、行线读入行线状态来判断的，其方法是将列线的所有IO线均置成低电平，然后将行线电平状态读入累加器A中，如果有键按下，总会有一根行线被拉至低电平，从而使行输入不全为1。键盘中哪一个键按下可由列线逐列置低电平后，检查行输入状态来判断，其方法是依次给列线送低电平，然后检查所有行线状态，如果全为1，则所按下的键不在此列，如果不全为1，则所按下的键必在此列，而且是在与0电平线相交的交点上的那个键。VCC RD0RD1RD2RD3RD4RD5RD6RD7RR44矩阵式键盘电路原理图3软件流程图 程序开始先对第一列进行扫描，如果没有按键，再对第二列、第三列、第四列分 别进行扫描，如果没有返回到开始；如果第一列有按键，在分别对第一行、第二行、 第三行、地四行，进行扫描，若有按键按下分别显示 0、1、2、3；第二列、第三列、 第四列类似第一列，分别对第一行、第二行、第三行、第四行进行扫描，有按键相应 的显示出数值。开始HI初始化系统取键值 确认键按下确认键按下标志1数字键按下且确认键没有按下当前显示的数字左移一位按键代表的数字显示在最右边的数码管上删除键按下且确认键没有按下当前显示的数字右移一位最左边的数码管显示0其他看清原理4、电路硬件说明（1）在“单片机系统”区域中，把单片机的P3.0P3.7端口通过8联拨动拨码开关JP3连接到“44行列式键盘”区域中的M1M4，N1N4端口上。（2）在“单片机系统”区域中，把单片机的P0.0P0.7端口连接到“静态数码显示模块”区域中的任何一个ah端口上；要求：P0.0对应着a，P0.1对应着b，P0.7对应着h。5、程序设计内容（1）44矩阵键盘识别处理 。（2）每个按键都有它的行值和列值，行值和列值的组合就是识别这个按键的编码。矩阵的行线和列线分别通过两并行接口和CPU通信。键盘的一端（列线）通过电阻接VCC，而接地是通过程序输出数字“0”实现的。键盘处理程序的任务是：确定有无键按下，判断哪一个键按下，键的功能是什么？还要消除按键在闭合或断开时的抖动。两个并行口中，一个输出扫描码，使按键逐行动态接地；另一个并行口输入按键状态，由行扫描值和回馈信号共同形成键编码而识别按键，通过软件查表，查出该键的功能。 6.程序ORG 0000H LJMP START ORG 0100HSTART： MOV P2, #0FHJ0: JB P2.0,J1 判断第 i 列是否被选中 ； JMP S00 ； 若第 i 列被选中则程序跳到 si0 J1: JB P2.1,J2 JMP S01J2: JB P2.2,J3 JMP S02 J3: JB P2.3,START JMP S03 S00: MOV P2,#0F0H若第 0 行第 0 列被选中则输出0JB P2.4,S10 MOV A,#0C0H ； S10: JB P2.5,S20 MOV A,#99H S20: JB P2.6,S30 MOV A,#80HS30: JB P2.7,X0 MOV A,#0C6HX0: MOV P1,A JMP START S01: MOV P2,#0F0H JB P2.4,S11 MOV A,#0F9H ； 若第 0 行第 1 列被选中则输出 1S11: JB P2.5,S21 MOV A,#92H S21: JB P2.6,S31 MOV A,#90H S31: JB P2.7,X1 MOV A,#0A1H MOV P1,A X1: MOV P1,A JMP STARTS02: MOV P2,#0F0H JB P2.4,S12 MOV A,#0A4H ； 若第 0 行第 2 列被选中则输出 2 S12: JB P2.5,S22 MOV A,#82H S22: JB P2.6,S32 MOV A,#88H S32: JB P2.7,X2 MOV A,#86H MOV P1,A X2: MOV P1,A JMP START S03: MOV P2,#0F0H 若第 0 行第 3 列被选中则输出 3 JB P2.4,S13 MOV A,#0B0H ; S13: JB P2.5,S23 MOV A,#0F8H S23: JB P2.6,S33 MOV A,#83H S33: JB P2.7,NH MOV A,#8EH NH: MOV P1,A JMP START END7.结果分析仿真图8.结论通过这次课程设计，Proteus 软件工作环境的熟悉以及掌握基本的操作，实现电 路原理图的绘制及电路仿真的实现，我还认识到理论与实际相结合的重要性，理论知 识再丰富，没有实际的操作经验是不行的，这样还可以锻炼我们的实际动手操作能力 和独立思考能力。单片机知识在电子领域越来越重要了，在这次课程设计中我又了解 了更多单片机的知识， 从而也对单片机仿真软件产生了兴趣， 学到了书上没有的东西， 为以后工作又做了一层铺垫。在课程设计过程中遇到的一些问题，通过查询资料和结合平时学到的知识，当然还有和同学的讨论得到了解决。9.致谢经过这两个周的实训，单片机课程设计也已接近尾声，回顾这星期内和老师、同学们一起努力时的点点滴滴，不经感慨万千。在此我首先要感谢学校，是学校给我们提供了良好的硬件设施，让我们能顺利的完成实训。其次，我要感谢我的单片机老师陈显明老师。陈老师无论在课程学习、设计上，还是在为人处事上，都给予我许多教诲，这些影响将使我终身受益。 同时我还要感谢和我一起完成这份课程设计的同学们，我们在学习和实践中一起讨论，一起研究，我在他们身上学到了许多东西，同时也让我懂得了团结，合作的重要性。10. 参考文献(1). 岂兴名、 唐杰、 赵沛、 矫津毅