单片机键盘显示接口电路设计

中北大学单片机及其接口技术。课程设计说明书学生名称：学号：大学：专家：课题：单片机的键盘显示接口电路设计指导教师：沈林役：副教授2012年6月17日中北大学单片机及其接口技术。课程设计担当书11/12学年第二学期大学：专家：学生名称：学号：课程设计主题：单片机的键盘显示接口电路设计.开始日期： 6月11日6月17日课程设计地点：中北大学指导教师：沈林先生系主任：王忠庆任务书发行的日期： 2012年06月11日课程设计任务书1 .设计目的：通过本设计，掌握单片机应用系统中的键盘和显示电路设计。2、设计内容和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等):1 .设计技术要求(1)键盘： 44(2)显示器： 8位LED段数字码管2 .设计内容(1)设计键盘和显示地址解码电路、读写控制电路、显示驱动电路(2)选择2)led7段显示设备和必要的解码控制设备(PROTEL (或手动画的)电路图。(4)写设计总结报告。设计报告的主要内容包括设计目的和要求、系统技术指标和设计要求、设计方案、参数计算、主要参考资料和体会等3、设计工作任务和工作量要求包括课程设计计算书(论文)、图纸、实物样品等设计总结电路图构成框图参考文献等。课程设计任务书4 .主要参考文献：要求l以国标GB 771487 文后参考文献著录规则写。 示例：1傅承义、陈运泰、祁贵中.地球物理学的基础.北京：科学出版社，1985参考资料必须在十篇以上5 .设计成果的形式和要求：设计总结系统电路图参考文献等。6 .工作计划和进展：6月11日 6月12日6月13日 6月13日6月14日 6月15日6月16日 6月16日调查、资料收集决定设计方案(例如选择设备)设计电路总结，写设计报告的答辩系主任的审查意见：签名：年月日第一章，绪论89C51是配备4KB闪存可编程只读存储器(fpehrom-falshpromageanderassablereadonlymemory )的低电压高性能CMOS8位处理器，通常称为单片机可以重复100次单片机的可擦除只读存储器。 该器件采用ATMEL高密度非易失性存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出引脚兼容。 ATMEL的89C51是一个高效的微控制器，89C2051是其紧凑版本，因为多功能的8位CPU和闪存集成在一个芯片中。 89C单片机为许多嵌入式控制系统提供了一种灵活、廉价的方案。 这次课程设计中采用了89C51单片机。第二章，设计内容一、44键盘原理： 44个矩阵键盘的连接图如图1 5V所示的双曲正切值。十公斤89C51输了P1.0输出P1.1端点P1.2端口P1.3(行扫描)012第三行0第四五六七行第8 9 A B行第cx3行P1.4 P1.5 P1.6 P1.7输入端口线(读入检查)图1电路图如图1所示这次设计的是44个矩阵键盘，这种设计可以有效地减少键盘和单片机接口时占用的I/O接口。 在这种未编码的键盘的单片机系统中，键盘处理程序首先执行有无按下键，当确认有按下键时，在下一步骤中识别按下了哪个键，在键的识别中采用依次(依次)扫描的方法首先，判断有无按钮按下。 方法是将所有扫描字00H输出到行线，将所有行线设为低电平，然后将列线的电平状态读取到累加器a中，当按下键时，列线电平被引入为低电平，列输入全部不为1。判断键盘上的哪个键被按下了。 一次向行线发送低电平，检查所有列线的状态称为行扫描，如果全部为1，则按下的键不在该行，如果全部不为1，则按下的键一定在该行，是位于与零电平的列线交叉的交点上的键。由于键的位置代码与键的实际定义键值不相等，所以也必须转换键值的解码。 在这次的设计中，使用软件实现了键值的解码。 解码方式如下所述第0行键值的0行4列编号(03)是0、1、2、3第一行键值的一行四列编号(03)是4、5、6、7第二行键值的2行4列编号(03)是8、9、a、b第三行键值的三行四列编号(03)是c、d、e、f解码步骤如下所示。PS、R0； 取行号发aMOV B、#04； 每行密钥数MUL AB； 行号按钮数ADD A、R2； 在R2中存储有列编号，行编号为键列编号=键值，a中存储有列编号开始。键盘行扫描的流程图如下所示。把一切行为降到低水平读取列的状态n列上有低电平吗？EKEY:RETSKEY:延迟20msy设置行计数器=00H，列计数器=00H设置行输出扫描初始值为00H输出行的扫描字将某一行设定为较低的行天空1 :按了一列按钮S123 :读取列值将行数1的扫描字向左移动一位PSn判断按了哪一行是最后一行吗？序列号。yEKEY:调用键值解码器DKEY :RET图2二、8位LED七段数字代码显示原理：显示电路需要多达74LS48和74LS138的两个集成芯片。 74LS48用作七段数码管的数值显示解码器，将对从P0.0-P0.3输出的数值BCD码进行解码而得到的段选择码传送到七段数码管，以使数码管能够正确显示数值。 74LS138选择比特段解码器，将从P0.4-P0.6所输出的比特从BCD码转换为二进制反转，并选择比特。在这次设计中，8是LED的7级数字软线管都采用了阳极接合法。 通过8个非栅极反转74LS138的输出电平，并与74LS48一起实现7级LED数字管的显示驱动。 具体电路原理如图2所示。74LS48芯片的电路构成原理和管脚图案：管脚图案的大写字母a、b、c、d是BCD代码输入端，小写字母a、b、c、d、e、f、g是字体代码输出端，LT是灯测试输入端，RBI是空白输入，RBO是空白输出。 表1是将74LS48 BCD-7段锁存器/解码/驱动器作为段驱动器的输入输出信号的对应关系。 在使用时，芯片的输入端子a、b、c、d连接到单片机的P0端口上，该芯片的输出端子为7针，与LED显示器的7个段端子连接。 74LS48的作用是：从单片机接收BCD代码型输入信号，锁存、解码、放大后，将七段字体代码输出到LED显示器上，完成BCD代码到七段字体代码的锁存、解码、驱动74LS48 BCD-7级解码器输入输出侧信号对照表输入端电平输出端电平的双曲馀弦值字体输出端电平输出端电平的双曲馀弦值字体PS PSPS PS PKPS PSPS PS PK0 0 0 00 1 1 1 1 1 1(3FH )00 1 0 1十一十十一50 0 0 1零零一十(零六h )10 1 1 0十一一一十十一(7dh )60 0 1 0十一十一一20 1 1 1零零一十一(零七h )70 0 1 1十零一一一一31 0 0 0十一一十一一一80 1 0 0十一零一十(六六h )41 0 0 1十一十一一一一9表174LS138是3线-8线解码器的工作原理如下如果一个栅极端子(G1 )为高电平，另一个栅极端子(/(G2A )和/(G2B ) )为低电平，则地址端子(a、b、c )的二进制码在一个输出端子上被翻译为低电平。 其输入输出的真值表如表2所示。表2该电路可以实现静态和动态两种显示方法1 .静态显示可以显示1位。 选择比特段并选择1比特，数据段输出数值，使数字代码管显示数值。 静态显示器的亮度很高。 虽然该显示方式容易编程，管理也简单，但是占用了很多I/O端口线的资源。 在显示位数多的情况下，一般采用动态显示方式。2 .动态显示可以同时显示8位。 如果分段代码和位代码一次都未发送，则延迟1ms，由于人眼的视觉暂时停留时间为100ms，所以每次的显示时间不超过20ms，容易保持一定时间，引起视觉上的暂时停留效果，使人看起来各数字代码总是明亮。 这种方式称为软件扫描显示。 例如，要显示“0123”，必须按如下方式编辑P0端口MOV P0、#80HLCALL DYIMOV P1，#41HLCALL DYIMOV P1，#22HLCALL DYIMOV P1，#13HLCALL DYI第三章，课程设计体会通过这次课程设计，了解了89C51在实际生活中的应用，单片机键盘和LED电路的设计和工作原理。 在学习单片机的理论知识的同时，还要在实际生活中学习应用，提高我的手能力，并用手脑。 此次设计通过使用PROTEL软件进行设计，熟悉了该软件的基本操作。 原来忘记的知识点通过调查参考资料，巩固了旧知识，同时也知道了疑问点。 要在一定程度上提高我的专业知识，提高我的综合能力，不仅要用今后的社会生活中学到的知识来解决实际问题，而且要不断提高自己的实际工作能力，有自己的经验来解决问题。附录1 :参考文献：1 .韩焱、张艳华、王康谊.数字电子技术基础.北京：电子工业出版社，20092 .薛小玲，刘志群，贾俊荣.详细了解单片机接口模块的应用和开发实例.北京：北京宇宙航空大学出版社，20103 .谢振辉.改良式MCS-51单片机实验.北京：科学出版社，20064 .高伟. AT89单片机的原理及其应用.北京：防卫工业出版社，20085 .李北明，铭.单片机原理和实践教程.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，20096 .馀永泉. Flash单片机的原理和应用.北京