单片机在自动充气机中的应用

乐山师范学院学生科研作品设计报告书作品名称：单片机在自动充气机中的应用申报者姓名:ﻩ刘勇魏星石鲤林所在单位:物理与电子信息科学系ﻬ设计题目：单片机在自动充气机中的应用专业:电子信息工程论文作者：刘勇魏星石鲤林指导教师：郭凤德摘要本文详细介绍了单片机在自动充气机中的应用，由于单片机具有集成度高、体积小、运行可靠、应用灵活、价格低、面向控制等特点,因此在工业控制、数据采集、智能仪器仪表、智能化设备和各种家用电器等领域得到了广泛应用，而且发展非常迅猛。现在，单片机的应用领域已经遍及几乎所有的领域。为研究单片机在自动控制领域中的应用,我们以自动充气机系统为依托，进一步揭示单片机在自动控制系统中的应用价值.［关键词］ＡＴ８９S5２单片机Ａ/Ｄ转换器１６02LCD液晶显示器1ﻩ引言1。1研究背景介绍随着人们生活水平的不断提高，单片机控制在各领域的发展与应用无疑成为人们追求的目标之一。目前,汽车工业的发展速度很快，传统的轮胎充气设备不能适应现代化生产规模的要求。研制与轮胎流水作业生产线配套的，机械化、自动化、节能高效的充气设备是现代化汽车生产企业亟待解决的实际问题。基于上述两个原因,我们有了研究基于单片机便携式自动控制充气机这一课题的想法,便携式自动控制充气机具有自动充气和放气功能,气压检测和气压预设功能，夜间照明、警示功能，体积非常小巧，性能高、无污染气体排放，适合您的车辆出差、远行，是各车主携带的应急必备工具.１。2研究价值和意义本文介绍了单片机在设计制作自动充气机中的工作成果和经验总结.市面的充放气机大都不是自动的也不是气压可调的。随着人们生活水平的提高，小汽车将成为家家户户必备的交通工具。再加上生活节奏的加快,时间已是最宝贵的东西.显然市面上普通手动控制的充气机，将满足不了人们的需求，因此,我们就想到了做一件能够自动充放气的充气机。它能够给人们在使用过程中节省时间，同时又能够很方便的使用.因为它是全自动的,所以只要把电源一安上，再设定你所需要气压值，它就会自动地完成任务.并且在充／放气完成之后将自动停止。因此,研究一个能基于单片机自动控制的自动充/放气机是很有必要的.下面将对自动充气机的设计原理及设计方案思路（主要是涉及单片机控制的部分）做详细地介绍.2、系统分析与设计2．1设计思路总体设计思路［1]：首先由压力传感器将检测到的车轮胎内部的当前气压参数，传输到模/数转换器AＤC08３2的一路模拟信号通道，转换出八路数字信号传给单片机AＴ89Ｓ５２,接着单片机把计算气压值送给ＬCD160２并让它显示当前气压值。然后键盘输入我们需要的气压值,经单片机AT８９S5２键盘扫描程序读出键值,并在ＬＣＤ16０2上显示出来,接着通过控制核心（单片机）比较当前气压值与输入的气压值：如果输入值大于当前气压值时,通过单片机发出一个控制命令驱动电机工作,开始充气，在充气的同时继续对气压进行采样，当两个值相等时，中断驱动电路，停止充气；而如果当前气压值大于输入值时，单片机发送控制命令到电磁阀驱动器，开通电磁阀，放气开始，与此同时仍然进行气压采样,当两值相等时,电磁阀断开,停止放气.在夜间,特别是在有车辆行驶的路边加气时,我们有照明灯和警示灯,通过特殊功能键可使照明灯发光工作或警示灯发出警示信号,给使用者的操作带来方便，避免发生交通事故。2．2设计要求１．基本要求:⑴检测汽车轮胎内部气压强度.⑵LCD１602液晶显示器显示其检测的参数值和键盘输入设定的气压值。⑶通过单片机控制系统自动控制电动机和电磁阀的工作。2。功能部分:监测轮胎内部的气体压强。⑵通过ＬCD显示检测到的参数值和设定值。⑶电动机和电磁阀分别控制轮胎的充气、放气。单片机一个指令使得照明灯和警示灯处于工作状态。２.3总体设计流程本设计以ＡT８9S52单片机为核心,对所有的数据进行处理.将扫描到的键盘输入值在ＬCD160２上显示，并运用AＤC0832对气压传感器采集到的模拟数据进行模数转换，并将转换后的数据传送给单片机进行处理。同时用ＬＣＤ１6０２来显示外部采集到的气压值。如果检测到的气压值小于设定的气压值,则单片机控制充气工作,若检测到的气压值大于设定的气压值,则TLＶ５616对单片机处理好的数据进行数模转换再将转换好的模拟信号传送给电磁阀，电磁阀随着放气的进行,电磁阀的阀门慢慢变小,放气的速度也随着减慢，这样可以减小误差。系统的总流程图如图2—1所示比较比较相等初始化电流采样（压力传感器）AD转换单片机LCD显示键盘扫描驱动电机充气电磁阀放气停止电机相等大于小于是是否否图2－１总体流程图3、单片机控制模块的设计方案一：采用ＡT89Ｓ52８位单片机AT8９Ｓ52[3］是美国ATMＥＬ公司生产的低电压，高性能CMOＳ

８位单片机，片内含８k

bytes的可反复擦写的只读程序存储器(ＰEROM）和256bytes的随机存取数据存储器(RＡＭ)，器件采用ＡＴMEＬ公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准ＭＣS-5１指令系统及805２产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（CPＵ）和Ｆlａsh存储单元,功能强大AT89Ｓ52单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。AT８９S５２有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口,同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,２个全双工串行通信口，2个读写口线，ＡT89S52可以按照常规方法进行编程,也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flａsh存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Ｆlash存储器可有效地降低开发成本。AT８９S５2主要功能特性：1、兼容MCS51指令系统2、８k可反复擦写(>1000次）FlaｓhＲＯM3、３2个双向I／O口等。此单片机是小型电子产品普遍采用的微控芯片，性价比高.在控制领域应用也比较普遍。方案二：采用高档高位机——凌阳的61单片机凌阳的１6位单片机就是为适应这种发展而设计的.它的ＣPU内核采用凌阳最新推出的μ’nＳP™(MｉcrｏｃontｒolｌeraｎdSigｎalPｒocｅｓsｏr）16位微处理器芯片(以下简称μ’nSP™）.围绕μ’nSP™所形成的1６位μ’nSP™系列单片机(以下简称μ’ｎＳＰ™家族）采用的是模块式集成结构，它以μ’nSP™内核为中心集成不同规模的ＲOM、RＡM和功能丰富的各种外设接口部件。具有以下等性能：①１6位μ’nＳＰ™微处理器;②工作电压（CPU）VDD为2．４~3.6Ｖ（I/O)ＶＤDH为２.４~5．５V③CＰU时钟:0.32MHｚ～４９.15２ＭＨz;④内置２K字ＳRＡM;内置32KＦＬＡSH；⑤ﻩ使用凌阳音频编码ＳACM＿Ｓ２40方式(2．４Ｋ位／秒），能容纳210秒的语音数据;⑥32位通用可编程输入／输出端口；⑦7通道10位电压模-数转换器（ＡDC）和单通道声音模－数转换器；此类单片机功能更强,但是价格比较昂贵。综合本设计所要实现的各部分功能！仅需一片AＴ89S５２单片机就可以满足设计的需要,因此采用AＴ89Ｓ５2作为主控芯片。为了使电路更加紧凑，外部引线更加少,需合理设计整个系统的原理图［2],以便硬件规划与设计.硬件总电路图如图３－１所示图3-1硬件总体布局整个系统的控制核心是AＴ89S52，因此对单片机的资源要合理分配与利用。单片机的ＩＯ口资源分配。表3—1ＩO口分配键盘控制模块P０。0—Ｐ０.7设置比较的气压值气压采集模块P2．4—P２．7通过ADC08３２采集气压电机模块(充气)P3.３控制电机的转动电磁阀（放气）P2.1－P2．3通过TLV５616控制电磁阀LCD模块P1。０－Ｐ1.７ＬCD数据Ｐ３.0－P3．2LＣＤ控制信号照明灯控制Ｐ3．４控制灯的亮灭在自动充气机中的各个部分,并不是每一个部分都用到了单片机的控制。由于本文研究的是单片机在自动充气机中应用,因此，对于没有用到单片机的部分就不做过多的阐述,主要针对有用到单片机的重要部分做详细地阐述。在自动充气机中的气压检测及模数转换模块、显示模块、键盘输入模块和照明报警模块都是由单片机来控制，下面将对这四个模块的设计做详细介绍.４、气压检测及Ａ/Ｄ、D／A模块的设计4。１气压检测通过压力传感器检测轮胎当前的气压参数并经由ＡDC０8３２传给单片机，由单片机给ＬＣD1６０２送数据，让其显示当前的轮胎气压值。4。２方案选择方案一:采用ＡDＣ0809８路８位Ａ/Ｄ转换器，即分辨率８位,采样频率，数据并行传输,可对8路信号进行分时采样。多用于对多路信号进行采样的设计中.软件编程比较简单,ADC０809芯片有２8条引脚,采用双列直插式封装，因此对它的硬件接线比较麻烦,同时也会加大硬件设计难度。方案二:采用ＡＤC0８32AＤC0832为８位分辨率A／D转换芯片，其最高分辨可达２５6级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在0~５Ｖ之间.8位２路AＤ转换器即８位分辨率、采样频率、数据串行传输。此转换器一般用于对少数信号进行采样的电路中。外部只有8个引脚,连线简单方便,但是相对而言软件编程稍微复杂一点。方案三：采用TＬV5６16１２位转换器.ＴLV5616是一个１2位电压输出数模转换器（ＤＡC），带有灵活的４线串行接口，可以无缝连接TＭS3２0、SPI、QＳＰＩ和Mｉｃroｗiｒe串行口。数字电源和模拟电源分别供电，电压范围2．7～5.5V。输出缓冲是２倍增益ｒaｉｌ—to-ｒail输出放大器，输出放大器是AB类以提高稳定性和减少建立时间。rａｉl-ｔo-ｒaｉl输出和关电方式非常适宜单电源、电池供电应用。通过控制字可以优化建立时间和功耗比.精度高,数据是串行传输的.只有8个引脚便于接线，软件编程简单。方案四:采用ＤAＣ08328位转换器。DAC０８32是采样频率为八位的D/Ａ转换芯片,集成电路内有两级输入寄存器,使DＡC0８32芯片具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式,以便适于各种电路的需要（如要求多路Ｄ/Ａ异步输入、同步转换等)。数据是进行并行传输，是以电流的形式输出。有14个引脚,硬件连线较烦。软件编程简单。但是使用它并需外加外部转换电路将电流转换成电压.从软件和硬件制作的角度考虑，采用８引脚的ADC０8３2对采集到的气压值进行AD转化。采用TＬＶ561６对数据进行DA转化。4.3电路设计与分析ADC0832是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道A/D转换芯片.由于它体积小,兼容性强，性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎，目前已经有很高的普及率。学习并使用ADＣ083可以使我们了解A／D转换器的原理，有助于我们对单片机技术水平的提高。1、ＡＤＣ０8３2具有以下5个特点：·8位分辨率;·双通道A/D转换;·输入输出电平与TＴL/CＭOＳ相兼容；·５V电源供电时输入电压在0~5V之间;·工作频率为25０KＨZ，转换时间为３2μＳ；其引脚电路图如图4－１所示图４-1ADC０８３2引脚图芯片转换时间仅为32μＳ，具有双数据输出可作为数据校验,以减少数据误差,转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入,使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过DI数据输入端,可以轻易地实现通道功能的选择。正常情况下ADC０８3２与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、ＣLK、ＤO、DI（如图4－１）。但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效且与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将DO和ＤI并联在一根数据线上使用。当ADＣ０832未工作时其CＳ输入端应为高电平,此时芯片处于禁用状态,CLＫ和ＤO／DI的电平可任意。当要进行A/D转换时,须先将ＣＳ使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端CＬＫ输入时钟脉冲,DO／DI端则使用ＤＩ端输入通道功能选择的数据信号。在第1个时钟脉冲的下降沿之前DI端必须是高电平，表示启始信号。在第２、3个脉冲下降沿之前DI端应输入２位数据用于选择通道功能.当此2位数据为“1”、“0”时，只对ＣH0进行单通道转换.当２位数据为“1”、“１”时,只对CH1进行单通道转换。当2位数据为“0"、“0"时，将CH0作为正输入端IＮ＋，CＨ1作为负输入端IN-进行输入。当2位数据为“0”、“1”时，将CH0作为负输入端IN-,CH1作为正输入端ＩN+进行输入.到第３个脉冲的下降沿之后DI端的输入电平就失去输入作用，此后ＤO/DI端则开始利用数据输出DO进行转换数据的读取。从第４个脉冲的下降沿开始由DＯ端输出转换数据最高位DATA7,随后每一个脉冲的下降沿DＯ端输出下一位数据。直到第1１个脉冲时发出最低位数据DATA0,一个字节的数据输出完成。也正是从此位开始输出下一个相反字节的数据,即从第１1个字节的下降沿输出DAＴＤ0。随后输出8位数据，到第19个脉冲时数据输出完成，也标志着一次A/Ｄ转换的结束。最后将CS置高电平禁用芯片,直接将转换后的数据进行处理就可以了.在本设计中，我们只用到了一个ＣH０转换口.故本设计的DＯ/DI两端口的数据应为“１”、“0”。分别用P2。１和Ｐ2．2口控制。CＰU向ＴLＶ５６16发送的串行数据每帧为16位,其中高４位为控制位,低12位为转换的数据,高位在前，低位在后。VＲEF为参考电压输入端（系统中接运放1的输出），ＶＯUT是电压输出端.片内有一个2倍的输出放大器,其转换关系为：

ﻩﻩﻩ ﻩVＯUＴ=2×VREF×Di/40９6ﻩVＲEF参考电压的范围为０Ｖ—３.５V。所以我在设计时参考电压的选择是外接一个上拉电阻可选电压为０Ｖ－5V。这样可以方便选择参考电压.为硬件调试打下好的基础.其与单片机的接口如图4－２所示。图4－2TLV5６16引脚接线４.4软件设计4.4。1A/Ｄ模块软件设计Ａ/D模块的软件设计流程图如图4-３所示图４—3AD转换流程其程序[５]如下：ucharadc０832(uｃharchaｎnｅｌ）//读AＤＣ0832函数，采集并返回{uinｔｄａt2=0;uｃharnｄａｔ＝0，ｉ=0，j;if（chａnｎeｌ==０)channeｌ=２；if(ｃｈanneｌ=＝1）chａｎｎeｌ=3;//通道选择.AD＿ＣＳ＝0;_nop＿（）；//拉低CＳ端，ＡＤ片选DI=１；_nｏｐ_（）；ﻩ//在第一个脉冲下降之前DI必须是高电平,表示启始信号SCK=1;_nop＿（）；ＳCK=0；_nop＿（）；ﻩﻩSCK＝1；ＤＩ＝ｃhanneｌ&0ｘ１;_nop＿()；//在第二和第三个脉冲下降之前DI输入两位表示通道SＣＫ=0；＿ｎoｐ_（）；ＳCＫ=１；ＤI=（ｃhａnnel>>1)＆０ｘ1；_nｏp_();ＳＣＫ＝0;/／写命令完成，DI失去输入作用DI＝1；＿ｎop_（）;dat2=0;ｆor(i＝0；i〈8;ｉ＋+）//读出８字节数据{ｄａt2|＝DO；ＳCＫ＝1；＿nop_()；ﻩSＣK=0；_noｐ_（）；daｔ2<＜=1；if（ｉ=＝７)ｄat2｜=ＤO；}foｒ（i=0；i<８;i＋+）{j=0;j=ｊ|DO;ＳCＫ=1；_nop＿()；SCK＝０;_nop_（)；j＝j＜〈７;ndat=ｎｄaｔ｜j;if（i＜７)ndat＞>＝1；}AD_ＣS=1;ＳCＫ＝0；ＤＯ＝１；ｄaｔ2〈<＝8；ｄaｔ2|=nｄat;retuｒn(dat２）；／／返回数据}ﻩA／Ｄ转换的数据处理过程是用采样两次数据对比的方法。第一次数据采集是使用正向存储的方式,就是高位在前低位在后.而第二次则是反向存储的方法。低位在前，高位在后,所以在做数据对比时,必须把第二次数据反过来.当测得的两次数值是一样的时候,则返回数值，若不一样则再次进行测试。这样就保证了测得的值的准确性。４.４.２D/A模块软件设计D/Ａ转换模块是采用是TLＶ５６１6。对数值进行Ｄ/Ａ转换。其主要程序如下：ｖoidｓpiwrｉte(iｎtteｍp)ﻩﻩ ﻩ//写数据｛ﻩﻩuｉｎｔi；ﻩﻩsｅtcs(０);ﻩﻩfor（i＝0；ｉ〈１６；i＋＋) ﻩﻩ{ﻩﻩﻩﻩｐｉｎdｉn=(biｔ)(temp＆0x800０）;ﻩﻩﻩ sｅtｓｃlｋ（1);ﻩﻩﻩ temｐ＜＜=1； ﻩﻩ ｎnop(1）；setsclk(０);nｎop(１）;ﻩﻩﻩ}ﻩ ｓetcs（１）；｝ＴＬＶ5６16的控制仅靠数据的第14,15位。所以一般情况下写控制和数据是同时进行的.这样的程序就简洁了。TLV５616的数据传送是串行发送的，因此对时序的要求很严,要严格按照时序来发送.5、LCD16０2显示模块的设计5。１方案选择方案一:采用LCD液晶显示屏,其实物图如图５—1所示图５-1ＬＣＤ16０2随着大量电子仪器、设备的智能化,并且普遍地采用人机交互方式，需要能够显示更为丰富的信息和通用性较强的显示器,而点阵式LＣＤ显示器能够满足这些要求，同时用大规模专用集成电路作为点阵ＬCD控制驱动,使用者仅仅直接送入数据和指令可实现所需的显示。这种由LCD板、ＰCB板、控制驱动电路组成的单元叫做点阵液晶显示模块(ＤＯＴＭＡTRＩCＬCDMOＤＵLE)。液晶显示器可视面积大,其特性如下：＝1\＊GB3错误！未找到引用源。显示内容：16字符x2行，因而显示的位数可任意设定，同时可视效果也比较好;=２\＊GB3错误！未找到引用源.字符点阵:5x8点;=3＼＊ＧB３错误！未找到引用源。驱动方式:１/16D；=4\＊GB3错误!未找到引用源。对比度可调节.方案二：采用LＥD数码管显示:使用多个数码管动态显示,其总功耗就等效为一个数码管，但工作电流较大,并且只有数字显示,显示的范围也比较小。在软件上对其编程，相对于LCD比较麻烦。同时由于数码管还涉及到驱动的问题，因而硬件制作上相对LCD也增加了难度。综上所述，根据显示内容的多少和软硬件的制作，本设计选择采用LＣＤ液晶实时显示输出检测到的参数值和键盘输入值。5.2电路设计与分析１６02字符型ＬCD模块的应用非常广泛,而各种液晶厂家均有提供几乎都是同样规格的1６0２模块或兼容模块，尽管各厂家的对其各自的产品命名不尽相同；1602字符型ＬCD模块最初采用的LCD控制器采用的是ＨＤ４478０,在各厂家生产的1６0２模块当中，基本上也都采用了与之兼容的控制ＩC,所以从特性上基本上是一样的；当然，很多厂商提供了不同的字符颜色、背光色之类的显示模块。ＬCD16０2液晶模块内部的字符发生存储器（CＧＲOＭ)已经存储了１６０个不同的点阵字符图形，如表5－1所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等,每一个字符都有一个固定的代码,比如大写的英文字母“Ａ”的代码是0１0０0001Ｂ（4１Ｈ），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A".表5-1CGROM和ＣＧRAM中字符代码与字符图形对应关系引脚功能［7]说明第1脚：VSS为地电源.第２脚：VＤD接5V正电源。第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高,对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个1０K的电位器调整对比度。第4脚:RS为寄存器选择,高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器.第５脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当ＲS和R／W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RＳ为低电平R／Ｗ为高电平时可以读忙信号,当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。第6脚：Ｅ端为使能端,当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第７~1４脚：D0～Ｄ7为8位双向数据线。第1５脚：背光源正极。第16脚:背光源负极。LＣD160２的硬件连接图如图5－2所示图5-2ＬＣD16０2引脚图根据电路图5—2可知，对LCD的控制只需在软件上对8根数据线和3根控制线进行编程控制即可实现LCＤ的显示，同时可利用滑动变阻器调节显示屏的对比度。5。3软件设计LCＤ模块就是使用P1口做数据线，用P3．1,P3.2，P3．0口做控制线进行数据传送和控制的。其读写程序如下：ｗｚhｉｌin（ｕｃhａrzｈi)ﻩﻩﻩ ﻩ//读指令｛wｈiｌe(cｈecｋ（)）;ＲＳ＝０；RW=0；ＥN=0； _noｐ＿()；_nop_(）;Ｐ1=zhi；＿ｎop_(）;_ｎｏp_（);_nop_(）;＿nop＿（）;ﻩＥN＝１;ﻩ_noｐ_（）;_noｐ＿()；_nop＿(）;_nop＿(）;ﻩEN＝０;ﻩ｝ｗshuｊu(ｕcharｓhu)/／写数据{whiｌｅ（cheｃk（)）；RS=１;RＷ=0;EＮ＝0；_nｏp_(）；_nop_（）;ﻩP1=shｕ；＿ｎop_（);＿nop_（）；_nｏp_（）；_noｐ＿(）;EＮ=1；_nop_（）;＿nｏp_（）;_nop＿（）;_ｎop_（);ＥN=0;}程序中的_ｎop_(）是进行延时的操作,保证了数据传送的正常。如果没有这些空操作指令，LCD传送数据的时候有可能会发生错乱.6、键盘模块的设计6.1方案选择方案一：采用4行×4列的键盘［8］.键盘上有16个按键，选择其中的１0个按键作为０～9这十个数字键作为预置数的输入，剩下的其他的四个按键可分别作为确定、取消、选择照明灯、警示灯亮灭等功能，还可以用于后期进行扩展功能设计的使用。虽然设计16个按键,在硬件上的制作比较麻烦，但是控制起来比较简单。方案二：采用复合式按键,即一键多用。根据设计的要求，使用５个按键即可完成全部的功能。由于需要预置气压的比较值,将其中两个按键用于数字输入即一个用作数字加,一个用作数字减;一个为功能键(确定、取消),一个用作夜间照明的灯控开关,最后一个作为的复位键.在软件设计上和使用都比较麻烦，但相对而言节省硬件资源。要做一件产口虽然要考虑到成本和使用的方便，同时也为了节省时间和对硬件资源的维护。因此,我们采用第一种方案，这样控制起来比较简单和方便。６.２电路设计和分析本设计采用４×４的矩阵键盘，它是每个按键按行列式的形式排列，每一行４个键共用一根I/O口线，每一列4个键也共用一根I/O口线，其电路图如图6—1所示。图6—１４＊４按键电路图这样就达到了减少Ｉ/O口线的效果，但编程时需要来回扫描。矩阵键盘的编程方法采用线反转法，其基本思想如下：１、判断是否有键按下:如果都没键按下,则列线上输出都是高电平；如果有键按下，则列线上肯定会输出低电平。单片机只要检测到列线上不全为高电平，则说明有键按下。2、去抖动：由于在按下某个键时，被按键的弹簧片总会有轻微的抖动，且这种抖动常常会持续10mｓ左右，为了避免单片机误判，就在程序中加入延时程序即消抖后，再进行下一步的行扫描读取坐标。３、按键坐标读取：轮流地对每一条行线输入低电平，其余的为高电平，然后单片机再读取列线上的输出值，如果输出值都为高，表示按键不在这一行上，再进行下一行的扫描.遇到输出值不全为高时,计下此刻的行值和列值输出值。再继续扫描完全部行线，因为有可能发现窜键的情况,通常确定最后被放开的按键为真正的按键。4、求键值;读出了按键的行值和列值后，就用（行号×4＋列号）这一公式计算该键的键值。6．３键盘模块的软件设计按键的控制是使用单片机的定时器T0对按键进行５０ｍｓ的定时扫描控制。如果有按键按下就进入相应的模块程序.其主体程序［6］如下: P０＝０xｆ0;ﻩif((P0＆0ｘf0）！=０xf０） ｛ ﻩP0＝０xｆe； sｗｉｔｃｈ(P0＆0ｘf０)ﻩ {ﻩ ﻩcaｓe0ｘe0：whilｅ（（Ｐ0＆０xf0）！=0xf0)；return（1）； ﻩｃaｓｅ0xd0:whiｌe（(Ｐ0＆0ｘf０）！=0xf０)；reｔuｒn（４)； ﻩｃase０xb0：ｗhｉｌe（（Ｐ０＆0ｘf0）!=０xｆ０）;returｎ(7）;ﻩﻩ case0ｘ70:whｉlｅ（(Ｐ０＆０xf０)!=0xｆ0）;rｅｔｕｒn(’＃’）; ﻩdefaｕlｔ：break;ﻩ }ﻩ}我们用的是单片机的P0口，再外接4个4．７Ｋ的上拉电阻,因为P0口硬件里没有接上拉电阻,为了保证单片机系统的稳定性,即使用别的ＩＯ口也要用要上接上拉电阻,因为单片机的IO口如果直接外接会有电流流过单片机会使单片机上的电流过大，影响单片机的寿命.7、报警模块的设计为了使设计更加全面，我们设计了照明报警模块。在该系统运行中，当我们第一次按下控制灯的按钮后，灯不工作，灯为熄灭状态;当第二次按下此键时,灯开始正常工作，这时灯可以作为照明灯使用；当第三次按下时,灯开始闪烁，发出警示信号。其软件设计已融合在按键控制程序中,在此不给出单独的程序。8、总结在刚调试硬件之初，我们犯了两个不该(但也是最重要的)出现的错误,一个是忘了把单片机的EA端口上拉到高电平，这样使得单片机无法正常的工作。另一个就是在做复位电路PROTEＬ板子的时候，把电源线和地线接反了,从而导致单片机的复位脚一直处于高电平的复位状态。虽然是最基本的知识，但是做的时候却把它遗漏了。由此看来心细是做任何事情必须具备的素质,当然这也说明了理论与实践必须结合在一起，仅仅学习理论知识是远远不够的。在最小系统搭起来之后，我们就外接按键和LＣD1６0２，这部分还算是比较成功的。一次性完成，而且LCD显示的效果还不错。这是我们做这个设计最顺利的一部分。在之后的AD和DA调试时还是走了不少的弯路，由于没能够把硬件的电机和气压传感器买回来，在最初的硬件调试只能是用电位器和LＥD