基于at89c51单片机键盘控制动态显示器设计

基于at89c51单片机键盘控制动态显示器设计内容摘要：

之 7 分，串行 I/O 口一次只能传送一位二进制信息，并行 I/O 口一次可以传送一组二进制信息。 （ 1） 并行 I/O 端口 8051 有 4 个 8 位的 I/O 端口（ P0、 P P2 和 P3），在这四个并行 I/O 端口中，每个端口都有双向 I/O 口功能，即 CPU 既可以从四个并行 I/O 端口中的任何一个输出数据，又可以从那里输入数据。 每个 I/O端口内部都有一个 8位数据输出锁存器和一个 8 位数据输入缓冲器，四个数据输出锁存器和端口号 P0、 PP P3 同名，皆为特殊功能寄存器 SFR 中的一个。 因此， CPU 数据从并行 I/O端口输入时可以得到琐存，数据输入时可以得到缓冲。 （ 2） 串行 I/O 端口 8051 有一个全双工的串行口，实现单片机和其它设备之间的串行数据传送。 计算机中的中断是指 CPU 暂停原程序执行转而为外部设备服务，并在服务完后到原程序执行的过程。 中断系统是指能够处理上述中断过程所需要的那部分电路。 MCS51 单片机内部有时钟电路，但石英晶体和微调电容需外接。 时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列，系统的晶振频率一般 为 6MHZ 或 12MHZ。 MCS51 单片机引脚及其功能 MCS51单片机共有 40个信号引脚 ,有双列直插式封装和方型封装 (44个引脚 ,其中 4个引脚不用 )两种封装方式 ,下面以标准的 40 引脚双列直插式集成电路芯片 (8051)为例介绍引脚及其功能 . 1 电源引脚 VCC(40 脚 ):电源端 ,为 +5V。 VSS(20 脚 ):接地端。 2 时钟电路引脚 XTAL2（ 18 脚）：接外部晶体和微调电容的一端，是单片机内部震荡电路反相放大器的输出端，其震荡频率为晶体固有频率。 若采用外部时钟电路时，该引脚输入外 部时钟脉冲。 XTAL1（ 19 脚）：接外部晶体和微调电容的另一端，是单片机内部震荡电路反相放大器的输入端。 在采用外部时钟时，该引脚必须接地。 3 控制信号引脚 RST（ 9脚）： RST是复位信号输入端，高电平有效。 当 RST引脚保持两个机器周期（ 24个时钟震荡周期）的高电平时，就可以完成复位操作。 RST 引脚的地二功能是备用电源的输入端，当主电源发生故障，降低到规定的低电平时， +5V电源自动接入 RST 端，为系统提供备用电源，保证复位后能继续正常运行。 ALE（ 30 脚）：地址锁存允许信号端。 当系统正常工作后 ， ALE 引脚不断输出脉冲信号， CPU 访问片外存储器时， ALE输出信号做为锁存低 8位地址的控制信号。 ALE 端负载驱动能力为 8个 LS型 TTL 负载。 此引脚的第二个功能 PROG 在对片内带有 4KB EPROM 的 8751 写入编程（固化程序）时，作为编程脉冲输入端。 PSEN（ 29 脚）：程序存储允许输出信号端。 在访问片外程序存储器时，此引 8 脚定时输出脉冲作为片外程序存储器的选通信号。 PSEN 端同样可驱动 8个 LS型TTL 负载。 EA（ 31脚）：外部程序存储器地址选通信号端。 当 EA 引脚接高电平时， CPU 访问片内程序存储器，当 PC（程序计数器）值超过 0FFFH（ 4KB）时，将自动转去访问片外程序存储器。 当 EA 引脚接低电平时， CPU 访问外部程序存储器。 对于片内程序存储器的8031 等，需外扩 EPROM。 /输出端口 P0 端口（ ~， 39~32 脚） P1 端口（ ~， 1~8 脚） P2 端口（ ~P27， 21~28 脚） P3 端口（ ~， 10~17 脚） 键盘部分： 1．键盘输入原理： 当所设置的功能或数字键按下时 ，计算机应用系统应该完成按键所设定的功能。 键的相信输入是与软件结构密切相关的过程。 对于一个讲盘，总有一个接口电路与 CPU 相连。 CPU可以采用查询中断的方式了解有无键输入并检查是哪一个键按下。 将键号送入累加器 A，然后通过数据指令转入执行该键的功能程序，执行完后又转回到原始状态。 2．键盘消抖： 由于弹性作用，机械触点在键闭合及断开时会产生抖动，使键输入电压也产生抖动。 为了让系统认定键的一次键输入处理，必须进行消抖。 消抖有硬件消抖和软件消抖两种方法。 其中硬件消抖包括双稳态消抖和滤波消抖。 在第一次检测到有键按 下时，执行一段延时 10ms 的子程序后，再确认键电平是否保持闭合状态，电平如果保持闭合状态，则确认真正有键按下，从而消除了抖动的影响。 LED 显示器简介 LED 是发光二极管的缩写， LED显示器由若干个发光二极管构成的，当发光二极管导通时，显示对应的字符。 LED 显示器由于结构简、单价格便宜、体积小、宽度高、电压低、可靠性高、寿命长、响应速度快、颜色鲜艳（有红、黄、绿、蓝等）、配置灵活、与单片机接口方便而得到广泛使用。 LED 显示器由 7个发光二极管组成，也成为 7段显示器，排列形状如图 a所示。 LED 显示 器还有一个圆点型的发光二极管，用于显示小数点，有时也成为 8段 LED 显示器。 LED 显示器的发光二极管有共阴极和共阳极两种接法。 共阴极接法，各发光二极管的阴极连在一起并接地，当某一发光二极管的阳极输入高电平时，则该段发光；图 b为共阳极接法，各发光二极管的阳极连在一起并接 +5V，当阴极输入低电平时，该段发光二极管发光。 9 （ a） (b) 图（ ） 本次设计采用 LED 动态显示方式，所谓动态显示是一位一位轮流点亮 每位显示器，在同一时刻只有一位显示器在工作（点亮），但由于人眼的视觉暂留效应和发光二极管熄灭时的余辉，将出现多个字符“同时”显示的现象。 为了实现 LED 显示器的动态显示，通常将所有位的字型控制线并联在一起，由一个 8 位 I/O 接控制，将每一位 LED 显示器是字位控制线分别由相应的 I/O接口控制，实现各位的分时选通。 电路 工作过程： 本电路采用的是 8051 单片机，八位 LED 显示数码管，故采用 LED 显示器的动态显示方式（为了简化电路）。 P0 口输出段码数据， ~ 口作为扫描输出，P1 口为输入口。 P2 口控制位。 为了给 LED 数码管提供足够的驱动电流，用三极管 9012 作电源的驱动输出。 SET 为复位操作键 ,在此接 10UF 电解电容，按键开关和 10K 电阻，实现复位操作。 外接晶体引脚 XTAL1 和 XTAL2 分别接石英晶体6MHz 两端，再并联 2个 30Pf 电容接地，它是单片机的反相放大器的输入和输出端，构成了片内振荡器。 访问片内程序存储器的控制信号时需在 EA/VP 上接上 +5V电源，因为当它为高电平时，单片机访问片内程序存储器 4KB。 abfgedc.e d GND c dpdpg f GND a bR 8 10 第三章 硬件设计分析 硬件框图 图（ ） 由 P1 口输入信号，通过位控制电路控制起显示的位置并对应显示于8 位 LED 显示器上。 电路原理图 原理图 见图。 图中 P1口作为输入端，输入信号后通过键盘扫描得到相关信号传入单片机。 P1口作为位控制端口，其控制数字显示的位置应从左到右依次显示。 最后送入 8位显示器，显示输入所对应的键值。 复位电路 单 片 机 8位 LED显示器 输入电路 位 控 制 电 路 时钟电路 11 123456ABCD654321D C B ATitleNumberRevisionSizeBDate:19May2007Sheet of File:H:\程颖\C\CYS\MyDesign.ddbDrawn By:EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T1。