单片机键盘显示接口电路设计.docx
- 文档编号:3063622
- 上传时间:2022-11-17
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:20.38KB
单片机键盘显示接口电路设计.docx
《单片机键盘显示接口电路设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《单片机键盘显示接口电路设计.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
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
学生姓名:
学号:
学院:
专业:
题目:
单片机键盘显示接口电路设计
指导教师:
沈小林职称:
副教授
2012年6月17日
1
中北大学
单片机及其接口技术
课程设计任务书
11/12学年第二学期
学院:
专业:
学生姓名:
学号:
课程设计题目:
单片机键盘显示接口电路设计
起迄日期:
6月11日~6月17日
课程设计地点:
中北大学
指导教师:
沈小林
系
主
任:
王忠庆
下达任务书日期:
2012年06月11日
2
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键盘及显示电路设计。
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:
4×4
(2)显示器:
8位LED七段数码管
2、设计内容
(1)设计键盘及显示地址译码电路、读写控制电路、显示驱动电路;
(2)选择LED七段显示器器件和必要译码控制器件;
(3)用PROTEL(或手工绘制)电原理图。
(4)写出设计总结报告。
设计报告主要内容包括:
设计目的与要求、系统技术指标或设计要求、设计方案、
有关参数计算,主要参考资料及心得体会等
3.设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕:
设计总结;原理图;结构框图;参考文献等。
3
课程设计任务书
4.主要参考文献:
要求按国标GB7714—87《文后参考文献著录规则》书写,例:
1傅承义,陈运泰,祁贵中.地球物理学基础.北京:
科学出版社,1985
参考资料不得少于10篇
5.设计成果形式及要求:
设计总结;系统电原理图;参考文献等。
6.工作计划及进度:
6月11日~6
月12日
调研、资料收集;
6月13日~6
月13日
确定设计方案(选择器件等);
6月14日~6
月15日
设计电路;
6月16日~6
月16日
撰写总结、设计报告答辩
系主任审查意见:
签字:
年月日
4
第一章、绪论
89C51是一种带4KB闪烁可编程可擦除只读存储器
(FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory)的低电压、高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL
的89C51是一种高效微控制器,89C2051是它的一种精简版本。
89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
在本次课程设计中,便采用89C51单片机。
第二章、设计内容
一、4×4键盘
原理:
4×4的矩阵键盘的连接原理图如图1。
+5V
10KΩ
89C51
输P1.0
出P1.1
端P1.2
口P1.3
(行扫描)
0
1
2
3
第0行
4
5
6
7
第1行
8
9
A
B
第2行
C
DE
F
第3行
P1.4P1.5P1.6P1.7
输入端口线
(读入检查)
图1
5
电路原理图见附图一
本次设计为4×4的矩阵键盘,这样的设计可以有效的减少键盘与单片机接口时所占用的I/O接口。
在这种非编码键盘的单片机系统中,键盘处理程序首先执行有无按键按下的程序段,当确认有按键按下后,下一步就要识别哪一个按键被按下,对键的识别常采用逐行(逐列)扫描的方法。
首先判断有无按键按下。
方法是:
向行线输出全扫描字00H,把
全部行线置为低电平,然后将列线的电平状态读入到累加器A中,
如果有按键按下,会使列线电平被拉至低电平,是列输入不全为1。
判断键盘哪一个键被按下。
方法是:
一次给行线送低电平,然后查所有列线状态,称为行扫描,如果全为1,则所按下键不在此行,如果不全为1,则所按下键必在此行,而且是在与零电平列线相交的交点上的那个键。
在此,按键的位置码并不等于按键的实际定义键值,因此还必须进行转换,即键值译码,本次设计中采用软件实现键值的译码,译码方式如下:
第0行键值为:
0行×4+列号(0~3)为0、1、2、3;
第1行键值为:
1行×4+列号(0~3)为4、5、6、7;
第2行键值为:
2行×4+列号(0~3)为8、9、A、B;
第3行键值为:
3行×4+列号(0~3)为C、D、E、F;译码程序如下:
MOVA,R0;取行号送A
6
MOVB,#04;每一行按键个数
MULAB;行号×按键数
ADDA,R2;R2中存放列号,行号×按键数+列号=键值,在A
中
键盘行扫描流程图如下:
开始
置所有的行为低电平
读取列的状态
N
列中有低电平吗
EKEY:
Y
延时20msRET
SKEY:
置行计数器=00H,列计数器=00H
置行输出扫描初始值为00H
SKEY1:
输出行的扫描字,置某一行为低
S123:
有一列键按下
YN
将行数+1扫描字左移一位读取列值
N
是最后一行吗
判断哪一行按下
Y
序列号
EKEY:
DKEY:
RET
调键值译码程序
7
图2
二、8位LED七段数码管显示
原理:
在显示电路中,需要使用到74LS48与74LS138两块集成芯片。
74LS48用作七段数码管数值显示译码器,将P0.0-P0.3输出的数值
BCD码译码后得到的段选码送给七段数码管,使得数码管能够正确显
示数值。
74LS138做选位段译码器,将P0.4-P0.6输出的位选BCD码
转化为二进制反码,进行选位。
在本次设计中,8为LED七段数码管均采用共阳极接法。
通过八
个非门对74LS138输出的电平进行取反,与74LS48共同实现共阳极
接法对七段LED数码管的显示驱动。
具体电路原理见附图二。
74LS48芯片的电路结构原理及引脚图:
引脚图中的大写字母A、
B、C、D为BCD码输入端,小写字母a、b、c、d、e、f、g为字型码
输出端,LT为灯测试输入端,RBI为消隐输入,RBO为消隐输出。
表
1为74LS48BCD-7段锁存/译码/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,将芯片的输入端引脚A、B、C、D与单片机的P0口相连接,该芯片的输出端七个管脚,与LED显示器的七个段码引脚相连接。
74LS48的作用是接受来自单片机的BCD码型的输入信号,经锁存、译码和放大后,输出七段字型码到LED显示器,完成对BCD码到七段字型码的锁存、译码和驱动的功能。
8
74LS48BCD-7段译码器输入/输出端信号对照表
输入端电平
输出端电平
显示
输出端电平
输出端电平
显示
DCBA
gfedcba
字型
DCBA
gfedcba
字型
0000
0111111(3FH)
0
0101
11010
11(6DH)
5
0001
000011
0(06H)
1
0110
11110
11(7DH)
6
0010
101101
1(5BH)
2
0111
00001
11(07H)
7
0011
1001111(4FH)
3
1000
11111
11(7FH)
8
0100
110011
0(66H)
4
1001
11011
11(6FH)
9
表1
74LS138为3线-8线译码器工作原理如下:
当一个选通端(G1)为高电平,另两个选通端(/(G2A)和/(G2B))
为低电平时,可将地址端(A、B、C)的二进制编码在一个对应的输
出端以低电平译出。
其输入输出真值表如表2.
9
表2
此电路可以实现静态与动态两种显示方式:
1、静态显示可实现一位显示。
既选位段选中一位,数据段输出数值,使得数码管显示数值。
静态显示器的亮度较高。
这种显示方式编程容易,管理也较简单,但占用I/O口线资源较多。
在显示位数较多的情况下,一般都采用动态显示方式。
2、动态显示可以实现八位同时显示不同数值。
段选码与位选码
没送入一次后延时1ms,因为人眼的视觉暂留时间为100ms,所以,
每次每次显示的时间不超过20ms,并保持一段时间,易造成视觉暂
留效果,给人看上去每个数码管总在亮。
这种方式称作软件扫描显示。
例如要显示“0123”,必须对P0口进行如下编辑:
MOVP0,#80H
LCALLDYI
MOVP1,#41H
LCALLDYI
MOVP1,#22H
LCALLDYI
MOVP1,#13H
LCALLDYI
10
第三章、课程设计心得体会
通过这次课程设计,让我了解了89C51在实际生活中的一些应
用,单片机键盘和LED电路的设计及工作原理。
让我在学习单片机理
论知识同时,让我明白了要在实际生活中学会应用,提高了我的动手
能力,要手脑并用。
本次设计是通过使用PROTEL软件来进行设计,
让我熟悉的掌握了此软件的基本操作。
本来有些遗忘的知识点通过查
参考资料,让我对旧的知识有所巩固,同时也明白了原来疑惑的地方。
让我的专业知识有一定的提高,且提高我的综合能力,以便在今后社
会生活中不但要学会运用所学的知识来解决实际问题,而且要不断的
提高自己的实际动手能力,从而有自己的一些经验去解决问题。
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,2009
11
2.薛小玲,刘志群,贾俊荣.单片机接口模块应用与开发实例详解.北京:
北京航天航空大学出版社,2010
3.谢振辉.改进式MCS-51单片机实验.北京:
科学出版社,2006
4.高伟.AT89单片机原理及其应用.北京:
国防工业出版社,2008
5.李北明,于铭.单片机原理与实践教程.哈尔滨:
哈尔滨工程大学出版社,2009
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 单片机 键盘 显示 接口 电路设计