2.1系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)方案

2.1.1控制部分的選擇方案與論證

2.1.2 顯示電路模塊的選擇方案與論證

2.1.3輸入電路模塊的選擇方案與論證

2.2電路設(shè)計(jì)最終方案

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)硬件原理圖

3.2主芯片模塊

3.2.1 AT89C51芯片引腳

3.2.2晶振和復(fù)位電路模塊

3.3顯示電路模塊

3.3.1 1602LCD簡介

3.3.2 1602LCD的RAM地址映射及標(biāo)準(zhǔn)字庫表

3.3.3 1602LCD的一般初始化過程

3.4矩陣鍵盤輸入電路模塊

3.4.1矩陣鍵盤的基本結(jié)構(gòu)

3.4.2矩陣鍵盤的按鍵識別方法

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

4.1 程序設(shè)計(jì)整體思路

4.2.主要功能模塊設(shè)計(jì)

4.2.1 鍵盤掃描模塊設(shè)計(jì)

4.2.2 LCD顯示模塊設(shè)計(jì)

5 系統(tǒng)仿真與調(diào)試

5.1系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境

5.2 系統(tǒng)仿真說明

5.2.1 KEILC調(diào)試

5.2.2 Proteus調(diào)試

5.2.3 Proteus與Keilc聯(lián)調(diào)實(shí)現(xiàn)電路仿真

總  結(jié)

致  謝

參考文獻(xiàn)

附件1 源程序代碼

附件2 電話撥號系統(tǒng)電路原理圖

    方案一：用可編程邏輯器件設(shè)計(jì)

可采用PLD器件，設(shè)計(jì)起來結(jié)構(gòu)清晰，各個(gè)模塊從硬件上設(shè)計(jì)起來相對簡單，控制與顯示的模塊間連接也會比較方便。但是考慮到本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，EDA在能夠擴(kuò)展上比較受局限，占用的資源也多。從成本上講，可編程邏輯器件價(jià)格比較高。

LCD由于其顯示清晰，顯示內(nèi)容豐富，顯示信息量大，使用方便，顯示快速而得到了廣泛的應(yīng)用。

對于此系統(tǒng)本設(shè)計(jì)選用的LCD液晶能夠顯示英語字母和數(shù)字，能夠很好的滿足顯示要求，因此本設(shè)計(jì)選擇了此方案。

鍵盤用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)和控制命令的輸入，鍵盤輸入也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用最廣泛的一種輸入方式。鍵盤輸入的主要對象是各種按鍵或開關(guān)。這些按健或者開關(guān)可以獨(dú)立使用,也可以組合成鍵陣使用。單片機(jī)中常用的按鍵式鍵盤可以分為兩類：獨(dú)立連接式和行列式。每類按譯碼方式的不同又分為編碼式和非編碼式兩種。單片機(jī)中一般使用的都是用軟件來識別和產(chǎn)生鍵代碼的非編碼鍵盤。行列式鍵盤的編碼方式有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種。靜態(tài)接口主要由一個(gè)行編碼器和一個(gè)列編碼器構(gòu)成；動(dòng)態(tài)接口可采用計(jì)數(shù)器，譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器構(gòu)成。這兩種鍵盤由硬件完成鍵的辨碼任務(wù)。一般在小型儀器儀表和控制系統(tǒng)中，使用較多的是行列式和獨(dú)立式的非編碼鍵盤；如果系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)多鍵同時(shí)按下的處理，則用非編碼獨(dú)立方式較為合適。

    方案一：采用獨(dú)立式按鍵電路

獨(dú)立式按鍵電路每個(gè)按鍵單獨(dú)占有一根I/O接口線, 每個(gè)I/O口的工作狀態(tài)互不影響，此類鍵盤采用端口直接掃描方式。缺點(diǎn)為當(dāng)按鍵較多時(shí)占用單片機(jī)的I/O口數(shù)目較多，優(yōu)點(diǎn)為電路設(shè)計(jì)簡單，且編程相對比較容易。

    方案二：采用矩陣式鍵盤電路

矩陣式鍵盤為4*3矩陣式行列掃描，雖然軟件較為復(fù)雜，但是當(dāng)按鍵較多時(shí)可降低占用單片機(jī)的I/O口數(shù)目。

對于本系統(tǒng)，由于按鍵數(shù)目多，故采用方案二。

本系統(tǒng)包括主芯片模塊、顯示電路模塊、鍵盤輸入模塊、晶振和復(fù)位電路模塊。綜上各方案所述，確定最終設(shè)計(jì)方案為：采用單片機(jī)作為主控芯片，1602LCD液晶作為顯示部分，矩陣式按鍵作為鍵盤輸入模塊。

    將電話撥號鍵盤上所撥號碼顯示在1602液晶屏上的電路如圖3.1所示。

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圖3.1系統(tǒng)硬件原理圖

    AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory ）的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。如圖3.2所示。

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圖3.2 AT89C51芯片引腳圖

管腳說明

VCC：供電電壓。

GND：接地。

P0口：P0口為一個(gè)8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。

P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。

P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號。

P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口,如表3.1所示。

    P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。

RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。

ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí),ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。

/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。

/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。

XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。

XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。

    （1）復(fù)位電路

單片機(jī)需要復(fù)位以后才能正常工作，復(fù)位的目的就是使單片機(jī)處于一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，在這個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，程序?qū)䦶腃51的main（）主函數(shù)的第一條語句開始執(zhí)行。復(fù)位工作是一個(gè)純硬件的工作，一般是在上電開始幾毫秒內(nèi)執(zhí)行完畢。

復(fù)位的過程很簡單，在電源剛剛合上時(shí)，電流經(jīng)過電阻對電解電容器充電，這樣在電阻上就形成一個(gè)電壓，對于單片機(jī)來說，這個(gè)電壓就是復(fù)位電壓。經(jīng)過若干毫秒以后，電解電容器被充滿電，這時(shí)電阻就沒有電流流過，電阻兩端也就沒有電壓，單片機(jī)的復(fù)位腳電壓恢復(fù)為0，復(fù)位工作結(jié)束，單片機(jī)開始工作。晶振和復(fù)位電路模塊是系統(tǒng)中很重要的一部分，如圖3.3所示。

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圖3.3 晶振和復(fù)位電路

   （2）晶振電路

  在AT89C51單片機(jī)內(nèi)部有一振蕩電路，只要在單片機(jī)的XTAL1和XTAL2引腳外接晶振，就改成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號。

如圖3.3所示，單片機(jī)工作的時(shí)間基準(zhǔn)是由時(shí)鐘電路提供的。在單片機(jī)的XTAL1和XTAL2兩個(gè)引腳間，接一個(gè)晶振及兩只電容就構(gòu)成了時(shí)鐘電路。

電路中的器件可以通過計(jì)算和實(shí)驗(yàn)確定，也可以參考一些典型電路參數(shù)。電路中，電容器C1和C2對晶振器頻率有微調(diào)作用，通常取值范圍30+10pF；石英晶體選擇6MHZ或12MHZ都可以。其結(jié)果只是機(jī)器周期時(shí)間不同，影響計(jì)算器的計(jì)數(shù)初值。

本設(shè)計(jì)中重點(diǎn)部分是基于單片機(jī)系統(tǒng)的液晶顯示部分。液晶顯示模塊是一種將液晶顯示器件、連接件、集成電路、PCB線路板、背光源、結(jié)構(gòu)件裝配在一起的組件，英文名叫“LCD Module”, 簡稱“LCM”，中文一般為“液晶顯示模塊”。在單片機(jī)系統(tǒng)中使用液晶顯示模塊作為輸出有以下優(yōu)點(diǎn)：顯示資料高、數(shù)字式接口、功率消耗小、電路中的應(yīng)用。

工業(yè)字符型液晶能夠同時(shí)顯示16*2即32個(gè)字,（16列2行）1602字符型LCD通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來的兩條是背光電源線。 一般1602字符型液晶顯示器實(shí)物如圖3.4所示。

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圖3.4 1602LCD的實(shí)物圖

1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，應(yīng)用中并無差別。

1602LCD原件顯示原理如圖3.5所示。

1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表3.2所示。

表3.2 引腳接口說明表

第1腳：VSS為地電源。

第2腳：VDD接5V正電源。

第3腳：VEE為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地時(shí)對比度最高，對比度過高時(shí)會產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對比度。

第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。

第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。

第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。

第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。

第15腳：背光源正極。

第16腳：背光源負(fù)極。

1602LCD的控制命令表如表3.3所示。

表3.3 控制命令表

1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為低電平）

指令1：清顯示，指令碼01H, 光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。

指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。

指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 S: 屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。

指令4：顯示開關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。

指令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。

指令6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5x10的點(diǎn)陣字符。

指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。

指令8：DDRAM地址設(shè)置。

指令9：讀忙信號和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。

指令10：寫數(shù)據(jù)。

指令11：讀數(shù)據(jù)。

液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖3.6是1602的內(nèi)部顯示地址。

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圖3.6 1602LCD內(nèi)部顯示地址

例如第二行第一個(gè)字符的地址是40H，那么是否直接寫入40H就可以將光標(biāo)定位在第二行第一個(gè)字符的位置呢？這樣不行，因?yàn)閷懭腼@示地址時(shí)要求最高位D7恒定為高電平1所以實(shí)際寫入的數(shù)據(jù)應(yīng)該是01000000B（40H）+10000000B (80H) =11000000B (C0H) 。

在對液晶模塊的初始化中要先設(shè)置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時(shí)光標(biāo)是自動(dòng)右移的，無需人工干預(yù)。每次輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM）已經(jīng)存儲了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。其中字符代碼與字符圖形對應(yīng)關(guān)系如圖3.7所示。

圖3.7字符代碼與字符圖形對應(yīng)關(guān)系

延時(shí)15mS

寫指令38H（不檢測忙信號）

延時(shí)5mS

寫指令38H（不檢測忙信號）

延時(shí)5mS

寫指令38H（不檢測忙信號）

以后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測忙信號

寫指令38H：顯示模式設(shè)置

寫指令08H：顯示關(guān)閉

寫指令01H：顯示清屏

寫指令06H：顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置

寫指令0CH：顯示開及光標(biāo)設(shè)置

矩陣鍵盤中的鍵實(shí)際上就是一個(gè)機(jī)械開關(guān)，位于行線和列線的交點(diǎn)處，圖3.8所示為本設(shè)計(jì)中使用的4行×3列的12鍵矩陣鍵盤，當(dāng)鍵被按下時(shí)，其交點(diǎn)的行線和列線接通，使相應(yīng)行線或列線上的電平發(fā)生變化，根據(jù)電平變化情況確定被按下的鍵。              

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圖3.8鍵盤排列圖                                                  

常用的鍵盤識別方法有：行掃描法，線翻轉(zhuǎn)法和利用8279鍵盤接口的中斷法。前兩種方法相當(dāng)于查詢法，需要反復(fù)查詢按鍵的狀態(tài)，會占用大量的CPU時(shí)間。后一種方法在有鍵按下時(shí)向CPU申請中斷，平時(shí)并不需要占用CPU時(shí)間。在本系統(tǒng)中，完全可以不使用中斷法完成鍵盤接口，這是由系統(tǒng)的特殊性決定的。首先，對于本系統(tǒng)而言，要實(shí)現(xiàn)便攜式的設(shè)計(jì)，硬件電路使用的器件越少越好。其次，被測信號由外中斷引腳輸入，未占用單片機(jī)4個(gè)并行I/O口中的任何一個(gè)，系統(tǒng)有足夠的資源利用自身I/O 口完成接口。最后，只有當(dāng)傳感器輸出信號頻率為空載頻率，系統(tǒng)處于空閑待測的狀態(tài)下，才允許鍵盤輸入，因此鍵盤識別占用的CPU時(shí)間不會對系統(tǒng)正常工作造成影響。因此直接利用單片機(jī)并行接口完成鍵盤的接口，采用行掃描法進(jìn)行鍵盤識別。

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行掃描法又稱為逐行（或列）掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識別方法，如圖3.9所示鍵盤。

圖3.9鍵盤原理圖

（1）判斷鍵盤上是否有鍵閉合

將全部行線置低電平，然后檢測列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個(gè)按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。

（2）去除鍵的機(jī)械抖動(dòng)

為保證鍵的正確識別，需要進(jìn)行去抖動(dòng)處理。其方法是得知鍵盤上有鍵閉合后延遲一段時(shí)間，再判別鍵盤的狀態(tài)，若仍有鍵閉合，則認(rèn)為鍵盤上有一個(gè)鍵處于穩(wěn)定的閉合期，否則認(rèn)為是鍵的抖動(dòng)或者是干擾。

（3）確定閉合鍵的物理位置

在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過程。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時(shí)，其它線為高電平。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。

（4）得到閉合鍵的編號

在得到閉合鍵的物理位置的基礎(chǔ)上，根據(jù)給定的按鍵編號規(guī)律，計(jì)算得出閉合鍵的編號。

（5）確保CPU對鍵的一次閉合僅做一次處理

為實(shí)現(xiàn)這一功能，可以采用等待閉合鍵釋放以后在處理的方法。

C51單片機(jī)可以應(yīng)用匯編語言和C語言進(jìn)行編程。匯編語言與機(jī)器指令一一對應(yīng)，所以用匯編語言編寫的程序在單片機(jī)里運(yùn)行起來效率較高，但可移植性差。C語言程序可讀性高，也便于移植到其它系統(tǒng)中，故本次設(shè)計(jì)使用C語言編程。

本設(shè)計(jì)是由單片機(jī)控制的LCD顯示系統(tǒng)，另外鍵盤來控制顯示的方式。

用P3口作為鍵盤的輸入端，對于按鍵的識別方式可以是中斷也可以是查詢，在此設(shè)計(jì)中所選用的是行掃描法進(jìn)行鍵盤識別。

用P0口作為LCD的顯示控制端，由于此LCD的顯示屏被分為了兩部分，所以應(yīng)該對LCD顯示位置進(jìn)行設(shè)置。由此LCD的顯示時(shí)序可知，在顯示過程中還需要一定的延時(shí)并且在顯示前需將一些特定的控制端置相應(yīng)的電平，所以還需要一個(gè)適當(dāng)?shù)难訒r(shí)子程序以及輸入數(shù)據(jù)前的準(zhǔn)備程序。除了這些外，還應(yīng)寫一個(gè)初始化程序，用來對LCD進(jìn)行初始化設(shè)置。

最后就是主函數(shù)，它的主要功能就是判斷鍵盤上是否有按鍵閉合，若有按鍵閉合，然后根據(jù)按下的是哪一個(gè)鍵來執(zhí)行相應(yīng)的程序，選擇相應(yīng)的顯示方式。系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)框圖如圖4.1所示。

    系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)流程圖如圖4.2，其源代碼見附件1。

圖片見附件
圖4.2 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)流程圖

    系統(tǒng)第一次上電后，先進(jìn)行初始化，初始化LCD模塊，設(shè)置LCD中各個(gè)部分的顯示內(nèi)容，然后進(jìn)行鍵盤掃描，獲取按鍵，以及根據(jù)各按鍵的不同執(zhí)行相應(yīng)的操作，最后等待釋放，釋放之后再進(jìn)行鍵盤掃描，循環(huán)以上操作。

鍵盤上有很多鍵，每一個(gè)鍵對應(yīng)一個(gè)鍵碼，以便根據(jù)鍵碼轉(zhuǎn)到相應(yīng)的鍵處理子程序，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入和命令處理的功能。

鍵盤掃描子程序設(shè)計(jì)流程圖如圖4.3所示，其源代碼見附件1。

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2017-6-5 19:03 上傳

下面給出一個(gè)具體的例子解釋圖4.3的流程。

如圖3.2所示，AT89C51單片機(jī)的P3口用作鍵盤I/O口，鍵盤的列線接到P3口的低4位，鍵盤的行線接到P3口的高4位。列線P3.0-P3.3分別接有4個(gè)上拉電阻到正電源+5V，并把列線P3.0-P3.3設(shè)置為輸入線，行線P3.4-P3.7設(shè)置為輸出線。4根行線和4根列線形成16個(gè)相交點(diǎn)。

（1）檢測當(dāng)前是否有鍵被按下。檢測的方法是P3.4-P3.7輸出全“0”，讀取P3.0-P3.3的狀態(tài)，若P3.0-P3.3為全“1”，則無鍵閉合，否則有鍵閉合。

（2）去除鍵抖動(dòng)。當(dāng)檢測到有鍵按下后，延時(shí)一段時(shí)間再做下一步的檢測判斷。

（3）若有鍵被按下，應(yīng)識別出是哪一個(gè)鍵閉合。方法是對鍵盤的行線進(jìn)行掃描。P3.4-P3.7按下述4種組合依次輸出如表 4.1所示。

表4.1 鍵盤掃描

   （4）在每組行輸出時(shí)讀取P3.0-P3.3，若全為“1”，則表示為“0”這一行沒有鍵閉合，否則有鍵閉合。由此得到閉合鍵的行值和列值，然后可采用計(jì)算法或查表法將閉合鍵的行值和列值轉(zhuǎn)換成所定義的鍵值。鍵盤掃描主要代碼如下：

uchar GetKey ()

              {

                uchar i, j, k = 0;

                uchar KeyScanCode [] = {0xEF, 0xDF, 0xBF, 0x7F}; //鍵盤掃描碼

                uchar KeyCodeTable[] ={0xEE,0xED,0xEB,0xDE,0xDD,0xDB,

0xBE,0xBD,0xBB,0x7E,0x7D,0x7B}; //鍵盤特征碼

                P3 = 0x0F;//掃描鍵盤獲取按鍵序號

              if (P3! = 0x0F)  DelayMS(20);//延時(shí)去機(jī)械抖動(dòng)

    if (P3! = 0x0F)

                {

                            for (i = 0; i< 4;i++)

                            {  P3 = KeyScanCode;

                                          for (j = 0;j < 3;j++)

                                          {  k = i * 3 + j;

                                                        if (P3 == KeyCodeTable[k]) return k;}

                            }

                }

                else return 0xFF;

              }

//--------------------------------------------------------------------

LCD LM016L的顯示函數(shù)很簡單，只要按照時(shí)序圖操作，結(jié)合相關(guān)指令集，寫好LCD初始化程序，清屏程序，寫指令程序，寫數(shù)據(jù)程序，讀數(shù)據(jù)程序等一系列驅(qū)動(dòng)程序，可完成LCD的所有顯示需要。在本設(shè)計(jì)中，由于要顯示的內(nèi)容比較多，且有些需重復(fù)顯示，有些只要顯示一次，故只畫液晶顯示的基本流程。

LCD顯示模塊流程如圖4.4所示，其源代碼見附件1。

  （1）本系統(tǒng)的硬件電路是在Proteus電路仿真軟件上運(yùn)行的。

  （2）本系統(tǒng)的軟件是在 Keil uVision3 上編譯運(yùn)行的。

  （3）通過Proteus與Keil連調(diào)實(shí)現(xiàn)電路仿真。

打開Keil新建工程文件，然后添加源程序文件，保存時(shí)把文件后綴名改成“.c”，再直接導(dǎo)入新建的工程中。

把源程序全部錄入后，先粗略的檢查一遍，主要改正明顯的各種錯(cuò)誤，這樣可以減少之后的修改工作量。接著Options for Target “Target 1” ，點(diǎn)擊Output ，勾選Create Hex 那個(gè)選項(xiàng)，一邊生成可執(zhí)行的文件。然后點(diǎn)擊Project菜單下的Built Target命令然后再進(jìn)行編譯、連接，形成目標(biāo)文件。編譯、連接用Project菜單下的Built Target命令（或快捷鍵F7），也可以直接點(diǎn)擊工具欄中相對應(yīng)的圖標(biāo)。.

編譯、連接時(shí)，如果程序存在語法有錯(cuò)，則不會通過編譯，并在下面的信息窗口給出相應(yīng)的出錯(cuò)提示信息，其中錯(cuò)誤是一定得改正的，警告可以忽略。雙擊下面顯示錯(cuò)誤信息的那一行，可以直接定位錯(cuò)誤所在的行，用戶可以方便的對程序進(jìn)行修改。修改后再編譯、連接，繼續(xù)進(jìn)行調(diào)試，這個(gè)過程可能會重復(fù)多次。如果沒有任何語法上的錯(cuò)誤，則編譯、連接成功，并且信息窗口給出提示信息。

在Proteus軟件中先從元件庫中加載要使用的那些元件，然后把元件放在圖紙上一個(gè)一個(gè)的接線，盡量不讓線交錯(cuò)，便于查看、分析，有必要時(shí)，使用接線標(biāo)號法，完成所有元器件的接線。

在Proteus中雙擊AT89C51，在彈出的窗口中Program File后面選擇在Keil中生成的以“.hex”為后綴名的文件，為單片機(jī)添加可執(zhí)行文件。然后點(diǎn)擊左下角的相關(guān)圖標(biāo)，開始進(jìn)行仿真。

仿真運(yùn)行結(jié)果如下圖5.1所示。

隨著IT行業(yè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的固定電話已漸漸不能滿足人們?nèi)粘５耐ㄐ判枨�，而更智能、更人性化、微小型、多元化的電子產(chǎn)品成為了現(xiàn)代化電子產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展方向。本系統(tǒng)就是基于這樣一個(gè)背景下開始設(shè)計(jì)的。系統(tǒng)以AT89C51芯片作為主控模塊，鍵盤作為輸入電路模塊，1602LCD作為顯示電路模塊，實(shí)現(xiàn)了以下功能如下：

（1）系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)將所按下的鍵盤顯示在液晶屏上；

（2）電話號碼鍵盤上的“*”鍵能夠?qū)崿F(xiàn)退格功能；

（3）電話號碼鍵盤上的“#”鍵能夠?qū)崿F(xiàn)清除功能；

（4）每按下一個(gè)鍵盤能夠發(fā)出聲音；

通過此次設(shè)計(jì)本人在各方面有了一定的提高。

首先，通過這次設(shè)計(jì)，我不僅對理論有了更深一步的認(rèn)識，增強(qiáng)了和外界技術(shù)的溝通，還培養(yǎng)了自學(xué)能力和分析解決問題的能力，更重要的是，培養(yǎng)了克服困難的勇氣和信心。

其次，培養(yǎng)了自己的市場觀念。一個(gè)商品是否能夠搶占市場，除了必須的功能和質(zhì)量要求外，其價(jià)格是最大的競爭優(yōu)勢。如何在保證質(zhì)量和完成同等功能的情況下，把產(chǎn)品的成本降到最低。是每個(gè)設(shè)計(jì)人員在作出方案時(shí)首要考慮的因素。

此次設(shè)計(jì)不僅鍛煉了我們理論和實(shí)踐相結(jié)合的綜合能力，還使得我對專業(yè)有了更深一步的了解，鞏固了我們所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，提高了我們解決實(shí)際工程問題的能力，同時(shí)也提高我們查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊、設(shè)計(jì)規(guī)范的動(dòng)手能力，通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志力，抗壓能力也都得到了不同程度的提升。這正是我們進(jìn)行設(shè)計(jì)的目的所在。

“團(tuán)結(jié)、合作、謙虛”這三個(gè)詞我的體會也比較深。做任何事包括做實(shí)驗(yàn)都不是孤立的，不是你“閉門造車”，而是一個(gè)需要和他人交往的過程。這就要求我們要團(tuán)結(jié)，要有合作精神，要注意和他人的溝通，要謙虛，不懂就問所謂“知之為知之，不知為不知”。

總之，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作和文檔完成的過程中，我體會到的是實(shí)驗(yàn)的艱辛和收獲的充實(shí)，感受到的是一種堅(jiān)持不懈、契而不舍的科研精神。對我以后的深造學(xué)習(xí)有重要的意義。

設(shè)計(jì)即將完成之際，我特別想借此機(jī)會感謝一下賈老師。賈老師在百忙之中抽出時(shí)間，從方案的論證、資料的查閱、電路的設(shè)計(jì)、調(diào)試、文檔的撰寫、修改，都進(jìn)行了一絲不茍的指導(dǎo)和嚴(yán)格的要求，她的悉心指導(dǎo)是我設(shè)計(jì)能如期完成的重要因素，在此我衷心的感謝賈老師給我提供的大量指導(dǎo)與幫助。

同時(shí)，在此我也非常感謝小組同學(xué)給我提供幫助。在設(shè)計(jì)過程中，我遇到的問題有很多，在編程上給了我很多指導(dǎo)，在他們的幫助下我才能完成整體程序的編制。可以說，本設(shè)計(jì)的順利完成，他們對我的幫助是不可忽視的。在此，我要向他們表示由衷的感謝。

最后，感謝學(xué)校三年來對我的培養(yǎng)與教育，感謝學(xué)院各級領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)老師對我三年來成長的關(guān)心與本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)。感謝所有在我完成本設(shè)計(jì)過程中給予我?guī)椭耐瑢W(xué)和朋友。也祝愿大家身體健康，工作順利，合家歡樂，萬事如意!

[1] 李朝青編著，單片機(jī)原理及接口技術(shù)．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006．

[3] 張毅剛編著，單片機(jī)原理極其應(yīng)用.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004．

[4] 趙建領(lǐng)編著，51系列單片機(jī)開發(fā)寶典.電子工業(yè)出版社，2007．

[5] 潘永雄編著，新編單片機(jī)原理與應(yīng)用.西安電子科技大學(xué)出版社，2003．

[6] 李國興、李偉編著，單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用技術(shù).北京大學(xué)出版社，2007．

[7] 劉瑞新編著，單片機(jī)原理及應(yīng)用教程.機(jī)械工業(yè)出版社，2003．

[8] 譚浩強(qiáng)編著，C程序設(shè)計(jì)（第二版） [M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 1999.12.

[9]楊居義編著，單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例教程.清華大學(xué)出版社，2010.8.

[10] 趙又新著，微機(jī)原理與接口技術(shù).中國電力出版社，2007.

[11] 韓曉東、李勇江等著，Protel 99 SE電路設(shè)計(jì)實(shí)用教程. 中國鐵道出版社，2008.

[12] 胡漢才，單片機(jī)原理及其接口技術(shù).清華大學(xué)出版社，2010.

[13] 陳忠平編著，51單片機(jī)C語言程序設(shè)計(jì)經(jīng)典實(shí)例. 電子工業(yè)出版社，2012.

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