單片機原理與應(yīng)用匯總十篇

時間：2022-12-25 21:11:21

序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇單片機原理與應(yīng)用范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

單片機原理與應(yīng)用

篇（1）

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）30-0123-02

An Exploration on the Teaching of the SCM Course

YU Lei， LIU Huai-yu

（Huaibei Normal University， Huaibei 235000， China）

Abstract： For the existing problems in teaching of SCM（single chip microcomputer） course and the need for innovative personnel training， some ideas and plans in Theory Teaching and Experiment Teaching are given. To establish teaching system of SCM， it takes the interest as the guide and the design as the main line， with the combination of theory and experiment for the purpose， it also takes the training of innovative ability and practical ability as the target.The result shows that it improves the students' professional ability and innovation ability with the new teaching system.

Key words： SCM； Proteus simulation； C51 language； virtual lab； innovative training

《單片機原理與應(yīng)用》是高等院校電子信息工程、通信工程、自動化、電氣控制等專業(yè)所開設(shè)的一門必修課。該課程綜合性、實踐性以及應(yīng)用性都很強，不僅要求學(xué)生掌握單片機及其相關(guān)知識，還要求學(xué)生具有單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的能力，對培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力具有重要的意義。然而，既讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識，又讓學(xué)生盡快地掌握設(shè)計技巧，這無疑是對學(xué)生能力和耐心的一個挑戰(zhàn)，在實際的教學(xué)過程中，一些學(xué)生反映該課程比較抽象難懂，從而導(dǎo)致部分學(xué)生“遇難而止”，失去了學(xué)習(xí)單片機的激情和興趣。

針對這個問題，我們從單片機理論教學(xué)和單片機實驗教學(xué)兩個方面進行了一些探索，這對學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實踐動手能力有了很大的提高。

1 單片機理論教學(xué)

理論教學(xué)是獲取專業(yè)知識的基礎(chǔ)和主要途徑，良好的教學(xué)氛圍不僅能使同學(xué)們輕松地掌握理論知識，還能提高同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣。

1.1 抓住學(xué)生的好奇心

好奇心往往是興趣培養(yǎng)的動力源泉，抓住學(xué)生的好奇心在提高學(xué)習(xí)興趣方面至關(guān)重要。如我在上第一節(jié)課時，沒有去過分地強調(diào)什么是單片機，學(xué)好單片機有什么好處等，而是告訴同學(xué)們今天給他們帶來一個非常有趣的玩具，然后直接拿了我們自己設(shè)計的一款循跡小車，并讓某位同學(xué)在地上隨意畫出的一條路徑，通過觀察一下小車的運行情況，讓同學(xué)們發(fā)揮想象力，猜想一下小車怎么知道行駛路線、怎么進行方向控制等，最后告訴他們“這都是由我們將要學(xué)習(xí)的單片機進行控制的”。這樣就一下子吸引了學(xué)生的眼光，也激發(fā)了學(xué)習(xí)和探索單片機的興趣。

1.2 “虛擬實驗室”式的課堂教學(xué)

《單片機原理與應(yīng)用》不僅需要熟悉硬件電路的設(shè)計和結(jié)構(gòu)，還要掌握軟件編程方法和技巧，一段程序?qū)Σ粚Γ降自诳刂品矫嫫鸩黄鹱饔茫且Y(jié)合軟硬件一起來進行調(diào)試，為此，我們將“虛擬實驗室”搬進了課堂。“虛擬實驗室”由Proteus和Keil C51軟件組成，其中，Proteus提供了豐富的模擬和數(shù)字器件模型，可以完整地仿真51系列單片機及其相連的模擬和數(shù)字電路，充當(dāng)了實驗室里開發(fā)板的角色；而Keil C51軟件是一個51系列單片機軟件開發(fā)平臺，采用C51語言進行編程，在調(diào)試程序和仿真等方面有很強的功能。采用Proteus和Keil C51軟件相結(jié)合，能將抽象、生澀、陌生的知識直觀化、形象化、具體化，更容易讓人接受。

1.3 “找茬”互動教學(xué)

通過Proteus畫出硬件電路圖，將Keil C51軟件編寫程序?qū)戇M去，演示一下正確的結(jié)果，如果僅僅如此，那么久而久之學(xué)生也會感到乏味，因此一定要在教學(xué)的過程中制造一點“麻煩”，讓同學(xué)們來“找茬”。如在講到單片機P0-P3口時，為了強調(diào)“P0口做I/O時必須外加上拉電阻”這個知識點，在Proteus畫P0控制LED電路圖時，故意不加上拉電阻，結(jié)果發(fā)現(xiàn)P0引腳變灰色，LED不亮，然后再試一試其他端口，LED卻可以點亮，讓學(xué)生找出哪地方出現(xiàn)了問題，怎么去修改，P0口和其他端口有什么區(qū)別等。這樣就會加深學(xué)生的印象，無形中牢牢掌握了該知識點，這要比“強調(diào)-強調(diào)-再強調(diào)”有效地多。同樣的方法也可以用在Keil C51軟件編程中。

2 單片機實驗教學(xué)

理論教學(xué)和實驗教學(xué)是緊密結(jié)合的，單片機實驗教學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新意識有著十分重要的作用。

2.1 驗證與設(shè)計相結(jié)合

驗證型實驗并不是簡簡單單地驗證一下結(jié)果正確與否，而是通過實驗來發(fā)現(xiàn)問題并尋求解決問題的方法，從而鞏固和提高所學(xué)的知識。然而，目前的單片機實驗大多數(shù)以驗證為主，實驗內(nèi)容比較單一，實驗本身沒有太大的創(chuàng)造性，對學(xué)生的設(shè)計能力要求不高，學(xué)生只需在實驗箱上連接幾條線，編寫或修改一段簡單的實驗程序就可以完成，這樣學(xué)生只知道怎么做，根本不知道自己為什么要這么做，嚴(yán)重束縛了學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力。因此，必須通過設(shè)計型實驗來彌補其中的不足。實驗課上由被動轉(zhuǎn)為主動，不再是依葫蘆畫瓢。

如在講到“中斷”時，除了讓同學(xué)們驗證一下單片機5個中斷源的設(shè)置和工作原理外，可以讓他們設(shè)計一款簡單的頻率計或是數(shù)字鐘，這樣就可以將中斷、數(shù)碼管動態(tài)掃描、按鍵掃描等綜合應(yīng)用到一起，為單片機系統(tǒng)的設(shè)計打下了良好的基礎(chǔ)。

2.2 命題和自命題相結(jié)合

在設(shè)計型實驗中，也要采用命題和自命題相結(jié)合的方式。先以命題形式出現(xiàn)，由老師出題，這樣題目涵蓋面比較廣，可以全面考查到各個知識點，如上面提到的數(shù)字鐘的設(shè)計。自命題型實驗是讓一組學(xué)生根據(jù)自己的興趣和愛好，自己出題目，一般只注重開發(fā)的過程，而不重視最終的結(jié)果，因為有可能部分學(xué)生出的題目過難而最終無法實現(xiàn)。對于無法完成的小組，要找出原因，是硬件本身的缺陷，還是軟件設(shè)計方面的不足，自己在命題時，忽略掉哪些因素等等。自命題型實驗關(guān)鍵就是激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生的團隊意識，提高組織協(xié)調(diào)能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。

從命題到自命題，從“讓我做什么”到“我要做什么”，讓學(xué)生體味一下兩者的不同之處，在經(jīng)過實戰(zhàn)演習(xí)后，熟練掌握工程項目的開發(fā)流程，

3 結(jié)語

《單片機原理與應(yīng)用》是一門軟硬件綜合、應(yīng)用性比較強的課程，在整個的教學(xué)過程中，建立以興趣為引導(dǎo)，以單片機系統(tǒng)的設(shè)計為主線，以理論和實驗相結(jié)合為宗旨，以培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實踐能力為目標(biāo)的單片機課程教學(xué)體系，運用多媒體技術(shù)和“虛擬實驗室”軟件等多種手段，由整體到具體、由簡單到復(fù)雜、由模塊到系統(tǒng)，循序漸進，加強學(xué)生動手操作能力和單片機系統(tǒng)開發(fā)能力的培養(yǎng)。經(jīng)過教學(xué)改革，我校學(xué)生在全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽、全國信息技術(shù)應(yīng)用水平大賽等各項比賽中所取得了良好的成績，對提高學(xué)生的專業(yè)知識水平和創(chuàng)新能力方面具有明顯的優(yōu)勢。

參考文獻：

[1] 胡敬朋，王聰. 單片機項目教學(xué)研究及實踐[J]. 電氣電子教學(xué)學(xué)報， 2009， 31（5）： 82-84.

篇（2）

1、計算機的數(shù)據(jù)表示和數(shù)據(jù)運算

2、計算機的各種編碼

3、計算機的組成及工作過程

二、考核要求：

1、識記計算機的各種編碼

2、領(lǐng)會計算機的組成及工作過程

3、簡明應(yīng)用計算機的數(shù)據(jù)表示和數(shù)據(jù)運算

第二章51單片機的硬件結(jié)構(gòu)和原理

一、考核知識點：

1、單片機的發(fā)展史及各方面的應(yīng)用

2、51單片機的分類和內(nèi)部結(jié)構(gòu)

3、單片機的引腳和功能

4、單片機工作的時序

二、考核要求：

1、識記單片機的發(fā)展史及各方面的應(yīng)用

2、識記單片機的引腳和功能

3、領(lǐng)會單片機工作的時序

4、簡明應(yīng)用51單片機的分類和內(nèi)部結(jié)構(gòu)

第三章51單片機指令系統(tǒng)

一、考核知識點：

1、單片機的尋址方式

2、單片機的指令系統(tǒng)

3、助記符指令和二進制代碼指令的異同

二、考核要求：

1、領(lǐng)會助記符指令和二進制代碼指令的異同

2、綜合應(yīng)用單片機的尋址方式

3、綜合應(yīng)用單片機的指令系統(tǒng)

第四章匯編語言程序設(shè)計

一、考核知識點：

1、偽指令

2、匯編語言設(shè)計技巧

3、匯編語言到機器語言的編譯過程

二、考核要求：

1、領(lǐng)會偽指令

2、簡明應(yīng)用匯編語言設(shè)計技巧

3、綜合應(yīng)用匯編語言到機器語言的編譯過程

第五章51單片機的中斷系統(tǒng)

一、考核知識點：

1、中斷基本概念

2、中斷系統(tǒng)的程序編制

3、中斷系統(tǒng)的初步應(yīng)用

二、考核要求：

1、領(lǐng)會中斷基本概念

2、簡明應(yīng)用中斷系統(tǒng)解決工程問題

3、綜合簡明應(yīng)用中斷系統(tǒng)的程序編制

第六章51單片機的內(nèi)部定時器/計數(shù)器及串行接口

一、考核知識點：

1、單片機內(nèi)部定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)及工作原理

2、定時器/計數(shù)器的程序編制

3、定時器/計數(shù)器的初步應(yīng)用

4、串行口的基本概念

5、串行口的程序編制

6、串行口的初步應(yīng)用

二、考核要求：

1、識記串行口的基本概念

2、領(lǐng)會單片機內(nèi)部定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)及工作原理

3、簡明應(yīng)用定時器/計數(shù)器解決工程問題

4、簡明應(yīng)用串行口的程序編制

5、簡明應(yīng)用串行口解決工程問題

6、綜合應(yīng)用定時器/計數(shù)器的程序編制

第七章單片機的系統(tǒng)擴展與接口技術(shù)

一、考核知識點：

1、單片機外部總線的擴展

2、外部存儲器的擴展

3、I/O接口的擴展

4、管理功能部件的擴展

5、A/D和D/A接口功能的擴展

二、考核要求：

1、識記單片機外部總線的擴展

2、識記管理功能部件的擴展

3、簡明應(yīng)用A/D和D/A接口功能的擴展

4、綜合應(yīng)用外部存儲器的擴展

5、綜合應(yīng)用I/O接口的擴展

第八章單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計

一、考核知識點：

1、單片機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過程

2、單片機開發(fā)工具的分類和使用

3、單片機應(yīng)用系統(tǒng)的軟件和硬件調(diào)試過程

二、考核要求：

1、識記單片機應(yīng)用系統(tǒng)的軟件和硬件調(diào)試過程

2、領(lǐng)會單片機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過程

3、領(lǐng)會單片機開發(fā)工具的分類和使用

第九章單片機系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)

一、考核知識點：

1、單片機干擾源與分類

2、干擾對單片機系統(tǒng)的影響

3、硬件抗干擾技術(shù)

4、軟件抗干擾技術(shù)

5、數(shù)字濾波

二、考核要求：

1、識記單片機干擾源與分類

2、識記干擾對單片機系統(tǒng)的影響

3、識記數(shù)字濾波

4、簡明應(yīng)用硬件抗干擾技術(shù)

5、簡明應(yīng)用軟件抗干擾技術(shù)

第十章其它單片機簡介

一、考核知識點：

1、AT89C系列單片機的特點與性能

2、其它8位單片機的特點與性能

3、16位、32位單片機的特點與性能

二、考核要求：

1、識記其它8位單片機的特點與性能

2、識記16位、32位單片機的特點與性能

3、領(lǐng)會AT89C系列單片機的特點與性能

《單片機原理及應(yīng)用技術(shù)》考試大綱

《單片機原理及應(yīng)用技術(shù)》課程是一門面向應(yīng)用的專業(yè)技術(shù)課。單片機原理與應(yīng)用介紹了單片機的基本知識和單片機技術(shù)的應(yīng)用，其內(nèi)容與工程實際緊密聯(lián)系，實用性很強，是一門在理論指導(dǎo)下,偏重于實際應(yīng)用的課程。本課程具有實用性強、理論和實踐結(jié)合、軟硬件結(jié)合等特點。本課程圍繞使用較為廣泛的MCS-51系列單片機進行學(xué)習(xí)。本課程已成為理、工科電子類專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程，這是從電子系統(tǒng)設(shè)計角度考慮的，它體現(xiàn)了電子系統(tǒng)設(shè)計的方法和硬件結(jié)構(gòu)的變化。通過該課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握80C51單片機的工作原理、編程技術(shù)，掌握單片機應(yīng)用系統(tǒng)的擴展方法和實際應(yīng)用。因此，以單片機為內(nèi)核，分析和設(shè)計一個簡單的計算機應(yīng)用系統(tǒng)是我們學(xué)習(xí)本課程要達到的目的。

第一部分考試大綱

1單片機概述

本章為單片機的基本概念。

1.掌握有關(guān)單片機的基本概念、單片機的特點、單片機的應(yīng)用。

2.理解單片機的總體組成。

3.了解單片微型計算機的產(chǎn)生、發(fā)展歷史、主要品種及系列。

2單片機結(jié)構(gòu)和原理

本章以80C51單片機為例介紹了主要硬件結(jié)構(gòu)和主要功能，著重掌握系統(tǒng)所提供的資源特性及其功能特性。

1.掌握80C51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

2.掌握80C51單片機的存儲器組成。

3.掌握單片機并行輸入/輸出端口結(jié)構(gòu)及功能。

4.了解單片機的時序概念和復(fù)位工作方式。

5.掌握單片機引腳功能

3指令系統(tǒng)

1.掌握指令與偽指令的正確格式。

2.掌握七種尋址方式的使用及尋址方式的含義。

3.掌握

五類指令的功能和使用，特別是傳送指令。

4.理解書中所列例題與習(xí)題。

4匯編語言程序設(shè)計舉例

本章為MCS-51的一些常用偽指令，介紹順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計、分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計、循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計和子程序的設(shè)計。

1.程序設(shè)計的基本步驟、各種基本的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法；讀懂較復(fù)雜的常用程序。

2.掌握數(shù)據(jù)傳送指令的編寫。

3.理解算術(shù)運算程序設(shè)計。

4.理解數(shù)碼轉(zhuǎn)換程序設(shè)計。

5.理解查表程序設(shè)計。

6.理解子程序設(shè)計和參數(shù)傳遞。

7.理解邏輯運算程序設(shè)計

5中斷系統(tǒng)

1.掌握有關(guān)中斷、中斷源、中斷優(yōu)先級等概念。

2.掌握中斷響應(yīng)過程。

3.掌握中斷優(yōu)先級排列。

4.掌握中斷允許寄存器IE、中斷優(yōu)先級寄存器IP各位的含義及設(shè)置。

5.掌握外部中斷的兩種觸發(fā)方式：電平觸發(fā)、邊沿觸發(fā)。

6定時/計數(shù)器

1.掌握定時器/計數(shù)器的四種工作方式及有何不同。

2.掌握TMOD和TCON中各位的含義、作用。

4.掌握不同工作方式計數(shù)初值與定時時間的關(guān)系，即能根據(jù)定時時間算出計數(shù)初值，完成定時器的初始化編程和簡單應(yīng)用編程。

7串行通信

1.理解有關(guān)通信、協(xié)議的概念。

2.理解串行口的四種工作方式。

3.掌握SBUF的含義及作用。

4.了解串行口的工作原理。

5.了解SCON中每一位的含義及SMOD位的作用。

6.掌握串行通信總線RS-232C標(biāo)準(zhǔn)、RS-232C電平轉(zhuǎn)換。

7.了解RS-232C與MCS-51的接口。

8系統(tǒng)擴展技術(shù)

1.掌握總線、驅(qū)動、鎖存和譯碼、地址重疊的概念。

2.掌握程序存儲器的擴展：EPROM程序存儲器及其擴展方法。

3.掌握數(shù)據(jù)存儲器的擴展：靜態(tài)存儲器SRAM及其擴展方法。

4.掌握簡單I/O口的擴展。

5.掌握8255A可編程并行接口：結(jié)構(gòu)、控制字、工作方式、與8255A的接口方法。

9A/D和D/A轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)

1.掌握DAC0832與單片機的接口方法與編程。

2.掌握ADC0809與單片機的接口方法與編程。

10鍵盤/顯示接口技術(shù)

1.掌握LED顯示器結(jié)構(gòu)、工作原理和顯示方式。

2.掌握鍵盤接口原理。

3.理解LED顯示器與80C51單片機接口。

4.理解鍵輸入程序設(shè)計方法。

5.了解行列式鍵盤與80C51單片機接口。

11、功率接口技術(shù)

1.掌握簡單開關(guān)量接口、光電耦合接口和繼電器接口。

2.晶閘管與故態(tài)繼電器的應(yīng)用接口。

12、單片機系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)

掌握單片機系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試的原則、步驟及方法。

13、實用舉例

了解一兩個典型的單片機開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計思想和實現(xiàn)方法。

14、新型單片機介紹

了解MCS-51常見8位單片機。

第二部分考試考核改革方案

一、考試考核要求

《單片機技術(shù)及應(yīng)用》選擇具有代表性的、使用較為廣泛的MCS-51系列單片機進行學(xué)習(xí)（具體以80C51為例），介紹了80C51單片機的硬件組成、軟件編程及一般應(yīng)用系統(tǒng)組成。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求掌握80C51單片機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、程序設(shè)計方法、系統(tǒng)擴展方法、單片機常用接口等應(yīng)用技術(shù)。本課程的教學(xué)過程由面授輔導(dǎo)、自學(xué)、實驗及作業(yè)四個環(huán)節(jié)組成，因此本課程考試考核要求為：

1.作業(yè)、實驗成績與期末考試成績共同評定為課程總成績。

2.作業(yè)、實驗占課程總分的60，期末理論考試占總分的40。

為使學(xué)生不把注意力僅僅放在期末考試上，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)的能力，加強學(xué)生各方面能力的培養(yǎng)，平時、實驗課、作業(yè)、考試都納入本課程的成績評定。平時的成績包括出勤、課堂提問和隨堂測試。期末考試可以選擇筆試、口試和進行實際實驗、設(shè)計等多種形式。

二、平時成績考核要求及說明

1.每章作業(yè)按要求完成后交教師批改，完成作業(yè)80為12分（及格）；所有作業(yè)均完成，且質(zhì)量較好者，20分（滿分）。中間情況酌情給分。

2.每次實驗均能按照教師安排進行，實驗態(tài)度好，至少完成5個實驗且實驗報告完整，為18分（及格）；能基本獨立完成6個或以上實驗，實驗報告完整、無誤，實驗質(zhì)量高，30分（滿分）。中間情況酌情給分。如果實驗有創(chuàng)新的特點，酌情加分。

3.作業(yè)與實驗的平均分為平時成績，滿分50分。

4.課程設(shè)計單獨計算成績，考評方法見其大綱。

三、理論考試說明

1.單片機技術(shù)及應(yīng)用理論考試，采用閉卷筆試形式，考試時間120分鐘。

2.期末考試試題根據(jù)教學(xué)大綱，其范圍和難度按照本方案中制訂的考試考核內(nèi)容和要求確定。考試命題覆蓋考試大綱要求范圍。

3.期末考試試題類型有以下幾種：

①填空題；

②選擇題；

③判斷題；

④簡答題

⑤綜合應(yīng)用題。

四、考試考核要求層次

按照教學(xué)大綱的要求，理論考試要求分為掌握、理解和了解三個層次。

掌握：

對于本課程的重點內(nèi)容要求學(xué)生達到掌握的程度。即能夠全面、深入理解和熟練掌握所學(xué)內(nèi)容，并能夠用其分析、初步設(shè)計和解答與應(yīng)用相關(guān)的問題，能夠舉一反三。要求學(xué)生掌握的內(nèi)容也就是考試的主要內(nèi)容，在考試中所占比例約70。

理解：

對于本課程的一般內(nèi)容要求學(xué)生能夠理解。即要求學(xué)生能夠較好地理解所學(xué)內(nèi)容，并且對所涉及的內(nèi)容能夠進行簡單分析和判斷。要求學(xué)生理解的內(nèi)容也是考試的內(nèi)容，在考試中所占比例約25。

了解：

對于本課程的次要內(nèi)容要求學(xué)生能夠了解。要求學(xué)生了解的內(nèi)容，一般是指在眼下不必進一步深入和擴展，有些也許需要學(xué)生自己今后在工作中進行深入研究。對要求了解的內(nèi)容，在考試中占較小比例，不超過5。

實驗五：按鍵電路、顯示電路實驗

一、實驗?zāi)康模?/p>

1.掌握獨立式按鍵電路與矩陣式按鍵電路的設(shè)計方法。

2.掌握數(shù)碼管顯示電路的工作原理

3.掌握源程序編輯軟件UltraEdit，編譯軟件KeilC51、仿真軟件Proteus的使用方法

4.掌握硬件仿真器ME-52A的使用方法

二、實驗器材：

1.單片機實驗板

2.單片機硬件仿真器ME-51A

3.計算機

4.電源

三、實驗要求：

1．電路如圖5所示，用單片機的P3口所接的四個獨立式按鍵控制p1口流水燈花樣的方法；具體表現(xiàn)為:p3.0、P3.1、P3.2、P3.3四個小按鍵分別實現(xiàn)了四個控制：

(1)跑燈：即P1.0---1.7亮點流動：

(2)流水燈：即P1.0-1.7依次點

亮(3)交叉閃爍：即P0.0，P0.2，P0.4，P0.6和P0.1，P0.3，P0.5，P0.7輪流點亮

(4)停止；在任何狀態(tài)下按此鍵程序停止運行.

2.電路如圖6所示，用P2口所接的4×4矩陣式鍵盤作為輸入，在P1口所接的數(shù)碼管上顯示出每個按鍵的0～F序號，鍵盤的布局如下表所示：

四、實驗原理：

1.獨立式按鍵電路顯示如圖5所示，從圖中可看出，判斷有無鍵按下，只要檢測P3.0～P3.3相應(yīng)端口的高低電平即可，若檢測有某一端口為低電平，表明該端口有按鍵按下，經(jīng)延時消抖后轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的功能子程序。若為高電平，表明無鍵按1.獨立式按鍵電路如圖5所示，下，繼續(xù)檢測。

示例程序如下：

ORG000H

LJMPSTAR1

ORG0030H

STAR1:MOVP3,#0FFH;置P3口為輸入態(tài)

JNBP3.0,FUN0;判別P3.0是否有鍵按下，是，則轉(zhuǎn)FUN0

JNBP3.1,FUN1;判別P3.1是否有鍵按下，是，則轉(zhuǎn)FUN1

JNBP3.2,FUN2;判別P3.2是否有鍵按下，是，則轉(zhuǎn)FUN2

JNBP3.3,FUN3;判別P3.3是否有鍵按下，是，則轉(zhuǎn)FUN3

JNBF0,STAR1;曾經(jīng)有鍵按下F0置1

RET

圖5

FUN0:LCALLDL10MS;消岸抖動

JBP3.0,STAR1

WAITL0:JNBP3.0,WAITL0;等待鍵釋放

SETBF0

FUN01:LCALLFUN00

LCALLSTAR1

LJMPFUN01

FUN1:LCALLDL10MS;消岸抖動

JBP3.1,STAR1

WAITL1:JNBP3.1,WAITL1;等待鍵釋放

SETBF0

FUN10:LCALLFUN11

LCALLSTAR1

LJMPFUN10

FUN2:LCALLDL10MS;消岸抖動

JBP3.2,STAR1

WAITL2:JNBP3.2,WAITL2;等待鍵釋放

SETBF0

FUN20:LCALLFUN22

LCALLSTAR1

LJMPFUN20

FUN3:LCALLDL10MS;消岸抖動

JBP3.3,STAR1

WAITL3:JNBP3.3,WAITL3;等待鍵釋放

CLRF0

MOVP1,#0FFH;關(guān)顯示

LJMPSTAR1

FUN00:MOVA,#0FEH;跑燈子程序

FUN000:MOVP1,A

LCALLDL05S

JNBACC.7,OUT

RLA

AJMPFUN000

OUT:RET

FUN11:MOVA,#0FEH;流水燈子程序

FUN111:MOVP1,A

LCALLDL05S

JZOUT

RLA

ANLA,P1

AJMPFUN111

FUN22:MOVA,#0AAH;交叉點亮子程序

MOVP1,A

LCALLDL30S

CPLA

MOVP1,A

LCALLDL30S

RET

;____________;

;延時程序;

;____________;

DL512:MOVR2,#0FFH

LOOP1:DJNZR2,LOOP1

RET

DL10MS:MOVR3,#14H

LOOP2:LCALLDL512

DJNZR3,LOOP2

RET

DL05S:MOVR4,#0AH

LOOP3:LCALLDL10MS

DJNZR4,LOOP3

RET

DL30S:MOVR5,#03H

LOOP4:LCALLDL05S

DJNZR5,LOOP4

RET

END

2.矩陣式按鍵電路顯示如圖6所示。采用掃描方式進行按鍵的識別檢測，并將對應(yīng)按鍵的鍵號用查表指令將對應(yīng)的代碼顯示在數(shù)碼管上。

圖6

參考程序如下：

ORG0000H

LJMPSTART

ORG0030H

START:MOVSP,#60H;設(shè)置堆棧指針

SCAN:MOVR3,#0F7H;置行掃描初值

MOVR1,#00H;到TABLE表中取碼的指針

SCAN1:MOVA,R3

MOVP2,A;掃描輸出

MOVA,P2;重讀P2口狀態(tài)

MOVR4,A;暫存于R4呂中

SETBC;C=1

MOVR5,#03H;掃描4列初值

L1:RLCA;A中內(nèi)容循環(huán)左移

JNCKEYIN;C=0，有鍵按下，轉(zhuǎn)消抖

INCR1;取碼指針加1

DJNZR5,L1;無鍵按下，繼續(xù)檢測

MOVA,R3;掃描下一行

SETBC

RRCA

MOVR3,A

JCSCAN1;4行是否掃描完，未完，繼續(xù)

LJMPSCAN

KEYIN:MOVR7,#10;削除抖動

D2:MOVR6,#248

DJNZR6,$

DJNZR7,D2

D3:MOVA,P2;按鍵放開否？

XRLA,R4

JZD3

MOVA,R1

MOVDPTR,#TABLE;到TABLE中取碼

MOVCA,@A DPTR

MOVP1,A

LJMPSCAN

TABLE:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH

END

DB80H,90H,88H,83H

DB0C6H,0A1H,86H,8EH

END

五、實驗步驟：

1.運行UltraEdit-32源程序編輯軟件，輸入、編輯匯編語言源程序。

2．運行KeiluVision2源程序編譯軟件，對源程序進行編譯，得到目標(biāo)代碼文件。

3.運行Proteus模擬仿真軟件，打開已繪制好的仿真電路原理圖，進行模擬仿真。

4.把硬件仿真器ME-52A與單片實驗板連接好，再用硬件仿真器進行仿真驗證。

六、實驗分析與總結(jié)

1.用仿真系統(tǒng)調(diào)試簡單程序結(jié)構(gòu)、分支程序結(jié)構(gòu)、循環(huán)程序結(jié)構(gòu)、子程序結(jié)構(gòu)和中斷結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵在于，如何將對程序的分析理解和開發(fā)系統(tǒng)提供的基本功能有機地結(jié)合起來，其前提條件是必須對源程序的作用、結(jié)構(gòu)特點、運行過程與結(jié)果有較全面的認(rèn)識，并能根據(jù)程序運行過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象和結(jié)果分析并判斷產(chǎn)生各種故障現(xiàn)象的原因，再運用排除法逐一檢驗各種判斷是否準(zhǔn)確。

2.掌握程序結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上，合理選擇觀測點，通過觀察在觀測點處參數(shù)及路徑的變化檢驗程序運行的結(jié)果。

3.高調(diào)試程序的效率，應(yīng)對單片機開發(fā)系統(tǒng)所提供的幾種程序運行調(diào)試方式有

足夠的了解并能熟練地運用。例如，在調(diào)試過程中，若要觀察最終結(jié)果，則可選擇全速運行調(diào)試；若要觀察相關(guān)指令的運行結(jié)果或運行路徑的變化過程，則可選擇單步運行；若要檢查子程序的運行過程，則可選擇跟蹤運行調(diào)試；若要檢查循環(huán)程序或中斷服務(wù)程序，則可選擇斷點運行調(diào)試；若要定點檢查程序運行到某處的結(jié)果時，則可選擇快速運行到光標(biāo)處調(diào)試。但實際中究竟選用哪種方法更適宜或哪幾種方法結(jié)合使用更快捷，將隨著分析能力與操作的熟練程度逐步提高。4.程序運行結(jié)果是否正確時，應(yīng)運用單片機開發(fā)系統(tǒng)所提供的交互界面，將程序運行過程中程序計數(shù)器PC(地址)的變化、各單元(內(nèi)部RAM和外部RAM)內(nèi)容的變化、特殊功能寄存器內(nèi)容的變化、堆棧指針SP內(nèi)容的變化與程序的理論分析結(jié)果相對照。

5.程序和調(diào)試程序時，需要多次反復(fù)的過程，并非一次就能排除全部故障，特別是單片機應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路和匯編程序相結(jié)合的綜合調(diào)試就更加復(fù)雜，因此，必須通過反復(fù)調(diào)試，不斷修改硬件和軟件，直到最終符合設(shè)計要求為止。如果在調(diào)試中能夠根據(jù)實驗現(xiàn)象預(yù)先對產(chǎn)生故障的原因加以判斷和分析，并制定出相應(yīng)的調(diào)試方法和步驟，可縮小排除故障的范圍，提高調(diào)試效率。

七、思考與練習(xí)

填空題

1、設(shè)X=5AH，Y=36H，則X與Y“或”運算為__7EH_______，X與Y的“異或”運算為___6CH_____。

2、若機器的字長為8位，X=17，Y=35，則X＋Y=__110100_____，X－Y=_11101110______（要求結(jié)果寫出二進制形式）。

3、單片機的復(fù)位操作是____高電平______（高電平/低電平），單片機復(fù)位后，堆棧指針SP的值是___07h_____。

4、單片機中，常用作地址鎖存器的芯片是__74HC373____________，常用作地址譯碼器芯片是_____74HC138____________。

5、若選擇內(nèi)部程序存儲器，應(yīng)該設(shè)置為_____高_______（高電平/低電平），那么，PSEN信號的處理方式為___不用__________________。

6、單片機程序的入口地址是____0000H__________，外部中斷1的入口地址是______0013H_________。

7、若采用6MHz的晶體振蕩器，則MCS-51單片機的振蕩周期為__0.5us_______，機器周期為_____2us__________。

8、擴展芯片的選擇方法有兩種，它們分別是___線選法_______________和_____譯碼法__________。

9、單片機的內(nèi)部RAM區(qū)中，可以位尋址的地址范圍是____20H~2FH______________，特殊功能寄存器中，可位尋址的地址是___是能被8整除的地址_________________。

10、子程序返回指令是___ret______，中斷子程序返回指令是__reti。

11、8051單片機的存儲器的最大特點是內(nèi)部RAM與外部RAM分開編址。

12、8051最多可以有32個并行輸入輸出口，最少也可以有8個并行口。

13、函數(shù)是C語言的基本單位。

14、串行口方式2接收到的第9位數(shù)據(jù)送SCON寄存器的RB8位中保存。

15、MCS-51內(nèi)部提供3個可編程的16位定時/計數(shù)器，定時器有4種工作方式。

16、一個函數(shù)由兩部分組成，即說明部分和語句部分。

17、串行口方式3發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)要事先寫入SCON寄存器的TB8位。

18、利用8155H可以擴展3個并行口，256個RAM單元。

19、C語言中輸入和輸出操作是由庫函數(shù)scanf和printf等函數(shù)來完成。

二、選擇題

1、C語言中最簡單的數(shù)據(jù)類型包括（B）。

A、整型、實型、邏輯型B、整型、實型、字符型

C、整型、字符型、邏輯型D、整型、實型、邏輯型、字符型

2、當(dāng)MCS-51單片機接有外部存儲器，P2口可作為(C)。

A、數(shù)據(jù)輸入口B、數(shù)據(jù)的輸出口

C、準(zhǔn)雙向輸入／輸出口D、輸出高8位地址

3、下列描述中正確的是（D）。

A、程序就是軟件B、軟件開發(fā)不受計算機系統(tǒng)的限制

C、軟件既是邏輯實體，又是物理實體D、軟件是程序、數(shù)據(jù)與相關(guān)文檔的集合

4、下列計算機語言中，CPU能直接識別的是（D）。

A、自然語言B、高級語言C、匯編語言D、機器語言

5、MCS-5l單片機的堆棧區(qū)是設(shè)置在(C)中。

A、片內(nèi)ROM區(qū)B、片外ROM區(qū)C、片內(nèi)RAM區(qū)D、片外RAM區(qū)

6、以下敘述中正確的是（C）。

A、用C語言實現(xiàn)的算法必須要有輸入和輸出操作

B、用C語言實現(xiàn)的算法可以沒有輸出但必須要有輸入

C、用C程序?qū)崿F(xiàn)的算法可以沒有輸入但必須要有輸出

D、用C程序?qū)崿F(xiàn)的算法可以既沒有輸入也沒有輸出

7、定時器/計數(shù)器工作方式1是(D)。

A、8位計數(shù)器結(jié)構(gòu)B、2個8位計數(shù)器結(jié)構(gòu)

C、13位計數(shù)結(jié)構(gòu)D、16位計數(shù)結(jié)構(gòu)

8、C語言提供的合法的數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字是（B）。

A、DoubleB、shortC、integerD、Char

9、片內(nèi)RAM的20H～2FH為位尋址區(qū)，所包含的位地址是(B)。

A、00H～20HB、00H～7FHC、20H～2FHD、00H～FFH

10、以下能正確定義一維數(shù)組的選項是（B）。

A、inta[5]={0,1,2,3,4,5};B、chara[]={0,1,2,3,4,5};

C、chara={’A’,’B’,’C’};D、inta[5]="0123";

11、數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)是指（D）。

A、存儲在外存中的數(shù)據(jù)B、數(shù)據(jù)所占的存儲空間量

C、數(shù)據(jù)在計算機中的順序存儲方式D、數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)在計算機中的表示

12、下列關(guān)于棧的描述中錯誤的是（C）。

A、棧是先進后出的先性表B、棧只能順序存儲

C、棧具有記憶作用D、對棧的插入和刪除操作中，不需要改變棧底指針

13、在寄存器間接尋址方式中，間址寄存器中存放的數(shù)據(jù)是(B)。

A、參與操作的數(shù)據(jù)B、操作數(shù)的地址值

C、程序的轉(zhuǎn)換地址D、指令的操作碼

14、MCS-51單片機的復(fù)位信號是(A)有效。

A、高電平B、低電平C、脈沖D、下降沿

15、為了使模塊盡可能獨立，要求（B）。

A、模塊的內(nèi)聚程度要盡量高，且各模塊間的耦合程度要盡量強

B、模塊的內(nèi)聚程度要盡量高，且各模塊間的耦合程度要盡量弱

C、模塊的內(nèi)聚程度要盡量低，且各模塊間的耦合程度要盡量弱

D、模塊的內(nèi)聚程度要盡量低，且各模塊間的耦合程度要盡量強

16、若MCS-51單片機使用晶振頻率為6MHz時，其復(fù)位持續(xù)時間應(yīng)該超過(B)。

A、2μsB、4μsC、8μsD、1ms

17、以下選項中可作為C語言合法常量的是（A）

A、－80B、－080C、－8e1.0D、－80.0e

18、能夠用紫外光擦除ROM中程序的只讀存儲器稱為(C)。

A、掩膜ROMB、PROMC、EPROMD、EEPROM

19、以下不能定義為用戶標(biāo)識符是（D）。

A、MainB、_0C、_intD、sizeof

20、下選項中，不能作為合法常量的是（B）。//冪不能為小數(shù)

A、1.234e04B、1.234e0.4C、1.234e 4D、1.234e0

21、以下敘述中錯誤的是（C）

A、對于double類型數(shù)組，不可以直接用數(shù)組名對數(shù)組進行整體輸入或輸出

B、數(shù)組名代表的是數(shù)組所占存儲區(qū)的首地址，其值不可改變

C、當(dāng)程序執(zhí)行中，數(shù)組元素的下標(biāo)超出所定義的下標(biāo)范圍時，系統(tǒng)將給出“下標(biāo)越界”的出錯信息

D、可以通過賦初值的方式確定數(shù)組元素的個數(shù)

22、以下與函數(shù)fseek(fp,0L,SEEK_SET)有相同作用的是（D）

A、feof(f

p)B、ftell(fp)C、fgetc(fp)D、rewind(fp)

23、存儲16×16點陣的一個漢字信息，需要的字節(jié)數(shù)為（A）

A、32B、64C、128D、256

24、已知1只共陰極LED顯示器，其中a筆段為字形代碼的最低位，若需顯示數(shù)字1，則它的字形代碼應(yīng)為(B)。

A、06HB、F9HC、30HD、CFH

25、在C語言中，合法的長整型常數(shù)是（A）

A、OLB、4962710C、324562&D、216D

26、以下選項中合法的字符常量是（B）

A、"B"B、’\010’C、68D、D

27、若PSW.4=0，PSW.3=1，要想把寄存器R0的內(nèi)容入棧，應(yīng)使用(D)指令。

A、PUSHR0B、PUSH@R0C、PUSH00HD、PUSH08H

28、在片外擴展一片2764程序存儲器芯片要(B)地址線。

A、8根B、13根C、16根D、20根

29、設(shè)MCS-51單片機晶振頻率為12MHz，定時器作計數(shù)器使用時，其最高的輸入計數(shù)頻率應(yīng)為(C)

A、2MHzB、1MHzC、500kHzD、250kHz

30、下列數(shù)據(jù)字定義的數(shù)表中，(A)是錯誤的。

A、DW“AA”B、DW“A”C、DW“OABC”D、DWOABCH

三、判斷題

（√）1、在對某一函數(shù)進行多次調(diào)用時，系統(tǒng)會對相應(yīng)的自動變量重新分配存儲單元。

（×）2、在C語言的復(fù)合語句中，只能包含可執(zhí)行語句。

（√）3、自動變量屬于局部變量。

（×）4、Continue和break都可用來實現(xiàn)循環(huán)體的中止。

（√）5、字符常量的長度肯定為1。

（×）6、在MCS-51系統(tǒng)中，一個機器周期等于1.5μs。

（√）7、C語言允許在復(fù)合語句內(nèi)定義自動變量。

（√）8、若一個函數(shù)的返回類型為void，則表示其沒有返回值。

（×）9、所有定義在主函數(shù)之前的函數(shù)無需進行聲明。

（×）10、定時器與計數(shù)器的工作原理均是對輸入脈沖進行計數(shù)。

（×）11、END表示指令執(zhí)行到此結(jié)束。

（√）12、ADC0809是8位逐次逼近式模/數(shù)轉(zhuǎn)換接口。

（√）13、MCS-51的相對轉(zhuǎn)移指令最大負(fù)跳距是127B。

（×）14、MCS-51的程序存儲器只是用來存放程序的。

（√）15、TMOD中的GATE=1時，表示由兩個信號控制定時器的的啟停。

（×）16、MCS-51的特殊功能寄存器分布在60H～80H地址范圍內(nèi)。

（×）17、MCS-51系統(tǒng)可以沒有復(fù)位電路。

（×）18、片內(nèi)RAM與外部設(shè)備統(tǒng)一編址時，需要專門的輸入/輸出指令。

（√）19、鎖存器、三態(tài)緩沖寄存器等簡單芯片中沒有命令寄存和狀態(tài)寄存等功能。

（√）20、使用8751且=1時，仍可外擴64KB的程序存儲器。

四、簡答題

1、在使用8051的定時器/計數(shù)器前，應(yīng)對它進行初始化，其步驟是什么？

答：(1)確定T/C的工作方式——編程TMOD寄存器；

(2)計算T/C中的計數(shù)初值，并裝載到TH和TL；

(3)T/C在中斷方式工作時，須開CPU中斷和源中斷——編程IE寄存器；

(4)啟動定時器/計數(shù)器——編程TCON中TR1或TR0位。

2、什么是重入函數(shù)？重入函數(shù)一般什么情況下使用，使用時有哪些需要注意的地方？答：多個函數(shù)可以同時使用的函數(shù)，稱為重入函數(shù)。

通常情況下，C51函數(shù)不能被遞歸調(diào)用，也不能應(yīng)用導(dǎo)致遞歸調(diào)用的結(jié)構(gòu)。有此限制是由于函數(shù)參數(shù)和局部變量是存儲在固定的地址單元中。重入函數(shù)特性允許你聲明一個重入函數(shù)。即可以被遞歸調(diào)用的函數(shù)。

重入函數(shù)可以被遞歸調(diào)用，也可以同時被兩個或更多的進程調(diào)用。重入函數(shù)在實時應(yīng)用中及中斷服務(wù)程序代碼和非中斷程序代碼必須共用一個函數(shù)的場合中經(jīng)常用到。

3、8051引腳有多少I/O線？他們和單片機對外的地址總線和數(shù)據(jù)總線有什么關(guān)系？地址總線和數(shù)據(jù)總線各是幾位？

答：8051引腳共有40個引腳，8051的地址總線由P2和P0口提供，P2口是地址總線的高8位，P0口是地址總線的低8位；數(shù)據(jù)總線由P0口提供；P0口的地址總線和數(shù)據(jù)總線是分時進行的，P0口的地址總線需要外接地址鎖存器完成地址鎖存。

地址總線共16位，數(shù)據(jù)總線是8位。

4、在有串行通信時，定時器/計數(shù)器1的作用是什么，怎樣確定串行口的波特率？

答：在有串行通信時，定時器/計數(shù)器1的作用是串行口發(fā)生器。

串行口的波特率根據(jù)串行口的工作方式具有不同的計算方式：

方式0的波特率固定為晶體振蕩器的十二分之一；

方式1的波特率=2SMOD.(定時器1的溢出率)/32；

方式2波特率=2SMOD.(fosc/64)；

方式3波特率同方式1(定時器l作波特率發(fā)生器)。

5、如何消除鍵盤的抖動？怎樣設(shè)置鍵盤中的復(fù)合鍵？

答：由于按鍵是機械開關(guān)結(jié)構(gòu)，所以當(dāng)用手按下其中一個鍵時，往往會出現(xiàn)所按鍵在閉合位置和斷開位置之間發(fā)生跳幾下后才會穩(wěn)定到閉合狀態(tài)的情況。在釋放一個鍵時，也會出現(xiàn)類似的情況，這就是鍵的抖動，抖動的持續(xù)時間不一，但通常不會大于10ms。

若抖動問題不解決，就會引起對閉合鍵的多次讀入。對于鍵抖動最方便的解決方法就是當(dāng)發(fā)現(xiàn)有鍵按下后，不是立即進行掃描，而是延時大約10ms后再進行。由于一個鍵按下的時間一般會持續(xù)上百毫秒，所以延遲10ms后再掃描處理并不遲。

復(fù)合鍵可以仿照計算機復(fù)合鍵的處理方法，通常可以假設(shè)一個鍵具有復(fù)合功能，再與其它減的鍵值組合成復(fù)合鍵。

1、矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu)與工作原理

在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，為了減少I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式，如圖1所示。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。這樣，一個端口（如P1口）就可以構(gòu)成4*4=16個按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵（9鍵）。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。

矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤顯然比直接法要復(fù)雜一些，識別也要復(fù)雜一些，上圖中，列線通過電阻接正電源，并將行線所接的單片機的I/O口作為輸出端，而列線所接的I/O口則作為輸入。這樣，當(dāng)按鍵沒有按下時，所有的輸出端都是高電平，代表無鍵按下。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會被拉低，這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。具體的識別及編程方法如下所述。

2、矩陣式鍵盤的按鍵識別方法

確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下介紹一種“行掃描法”。

行掃描法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，如上圖所示鍵盤，介紹過程如下。

1、判斷鍵盤中有無鍵按下將全部行線Y0-Y3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個按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。

2、判斷閉合鍵所在的位置在確認(rèn)有鍵按下后，即可進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，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。

下面給出一個具體的例子：

圖仍如上所示。8031單片機的P1口用作鍵盤I/O口，鍵盤的列線接到P1口的低4位，鍵盤的行線接到P1口的高4位。列線P1.0-P1.3分別接有4個上拉電阻到正電源 5V，并把列線P1.0-P1.3設(shè)置為輸入線，行線P1.4-P.17設(shè)置為輸出線。4根行線和4根列線形成16個相交點。

1、檢測當(dāng)前是否有鍵被按下。檢測的方法是P1.4-P

1.7輸出全“0”，讀取P1.0-P1.3的狀態(tài)，若P1.0-P1.3為全“1”，則無鍵閉合，否則有鍵閉合。

2、去除鍵抖動。當(dāng)檢測到有鍵按下后，延時一段時間再做下一步的檢測判斷。

3、若有鍵被按下，應(yīng)識別出是哪一個鍵閉合。方法是對鍵盤的行線進行掃描。P1.4-P1.7按下述4種組合依次輸出：

P1.71110

P1.61101

P1.51011

P1.40111

在每組行輸出時讀取P1.0-P1.3，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

4、為了保證鍵每閉合一次CPU僅作一次處理，必須卻除鍵釋放時的抖動。

鍵盤掃描程序：

從以上分析得到鍵盤掃描程序的流程圖如圖2所示。程序如下

SCAN:MOVP1,#0FH

MOVA,P1

ANLA,#0FH

CJNEA,#0FH,NEXT1

SJMPNEXT3

NEXT1:ACALLD20MS

MOVA,#0EFH

NEXT2:MOVR1,A

MOVP1,A

MOVA,P1

ANLA,#0FH

CJNEA,#0FH,KCODE;

MOVA,R1

SETBC

RLCA

JCNEXT2

NEXT3:MOVR0,#00H

RET

KCODE:MOVB,#0FBH

NEXT4:RRCA

INCB

JCNEXT4

MOVA,R1

SWAPA

NEXT5:RRCA

INCB

JCNEXT5

NEXT6:MOVA,P1

ANLA,#0FH

CJNEA,#0FH,NEXT6

MOVR0,#0FFH

RET

鍵盤處理程序就作這么一個簡單的介紹，實際上，鍵盤、顯示處理是很復(fù)雜的，它往往占到一個應(yīng)用程序的大部份代碼，可見其重要性，但說到，這種復(fù)雜并不來自于單片機的本身，而是來自于操作者的習(xí)慣等等問題，因此，在編寫鍵盤處理程序之前，最好先把它從邏輯上理清，然后用適當(dāng)?shù)乃惴ū硎境鰜恚詈笤偃懘a，這樣，才能快速有效地寫好代碼。

到本課為止，本站教程暫告一個段落！感謝大家的關(guān)心和支持！

矩陣按鍵部分由16個輕觸按鍵按照4行4列排列，連接到JP50端口。將行線所接的單片機的I/O口作為輸出端，而列線所接的I/O口則作為輸入。這樣，當(dāng)按鍵沒有按下時，所有的輸出端都是高電平，代表無鍵按下。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會被拉低，這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下，介紹一種“行掃描法”。行掃描法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.判斷鍵盤中有無鍵按下：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個按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。判斷閉合鍵所在的位置：在確認(rèn)有鍵按下后，即可進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，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。

下面給出一個具體的例子：

電路圖路徑：G:\圖片\電路圖片\xl100097.jpg

8031單片機的P1口用作鍵盤I/O口，鍵盤的列線接到P1口的低4位，鍵盤的行線接到P1口的高4位。列線P1.0-P1.3設(shè)置為輸入線，行線P1.4-P.17設(shè)置為輸出線。4根行線和4根列線形成16個相交點。

1.檢測當(dāng)前是否有鍵被按下。檢測的方法是P1.4-P1.7輸出全“0”，讀取P1.0-P1.3的狀態(tài)，若P1.0-P1.3為全“1”，則無鍵閉合，否則有鍵閉合。

2.去除鍵抖動。當(dāng)檢測到有鍵按下后，延時一段時間再做下一步的檢測判斷。

3.若有鍵被按下，應(yīng)識別出是哪一個鍵閉合。方法是對鍵盤的行線進行掃描。P1.4-P1.7按下述4種組合依次輸出：

P1.71110

P1.61101

P1.51011

P1.40111

在每組行輸出時讀取P1.0-P1.3，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。

4.為了保證鍵每閉合一次CPU僅作一次處理，必須去除鍵釋放時的抖動。

實驗?zāi)康模和ㄟ^XL1000的16位矩陣按鍵，在數(shù)碼管上分別顯示0---9，A,B,C,D,E,F。

接線方法：1用一條8PIN數(shù)據(jù)排線，把矩陣按鍵部份的JP50，接到CPU部份的P1口JP44.

2接8位數(shù)碼管的數(shù)據(jù)線。將數(shù)碼管部份的數(shù)據(jù)口JP5接到CPU部份的P0口JP51.

3接8位數(shù)碼管的顯示位線。將數(shù)碼管部份的顯示位口JP8接到CPU部份的P2口JP52.

參考程序：

;本程序?qū)崿F(xiàn)掃描按鍵顯示功能.

;分別按16個鍵盤顯示分別顯示數(shù)字123A456B789C*0#D

;鍵盤口P1,數(shù)碼管顯示第二位p21,數(shù)碼管段位p0口

org0000h

ajmpmain

org0030h

main:

movdptr,#tab;將表頭放入DPTR

lcallkey;調(diào)用鍵盤掃描程序

movca,@a dptr;查表后將鍵值送入ACC

movp0,a;將Acc值送入P0口

CLRP2.1;開顯示

ljmpmain;返回反復(fù)循環(huán)顯示

KEY:

LCALLKS;調(diào)用檢測按鍵子程序

JNZK1;有鍵按下繼續(xù)

LCALLDELAY2;無鍵按調(diào)用延時去抖

AJMPKEY;返回繼續(xù)檢測按鍵

K1:LCALLDELAY2

LCALLDELAY2;有鍵按下延時去抖動

LCALLKS;再調(diào)用檢測按鍵程序

JNZK2;確認(rèn)有按下進行下一步

AJMPKEY;無鍵按下返回繼續(xù)檢測

K2:MOVR2,#0EFH;將掃描值送入R2暫存

MOVR4,#00H;將第一列值送入R4暫存

K3:MOVP1,R2;將R2的值送入P1口

L6:JBP1.0,L1;P1.0等于1跳轉(zhuǎn)到L1

MOVA,#00H;將第一行值送入ACC

AJMPLK;跳轉(zhuǎn)到鍵值處理程序

L1:JBP1.1,L2;P1.1等于1跳轉(zhuǎn)到L2

MOVA,#04H;將第二行的行值送入ACC

AJMPLK;跳轉(zhuǎn)到鍵值理程序進行鍵值處理

L2:JBP1.2,L3;P1.2等于1跳轉(zhuǎn)到L3

MOVA,#08H;將第三行的行值送入ACC

AJMPLK;跳轉(zhuǎn)到鍵值處理程序

L3:JBP1.3,NEXT;P1.3等于1跳轉(zhuǎn)到NEXT處

MOVA,#0cH;將第四行的行值送入ACC

LK:ADDA,R4;行值與列值相加后的鍵值送入A

PUSHACC;將A中的值送入堆棧暫存

K4:LCALLDELAY2;調(diào)用延時去抖動程序

LCALLKS;調(diào)用按鍵檢測程序

JNZK4;按鍵沒有松

開繼續(xù)返回檢測POPACC;將堆棧的值送入ACC

RET

INCR4;將列值加一

MOVA,R2;將R2的值送入A

JNBACC.7,KEY;掃描完至KEY處進行下一掃描

RLA;掃描未完將A中的值右移一位進行下一列的掃描

MOVR2,A;將ACC的值送入R2暫存

AJMPK3;跳轉(zhuǎn)到K3繼續(xù)

KS:MOVP1,#0FH;將P1口高四位置0低四位值1

MOVA,P1;讀P1口

XRLA,#0FH;將A中的值與A中的值相異或

RET;子程序返回

DELAY2:;40ms延時去抖動子程序

MOVR5,#08H

L7:MOVR6,#0FAH

L8:DJNZR6,L8

DJNZR5,L7

RET

tab:

db28h,34h,28h,34h,0a9h,60h,20h,7ah,

20h,21h,61h,74h,30h,62h,0a2h,7eh

;0h0hc9878654a321輪流顯示鍵盤因為無法表達*#就用H表示，B用8表示

end

這是我做成功的4X4鍵盤掃描源程序，P1.0-P1.3做四根列線，P1.4-P1.7做四根行線。

數(shù)碼管的字型表是按照標(biāo)準(zhǔn)接法做的，按對應(yīng)的按鍵數(shù)碼管顯示對應(yīng)的數(shù)字。

以下是源程序：

KEYBUFEQU30H

ORG00H

START:MOVKEYBUF,#2

MOVP2,#00001111B

WAIT:

MOVP1,#0FFH

CLRP1.4

MOVA,P1

ANLA,#0FH

XRLA,#0FH

JZNOKEY1

LCALLDELY10MS

MOVA,P1

ANLA,#0FH

XRLA,#0FH

JZNOKEY1

MOVA,P1

ANLA,#0FH

CJNEA,#0EH,NK1

MOVKEYBUF,#0

LJMPDK1

NK1:CJNEA,#0DH,NK2

MOVKEYBUF,#1

LJMPDK1

NK2:CJNEA,#0BH,NK3

MOVKEYBUF,#2

LJMPDK1

NK3:CJNEA,#07H,NK4

MOVKEYBUF,#3

LJMPDK1

NK4:NOP

DK1:

MOVA,KEYBUF

MOVDPTR,#TABLE

MOVCA,@A DPTR

MOVP0,A

DK1A:MOVA,P1

ANLA,#0FH

XRLA,#0FH

JNZDK1A

NOKEY1:

MOVP1,#0FFH

CLRP1.5

MOVA,P1

ANLA,#0FH

XRLA,#0FH

JZNOKEY2

LCALLDELY10MS

MOVA,P1

ANLA,#0FH

XRLA,#0FH

JZNOKEY2

MOVA,P1

ANLA,#0FH

CJNEA,#0EH,NK5

MOVKEYBUF,#4

LJMPDK2

NK5:CJNEA,#0DH,NK6

MOVKEYBUF,#5

LJMPDK2

NK6:CJNEA,#0BH,NK7

MOVKEYBUF,#6

LJMPDK2

NK7:CJNEA,#07H,NK8

MOVKEYBUF,#7

LJMPDK2

NK8:NOP

DK2:

MOVA,KEYBUF

MOVDPTR,#TABLE

MOVCA,@A DPTR

MOVP0,A

DK2A:MOVA,P1

ANLA,#0FH

XRLA,#0FH

JNZDK2A

NOKEY2:

MOVP1,#0FFH

CLRP1.6

MOVA,P1

ANLA,#0FH

XRLA,#0FH

JZNOKEY3

LCALLDELY10MS

MOVA,P1

ANLA,#0FH

XRLA,#0FH

JZNOKEY3

MOVA,P1

ANLA,#0FH

CJNEA,#0EH,NK9

MOVKEYBUF,#8

LJMPDK3

NK9:CJNEA,#0DH,NK10

MOVKEYBUF,#9

LJMPDK3

NK10:CJNEA,#0BH,NK11

MOVKEYBUF,#10

LJMPDK3

NK11:CJNEA,#07H,NK12

MOVKEYBUF,#11

LJMPDK3

NK12:NOP

DK3:

MOVA,KEYBUF

MOVDPTR,#TABLE

MOVCA,@A DPTR

MOVP0,A

DK3A:MOVA,P1

ANLA,#0FH

XRLA,#0FH

JNZDK3A

NOKEY3:

MOVP1,#0FFH

CLRP1.7

MOVA,P1

ANLA,#0FH

XRLA,#0FH

JZNOKEY4

LCALLDELY10MS

MOVA,P1

ANLA,#0FH

XRLA,#0FH

JZNOKEY4

MOVA,P1

ANLA,#0FH

CJNEA,#0EH,NK13

MOVKEYBUF,#12

LJMPDK4

NK13:CJNEA,#0DH,NK14

MOVKEYBUF,#13

LJMPDK4

NK14:CJNEA,#0BH,NK15

MOVKEYBUF,#14

LJMPDK4

NK15:CJNEA,#07H,NK16

MOVKEYBUF,#15

LJMPDK4

NK16:NOP

DK4:

MOVA,KEYBUF

MOVDPTR,#TABLE

MOVCA,@A DPTR

MOVP0,A

DK4A:MOVA,P1

ANLA,#0FH

XRLA,#0FH

JNZDK4A

NOKEY4:

LJMPWAIT

DELY10MS:

MOVR6,#10

D1:MOVR7,#248

DJNZR7,$

DJNZR6,D1

RET

TABLE:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,099H,092H,082H,0F8H,080H,090H;0-9

DB088H,083H,0C6H,0A1H,086H,08EH,089H,0CFH,0C7H,0C8H;A,B,C,D,E,F,H,I,L,N,

END

;P3.1數(shù)據(jù)采集控制

;P2.6P2.7個位十位顯示轉(zhuǎn)換控制

;P1口接8個開關(guān)模擬數(shù)據(jù)

;P1.0-P1.3為個位開關(guān)量輸入

;P1.4-P1.7為十位開關(guān)量輸入

;此程序僅供參考

;功能P1口接8個開關(guān)輸入量4個一組，分別為個位，十位輸入

;P0口接一個數(shù)碼管，依次顯示輸入量。P3.1控制是否讀入

;開關(guān)量。P2.6P2.7控制是否顯示個位

或十位

ORG100h

LJMPSTAR

STAR:MOVP1,#0FFH

SETBP3.1數(shù)據(jù)讀入標(biāo)志

MOVR0,#100，循環(huán)工作次數(shù)

LOOP:JBP3.1,$P3.1低電平時，采集P1口數(shù)據(jù)開關(guān)量處理顯示階段不再應(yīng)答P3.1

MOVA,P1

PUSHACC

ANLA,#0FH取個位數(shù)值

MOVR1,A個位數(shù)值保存到R1

POPACC

ANLA,#0F0H

SWAPA高4位轉(zhuǎn)成字節(jié)信息

MOVR2,A十位數(shù)值保存到R2

MOVDPTR,#TABLED

MOVA,R1

MOVCA,@A DPTR

MOVP0,A

CLRP2.6個位顯示

ACALLDELAY500MS

SETBP2.6

MOVA,R2

MOVCA,@A DPTR

MOVP0,A

CLRP2.7十位顯示

ACALLDELAY500MS

SETBP2.7

DJNZR0,LOOP

DELAY500MS:延時500毫秒子程略

RET

TABLED:DB0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8hDB80H,90H,88h,83h,0c6h,0a1h,86h,8eh

END

#include

typedefunsignedcharBYTE;

BYTEcodeTABLED[16]={0Xc0,0Xf9,0Xa4,0Xb0,0X99,0X92,0X82,0X0f8,0X80,0X90,0X88,0X83,0Xc6,0Xa1,0X86,0X8e};

BYTEDATled;

sbitP26=P2^6;

sbitP27=P2^7;

sbitP31=P3^1;

intTIME;

voidtimedelay(DTIME)

intDTIME;

{

intI;

for(I=0;I4;

P0=TABLED[TEMP];

P27=0;

timedelay(TIME);

P27=1;

}

1．實驗任務(wù)

在8X8　LED點陣上顯示柱形，讓其先從左到右平滑移動三次，其次從右到左平滑移動三次，再次從上到下平滑移動三次，最后從下到上平滑移動三次，如此循環(huán)下去。

2．電路原理圖

圖4.24.1

3．硬件電路連線

(1)．把“單片機系統(tǒng)”區(qū)域中的P1端口用8芯排芯連接到“點陣模塊”區(qū)域中的“DR1－DR8”端口上；

(2)．把“單片機系統(tǒng)”區(qū)域中的P3端口用8芯排芯連接到“點陣模塊”區(qū)域中的“DC1－DC8”端口上；

4．程序設(shè)計內(nèi)容

(1)．8X8　點陣LED工作原理說明

8X8點陣LED結(jié)構(gòu)如下圖所示

圖4.24.2

從圖4.24.2中可以看出，8X8點陣共需要64個發(fā)光二極管組成，且每個發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交叉點上，當(dāng)對應(yīng)的某一列置1電平，某一行置0電平，則相應(yīng)的二極管就亮；因此要實現(xiàn)一根柱形的亮法，如圖49所示，對應(yīng)的一列為一根豎柱，或者對應(yīng)的一行為一根橫柱，因此實現(xiàn)柱的亮的方法如下所述：

一根豎柱：對應(yīng)的列置1，而行則采用掃描的方法來實現(xiàn)。

一根橫柱：對應(yīng)的行置0，而列則采用掃描的方法來實現(xiàn)。

5．匯編源程序

ORG00H

START:NOP

MOVR3,#3

LOP2:MOVR4,#8

MOVR2,#0

LOP1:MOVP1,#0FFH

MOVDPTR,#TABA

MOVA,R2

MOVCA,@A DPTR

MOVP3,A

INCR2

LCALLDELAY

DJNZR4,LOP1

DJNZR3,LOP2

MOVR3,#3

LOP4:MOVR4,#8

MOVR2,#7

LOP3:MOVP1,#0FFH

MOVDPTR,#TABA

MOVA,R2

MOVCA,@A DPTR

MOVP3,A

DECR2

LCALLDELAY

DJNZR4,LOP3

DJNZR3,LOP4

MOVR3,#3

LOP6:MOVR4,#8

MOVR2,#0

LOP5:MOVP3,#00H

MOVDPTR,#TABB

MOVA,R2

MOVCA,@A DPTR

MOVP1,A

INCR2

LCALLDELAY

DJNZR4,LOP5

DJNZR3,LOP6

MOVR3,#3

LOP8:MOVR4,#8

MOVR2,#7

LOP7:MOVP3,#00H

MOVDPTR,#TABB

MOVA,R2

MOVCA,@A DPTR

MOVP1,A

DECR2

LCALLDELAY

DJNZR4,LOP7

DJNZR3,LOP8

LJMPSTART

DELAY:MOVR5,#10

D2:MOVR6,#20

D1:MOVR7,#248

DJNZR7,$

DJNZR6,D1

DJNZR5,D2

RET

TABA:DB0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,07FH

TABB:DB01H,02H,04H,08H,10H,20H,40H,80H

END

6．C語言源程序

#include0;j--);

}

voidmain(void)

{

unsignedchari,j;

while(1)

{

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

//fromlefttoright3time

{

for(i=0;i<8;i )

{

P3=taba[i];

P1=0xff;

delay1();

}

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

//fromrighttoleft3time

{

for(i=0;i<8;i )

{

P3=taba[7-i];

P1=0xff;

delay1();

}

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

//fromtoptobottom3time

{

for(i=0;i<8;i )

{

P3=0x00;

P1=tabb[7-i];

delay1();

}

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

//frombottomtotop3time

{

for(i=0;i<8;i )

{

P3=0x00;

P1=tabb[i];

delay1();

}

}}

}

LED點陣顯示實驗

一.實驗要求

編程實現(xiàn)中英文字符的顯示。

二.實驗?zāi)康?/p>

1.了解LED點陣顯示的基本原理和實現(xiàn)方法。

2.掌握點陣漢字庫的編碼和從標(biāo)準(zhǔn)字庫中提取漢字編碼的方法。

三.實驗電路及連線

點陣顯示模塊WTD3088的（紅色）列輸入線接至內(nèi)部LED的陰極端，行輸入線接至內(nèi)部LED的陽極端（若陽極端輸入為高電平，陰極端輸入低電平，則該LED點亮）。發(fā)光點的分布如圖22-0所示。

Fig22-0WTD3088LED分布

如圖22-1示，本實驗?zāi)K使用74LS374來控制列輸入線的電平值。將74LS374的某輸出置0，則對應(yīng)的LED陰極端被置低。如圖22-2示，本實驗?zāi)K使用74LS273來控制行輸入線，并通過9013提供電流驅(qū)動。將74LS273的某輸出置1，則對應(yīng)的LED陽極端被置高。每次系統(tǒng)重新開啟或總清后，74LS273輸出為全0，LED顯示被關(guān)閉。

通過編程控制各顯示點對應(yīng)LED陽極和陰極端的電平，就可以有效的控制各顯示點的亮滅。

Fig22-1LED模塊及列掃描電路

Fig22-2行掃描電路

Fig22-3地址譯碼電路

本實驗?zāi)K使用4塊WTD3088組成16×16點陣，以滿足漢字顯示的要求。為了方便的控制四個單元，使用了一片74LS139譯碼，產(chǎn)生四個地址片選信號：CLKR1=CSLED，CLKR2=CSLED 1，用于行控制的兩片74LS273；CLKC1=CSLED 2，CLKC2=CSLED 3，用于列控制的兩片74LS374。

實驗接線:按示例程序，模塊的CSLED接51/96地址的8000H。

四.實驗說明

使用高亮度LED發(fā)光管構(gòu)成點陣，通過編程控制可以顯示中英文字符、圖形及視頻動態(tài)圖形。LED顯示以其組構(gòu)方式靈活、亮度高、技術(shù)成熟、成本低廉等特點在證券、運動場館及各種室內(nèi)/外顯示場合得到廣泛的應(yīng)用。

所顯示字符的點陣數(shù)據(jù)可以自行編寫（即直接點陣畫圖），也可從標(biāo)準(zhǔn)字庫（如ASC16、HZ16）中提取。后者需要正確掌握字庫的編碼方法和字符定位的計算。

實驗盤片中“字符轉(zhuǎn)換”子目錄下提供的Basc16.exe,BHz16.exe可方便的將單個字符的碼表從標(biāo)準(zhǔn)字庫Asc16,Hzk16中提取出來。具體使用方法是運行上述可執(zhí)行程序，根據(jù)提示輸入所需字符（如是漢字還需要先啟動dos下的漢字環(huán)境，如ucdos，pdos95等）。程序?qū)⒃撟址拇a表提取出來，存放在該字符ASC或區(qū)位碼為文件名稱的.dat文件中。用戶只需將該文件中內(nèi)容拷貝、粘貼到自己的程序中即可。但需要注意字節(jié)排列順序、字節(jié)中每一位與具體顯示點的一一對應(yīng)關(guān)系，必要時還要對碼表稍作修改。同一目錄下還提供了上述可執(zhí)行程序的源文件，使用BC3.1編寫，供用戶參考。

五.實驗程序框圖

用戶應(yīng)留心其中行掃描的實現(xiàn)及碼表的處理。

六.實驗程序：

（一）提供LEDA51演示Asc16字符的簡單點陣顯示。

;________*LED點陣顯示示例程序______________________*

;__該程序顯示Asc16字符__

;__為了簡單起見，程序只顯示一個字符__

;__該程序針對T598實驗機的模塊14__

;____________________________________________________

CSLEDEQU8000H

CSR1EQUCSLED;行1273

CSR2EQUCSLED 1H;行2273

CSC1EQUCSLED 2H;列1374

CSC2EQUCSLED 3H;列2374

ORG0000H

MOVSP,#60H

INIT:MOVA,#0H;關(guān)閉行

MOVDPTR,#CSR1

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#CSR2

MOVX@DPTR,A

MOVA,#0FFH;關(guān)閉列

MOVDPTR,#CSC1

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#CSC2

MOVX@DPTR,A

D:MOVR5,#00H

MOVR4,#01H;每次為單行掃描

DISP:

MOVA,R5

MOVDPTR,#ASCE;此處設(shè)定所要顯示的字符

MOVCA,@A DPTR

CPLACC;代碼取反,決定顯示的陰陽

MOVDPTR,#CSC2

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#CSR1

MOVA,R4

MOVX@DPTR,A

RLACC

MOVR4,ACC

INCR5

LCALLDELAY

CJNER5,#8H,DISP

MOVA,#0H

MOVX@DPTR,A

MOVR5,#08H

MOVR4,#01H

DISP2:

MOVA,R5

MOVDPTR,#ASCE

MOVCA,@A DPTR

CPLACC

MOVDPTR,#CSC2

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#CSR2

MOVA,R4

MOVX@DPTR,A

RLACC

MOVR4,ACC

INCR5

LCALLDELAY

CJNER5,#10H,DISP2

MOVA,#0H

MOVX@DPTR,A

SJMPD

;________延時子程序,協(xié)調(diào)字符顯示速度____________*

DELAY:MOVR7,#1H

DL1:MOVR6,#00H

DL2:DJNZR6,DL2

DJNZR7,DL1

RET

;________字符點陣字庫______________*

;ASC16字符編碼排列

;14

;15

;高位D7--D0

;請注意編碼的排列次序和實際顯示點陣分布的關(guān)系

ASCA:DB00H,00H,10H,38H,6CH,0C6H,0C6H,0FEH

DB0C6H,0C6H,0C6H,0C6H,00H,00H,00H,00H

ASCE:DB00H,00H,0FEH,66H,62H,68H,78H,68H

DB60H,62H,66H,0FEH,00H,00H,00H,00H

ASCD:DB00H,00H,0F8H,6CH,66H,66H,66H,66H

DB66H,66H,6CH,0F8H,00H,00H,00H,00H

ASCK:DB00H,00H,0E6H,66H,66H,6CH,78H,78H

DB6CH,66H,66H,0E6H,00H,00H,00H,00H

;____________________________________________________

END

（二）LEDHZ51兩個示例程序。和Hz16字符的簡單點陣顯示。

;________*LED點陣顯示示例程序______________________*

;__該程序顯示hz16字符__

;__為了簡單起見，程序只顯示一個字符__

;__該程序針對T598實驗機的模塊14__

;____________________________________________________

CSLEDEQU8000H

CSR1EQUCSLED;行1273

CSR2EQUCSLED 1H;行2273

CSC1EQUCSLED 2H;列1374

CSC2EQUCSLED 3H;列2374ORG0000H

MOVSP,#60H

INIT:MOVA,#0H;關(guān)閉LED顯示

MOVDPTR,#CSR1

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#CSR2

MOVX@DPTR,A

MOVA,#0FFH;關(guān)閉LED顯示

MOVDPTR,#CSC1

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#CSC2

MOVX@DPTR,A

D:MOVR5,#00H

MOVR4,#01H

DISP:

MOVA,R5

RLACC

MOVDPTR,#HZAI

MOVCA,@A DPTR

CPLACC

MOVDPTR,#CSC2

MOVX@DPTR,A

MOVA,R5

RLACC

INCACC

MOVDPTR,#HZAI

MOVCA,@A DPTR

CPLACC

MOVDPTR,#CSC1

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#CSR1

MOVA,R4

MOVX@DPTR,A

RLACC

MOVR4,ACC

INCR5

LCALLDELAY

CJNER5,#8H,DISP

MOVA,#0H

MOVX@DPTR,A

MOVR5,#08H

MOVR4,#01H

DISP2:

MOVA,R5

RLACC

MOVDPTR,#HZAI

MOVCA,@A DPTR

CPLACC

MOVDPTR,#CSC2

MOVX@DPTR,A

MOVA,R5

RLACC

INCACC

MOVDPTR,#HZAI

MOVCA,@A DPTR

CPLACC

MOVDPTR,#CSC1

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#CSR2

MOVA,R4

MOVX@DPTR,A

RLACC

MOVR4,ACC

INCR5

LCALLDELAY

CJNER5,#10H,DISP2

MOVA,#0H

MOVX@DPTR,A

SJMPD

;________延時子程序,協(xié)調(diào)字符顯示速度____________*

DELAY:MOVR7,#1H

DL1:MOVR6,#00H

DL2:DJNZR6,DL2

DJNZR7,DL1

RET

;________字符點陣字庫______________*

;HZ16字符編碼排列

;01

;23

;2829

;3031

;高位D7--D0

HZAI:DB00H,78H,3FH,80H,11H,10H,09H,20H

DB7FH,0FEH,42H,02H,82H,04H,7FH,0F8H

DB04H,00H,07H,0F0H,0AH,20H,09H,40H

DB10H,80H,11H,60H,22H,1CH,0CH,08H

HZDI:DB00H,80H,40H,80H,20H,88H,2FH,0FCH

DB08H,88H,08H,88H,0E8H,88H,2FH,0F8H

DB28H,88H,28H,88H,28H,88H,2FH,0F8H

DB28H,08H,50H,06H,8FH,0FCH,00H,00H

HZKE:DB01H,00H,01H,04H,0FFH,0FEH,01H,00H

DB01H,10H,1FH,0F8H,10H,10H,10H,10H

DB10H,10H,1FH,0F0H,14H,50H,04H,40H

DB04H,40H,08H,42H,10H,42H,60H,3EH

;____________________________________________________

END

基于89C51的計算機可鎖定加密鍵盤設(shè)計

摘要：介紹PC鍵盤和鍵盤接口的PS/2通信協(xié)議，以及用89C51實現(xiàn)可鎖定鍵盤的軟件和硬件設(shè)計方法。具有安全可靠、容錯能力強、可以直接采用標(biāo)準(zhǔn)鍵盤進行改裝、便于實現(xiàn)等優(yōu)點，并保留標(biāo)準(zhǔn)鍵盤的全部功能。

關(guān)鍵詞：PS/289C51C51鍵盤

引言

在智能儀器、自動控制等領(lǐng)域，已大量使用嵌入式PC，如Advantech公司的PC/104、AMD公司的DIMM-PC等。為適應(yīng)開放式、模塊化的要求，嵌入式PC具有標(biāo)準(zhǔn)的PC接口，如VGA顯示器控制接口、以太網(wǎng)接口、RS232接口、PC/AT鍵盤接口等。所以，可以用標(biāo)準(zhǔn)的PC鍵盤對嵌入式PC進行操作與控制。鍵盤在輸入指令之后，可能很長一段時間不用。為計算機安全和防止誤觸發(fā)，需要將鍵盤鎖定，還要對某些鍵采取屏蔽措施，但是PC標(biāo)準(zhǔn)鍵盤不能滿足這些要求。本文介紹一種用89C51設(shè)計實現(xiàn)的可鎖定加密PC/AT鍵盤。

1鍵盤功能及工作原理

PC鍵盤功能主要有按鍵識別、去抖、重鍵處理、發(fā)送掃描碼、自動重發(fā)、接收鍵盤命令、處理命令等。鍵盤有編碼鍵盤和非編碼鍵盤。編碼鍵盤程序設(shè)計簡單，但硬件電路復(fù)雜，價格較高；非編碼鍵盤用軟件來實現(xiàn)識別鍵、編碼轉(zhuǎn)換、去抖等功能，硬件電路簡單，價格便宜。現(xiàn)代微機系統(tǒng)中廣泛采用非編碼鍵盤。PC鍵盤多采用18行×8列的二維矩陣行列結(jié)構(gòu)。采用行掃描法識別按下的按鍵。

2PS/2協(xié)議

PS/2協(xié)議是外設(shè)與主機之間通信的一種同步雙向串行協(xié)議。在該協(xié)議中主機擁有較高的優(yōu)先級，在一定條件下可以終止外設(shè)正在進行的發(fā)送過程。PS/2協(xié)議采用的傳送數(shù)據(jù)幀的格式為：1位起始位（0）、8位數(shù)據(jù)位、1位奇偶校驗位、1位停止位（1）。數(shù)據(jù)發(fā)送時低位在前，高位在后。外設(shè)每收到主機發(fā)來的1幀數(shù)據(jù)，都要緊隨該幀的停止位發(fā)送一個握手位ACK（0）應(yīng)答主機。然后，外設(shè)還要發(fā)1幀應(yīng)答數(shù)據(jù)（0xF0），表示外設(shè)已經(jīng)完整地接收到了主機的命令；而主機則不需發(fā)送握手位，也不需要發(fā)送應(yīng)答幀。

2.1鍵盤到PC鍵盤接口的通信

當(dāng)時鐘線和數(shù)據(jù)線均為高電平時，允許鍵盤發(fā)送數(shù)據(jù)，系統(tǒng)將接收數(shù)據(jù)；當(dāng)時鐘線被拉為低電平時，表明系統(tǒng)禁止數(shù)據(jù)傳輸。圖1給出了發(fā)送時序，包含1個低電平觸發(fā)的起始位、8位數(shù)據(jù)位、1個奇校驗位和1個高電平的結(jié)束位。

2.2PC系統(tǒng)到鍵盤的通信協(xié)議

(1)鍵盤命令及執(zhí)行過程

①FFH：復(fù)位鍵盤。系統(tǒng)通過此軟件復(fù)位命令使鍵盤進入程序復(fù)位和內(nèi)部自測試，稱為基本保證測試（BAT）。復(fù)位鍵盤的過程如下：

a.鍵盤收到FFH后立即回送ACK（FAH）作答；

b.鍵盤接口收到ACK后，將鍵盤時鐘和數(shù)據(jù)線置為高電平；

c.鍵盤檢測到此狀態(tài)后開始BAT操作；

d.如果BAT正確完成，鍵盤發(fā)送AAH以表示結(jié)束，

否則以FDH（或其它任何值）表示診斷有誤。

②FEH：重新發(fā)送。當(dāng)系統(tǒng)檢測

到從鍵盤送來的任何傳輸錯誤時，它便向鍵盤發(fā)送FEH命令。鍵盤接收到此命令后，將重新送出原來的內(nèi)容。③FDH~F7H：空操作（保留未用）。

④F6H：設(shè)置缺省值。此命令使鍵盤所有條件復(fù)位到電源接通時的缺省狀態(tài)，鍵盤繼續(xù)掃描。

⑤F5H：設(shè)置缺省值和停止鍵盤。此命令使鍵盤所有條件復(fù)位到電源接通時的缺省狀態(tài)，并停止鍵盤掃描，等待下一個鍵盤命令。

⑥F4H：啟動鍵盤。鍵盤接收到此命令后，用ACK（FAH）作答，清除輸出緩沖器，并啟動鍵盤開始掃描。

⑦F3H：設(shè)置拍發(fā)速率和延時參數(shù)。每當(dāng)按下任一鍵時，鍵盤以拍發(fā)速率連續(xù)送出鍵的接通碼，直到鍵被釋放為止。延時參數(shù)是指按下一鍵后，鍵盤輸出的響應(yīng)時間。

系統(tǒng)缺省設(shè)置：拍發(fā)速率=10個/s±20，延時=500ms±20。

當(dāng)要改變設(shè)置時可以使用F3H命令，并后跟一個字節(jié)的參數(shù)。參數(shù)定義如表1所列。

表1

D6D5

D4D3

D2D1D0

計算拍發(fā)速率和響應(yīng)延時的公式如下：

拍發(fā)速率=1/[（8 A）×2B×0.00417]（1/s）

響應(yīng)延時=（1 C）×250（ms）

注：缺省的延時參數(shù)值為2CH。

此命令的執(zhí)行過程如下：

a.鍵盤收到F3H命令后，用FAH予以響應(yīng)，并停止

掃描和等待隨后的參數(shù)；

b.鍵盤若收到隨后的設(shè)置參數(shù)，用另一個ACK響

應(yīng)，并按其參數(shù)設(shè)置新的拍發(fā)速率和響應(yīng)延時，

之后重新開始掃描（若鍵盤原來是開放的）；

c.鍵盤若收到FAH命令，但無隨后的設(shè)置參數(shù)，則

鍵盤結(jié)束命令設(shè)置，并保持原來的拍發(fā)速率和響

應(yīng)延時，停止掃描。

⑧F2H，F(xiàn)1，EFH：保留未用。

⑨F0H：設(shè)置鍵盤掃描碼命令。此命令用于設(shè)置鍵盤的掃描碼，后跟參數(shù)指定三種掃描碼的哪一種。鍵盤復(fù)位時，默認(rèn)掃描碼是第二種。

⑩EEH：回送命令。此命令用于輔助診斷，要求鍵盤接收到EEH時也要回送EEH予以響應(yīng)。若鍵盤原來是開放的，則繼續(xù)掃描。

EDH：置位/復(fù)位LED指示器。鍵盤右上角有三個LED指示器，分別反映Caps、Num和Scroll三個鍵的鎖定情況。參數(shù)字節(jié)如表2所列。

表2

D7D3

保留

1=激勵CapsLED

1=激勵NumLED

1=激勵ScrollLED

此命令執(zhí)行過程與F3H相似。若命令后跟參數(shù)，則按參數(shù)設(shè)定LED狀態(tài)并繼續(xù)掃描。若僅有命令無參數(shù)，則不改變LED原狀態(tài)，并停止掃描。

(2)鍵盤響應(yīng)

鍵盤在下列四種情況下都會向鍵盤接口發(fā)送數(shù)據(jù)。

①按下任一鍵，鍵盤以拍發(fā)速率向接口發(fā)送鍵盤接通掃描碼。

②釋放所按下的鍵，鍵盤發(fā)送斷開掃描碼。

③系統(tǒng)向鍵盤發(fā)送鍵盤命令后，鍵盤回送應(yīng)答。

④當(dāng)用戶按鍵速度超出鍵盤所能容納的最大鍵個數(shù)時，鍵盤做出響應(yīng)。

后三種情況稱為鍵盤響應(yīng)。響應(yīng)字節(jié)有7個，定義如下。

①FEH：重新發(fā)送響應(yīng)。當(dāng)鍵盤收到一個無效的鍵盤命令，或者檢測到奇偶錯的鍵盤命令時，鍵盤回送響應(yīng)字節(jié)為FEH，要求系統(tǒng)重發(fā)鍵盤命令。

②FAH：正常應(yīng)答。對任何一個有效的鍵盤命令，鍵盤回送FAH予以響應(yīng)。

③00H：超限應(yīng)答。當(dāng)用戶按鍵速度超出鍵盤所能容納的最大鍵符個數(shù)時（16個字節(jié)的緩沖器），鍵盤發(fā)送00H。

④FDH：診斷故障應(yīng)答。鍵盤接受軟件復(fù)位命令，執(zhí)行自測試過程中。若檢測到故障，則以FDH應(yīng)答。此時，鍵盤停止掃描并等待下一個鍵盤命令。

⑤AAH：診斷正常應(yīng)答。鍵盤在軟件復(fù)位過程中，正常完成BAT測試，以AAH應(yīng)答。

⑥FEH：回響命令的應(yīng)答，對鍵盤FEH命令的應(yīng)答。

⑦F0H：斷開掃描碼前綴，鍵盤對鍵符按下后釋放的應(yīng)答，第一個字節(jié)為F0H，第二個字節(jié)為接通掃描碼（有幾個鍵例外）。

3硬件設(shè)計

PC系列鍵盤采用18行×8列的矩陣行列結(jié)構(gòu)。89C51單片機有4個8位I/O端口，因此可以采用P0、P2口再加上P3口的2個（P3.6和P3.7）作為行掃描線。P1口作為列輸入線（如果用P0口作列輸入線，必須加上拉電阻）。采用P3.0、P3.1作為數(shù)據(jù)線和時鐘線與PC系統(tǒng)進行通信，用P3.2、P3.4、P3.5控制鍵盤上的3個指示燈。硬件原理如圖3所示。

鍵盤與計算機通過一個五芯（PS/2接口為六芯）插座相接，4個有效引腳的定義分別是電源（VCC）、地（GND）、串行時鐘線（SCK）、串行數(shù)據(jù)線（SIO）。

4軟件設(shè)計

①消抖及重鍵處理：通過軟件上延時程序來消除抖動；采用后按鍵優(yōu)先處理，即多鍵同時按下時，只重復(fù)發(fā)送最后按下鍵的掃描碼。

②程序包括鍵盤掃描子程序、發(fā)送鍵碼子程序、發(fā)送數(shù)據(jù)子程序、接收命令子程序、定時器1中斷服務(wù)程序、主程序等。鍵盤掃描子程序用于掃描鍵狀態(tài)，將被按鍵的位置號存入緩沖器中；發(fā)送鍵碼子程序用于將緩沖區(qū)鍵的接通碼或斷開碼發(fā)送給計算機鍵盤接口或者存在鍵盤密碼緩沖區(qū)中；發(fā)送數(shù)據(jù)子程序用于將數(shù)據(jù)發(fā)給計算機鍵盤接口；接收命令子程序用于接收計算機鍵盤接口發(fā)來的鍵盤命令；定時器1中斷服務(wù)子程序用于給程序中的延時提供標(biāo)準(zhǔn)時鐘，并具有軟件看門狗功能，防止軟件出現(xiàn)死機現(xiàn)象；主程序用于系統(tǒng)初始化，子程序調(diào)度，鎖定狀態(tài)的顯示等。

圖6發(fā)送緩沖區(qū)鍵碼子程序流程圖

圖4~6是主要軟件模塊的流程圖。單片機源程序見本刊網(wǎng)絡(luò)補充版（.com）。

5結(jié)論

本文介紹的PC/AT鍵盤具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計靈活、安全可靠的特點，可用于標(biāo)準(zhǔn)PC和嵌入式PC。本鍵盤可以在標(biāo)準(zhǔn)的鍵盤基礎(chǔ)上進行改造，只需換掉原來的控制芯片即可，可節(jié)省設(shè)計成本。

單片機C51編程幾個有用的模塊(1)

KeilC51常用功能模塊使用說明

說明

本文檔包括單片機系統(tǒng)中常用到的時鐘中斷、通訊及鍵盤掃描等模塊(見所附源程序)的說明。這些模塊使用前后臺系統(tǒng)模型。為達到最大的靈活性,需要在用戶工程中定義config.h文件,在其中定義各模塊可選參數(shù)的設(shè)置，而不是直接更改源代碼。

這些可選內(nèi)容大部分為宏定義，如果不定義宏相應(yīng)的功能在編譯時被屏蔽，不會增加代碼長度。具體可選內(nèi)容見各模塊中的說明。

在Config.h文件中還要包含一個單片機硬件的資源頭文件。

各模塊使用了定義在Common.h中的一些數(shù)據(jù)類型。如:BIT(bit)BYTE(unsignedchar)等，具體請參見源程序。

時鐘模塊

在單片機軟件設(shè)計中,時鐘是重要資源,為了充分利用時鐘資源,故設(shè)計本時鐘模塊。本模塊使用定時器0，在完成用戶指定功能的同時,還能夠自動處理一些其它模塊中與時鐘相關(guān)的信息。

時鐘模塊由聲明文件Timer.h以及實現(xiàn)文件Timer.c組成。

用戶應(yīng)該在Config.h中定義宏TIMER_RELOAD來設(shè)定定時器0的重裝載初值。推薦的定時器0的中斷時間大于1毫秒。

在程序的初始化階段調(diào)用時鐘模塊的初始化函數(shù)InitTimerModule()之后，就可以使用時鐘模塊所以支持的各種功能。具體描述如下：

延時：當(dāng)用戶需要進行一定時間的延時時，可以通過調(diào)用Delay()來進行，參數(shù)為時鐘中斷的次數(shù)。如時鐘中斷周期為1ms，想進行100ms的延時，則可以調(diào)用Delay(100)。

注意：

如果延時的絕對時間小于時鐘中斷的周期，則不能夠用本方法做到延時。

定時：當(dāng)程序中需要使用定時功能時，如等待某外部事件，如果在一定時間內(nèi)發(fā)生則繼續(xù)執(zhí)行，如果在這段時間內(nèi)發(fā)生，則認(rèn)為出現(xiàn)錯誤，轉(zhuǎn)向錯誤處理機制。

在此推薦一種編程模式，但用戶可以用自己認(rèn)為更合理的方式處理此類問題。

這里簡單說明一下關(guān)于阻塞式函數(shù)及非阻塞式函數(shù)。簡單說，阻塞式函數(shù)就是當(dāng)檢測完成條件，如

果不能夠完成則等待，如：

voidCheckSomething()

{

//gbitSuccessFlagisaglobalvariable

while(gbitSuccessFlag==FALSE)

{

//donothingbutwaiting

}

可以看到，當(dāng)bitSuccessFlag沒有被設(shè)置為TRUE時，函數(shù)保持等待狀態(tài)不返回，這樣就是阻塞式的函數(shù)。

另外一種情況：

BITCheckSomething()

{

if(gbitSuccessFlag==TRUE)

{

//…

returnTRUE;

}

returnFALSE;

}

在這里，如果所檢測的事件有沒有完成，函數(shù)進行檢測之后，立刻返回，通過返回值報告完成情況，如果沒有完成，則等待調(diào)用者分配再次執(zhí)行的機會。這樣的函數(shù)就是非阻塞函數(shù)。

在應(yīng)用定時功能時，首先要將檢測函數(shù)定義成非阻塞函數(shù)。如上面的第二個版本的CheckSomething。

然后下面模式：

BITbitDone=FALSE;

ResetClock();//cleartimerinterrupttimescounter

while(GetClock()

{

if(CheckSomething()==TRUE)

{

bitDone=TRUE;

break;

}

if(bitDone==FALSE)

{

//processtimeout

}或者簡單寫成：

BITbitDone=FALSE;

ResetClock();

while(GetClock()=(z))

當(dāng)然，用戶也可以將IsPackageHeader和IsPackageTailer定義成為函數(shù)，通過BIT類型的返回值來向調(diào)用者提供與相應(yīng)宏相同的信息。

另一種辦法需要在Config.h文件中定義宏SCOMM_ComplexPackageFormat。(需要注意的是，不能夠同時定義SCOMM_SimplePackageFormat和SCOMM_ComplexPackageFormat宏，否則會造成嚴(yán)重的不可預(yù)見性錯誤。

這時需要提供回調(diào)函數(shù)QueryPackageFormat，原形如下：

BYTEQueryPackageFormat(BYTEbyData,BYTEbyCount,BYTEbyParam);

函數(shù)中三個參數(shù)的含義與使用簡單數(shù)據(jù)包格式時判斷數(shù)據(jù)包尾的宏的參數(shù)相同。

函數(shù)通過返回值來通知作為調(diào)用者的接收函數(shù)對接收到的數(shù)據(jù)如何處理，但目前這種方法僅為需要處理復(fù)雜數(shù)據(jù)包格式時的一種可選方法，但不推薦。用戶如果想使用這種方法可以自己更改接收函數(shù)中相應(yīng)的

#ifdefSCOM_ComplexPackageFormat

#endif//SCOMM_ComplexPackageFormat

預(yù)編譯指令之間的內(nèi)容。

例如指定QueryPackageFormat的返回值的含義：

0：繼續(xù)找數(shù)據(jù)包頭或繼續(xù)找數(shù)據(jù)包尾。

1：找到數(shù)據(jù)包頭。

2：找到數(shù)據(jù)包尾。

3：數(shù)據(jù)包出錯，需要拋棄。

然后更改源代碼來實現(xiàn)上面的協(xié)議。

注意：當(dāng)用戶需要使用字符串的時候，可以利用簡單的包裝函數(shù)將字符串轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)組。所以沒有必要提供專用的字符串處理函數(shù)。

鍵盤掃描模塊

鍵盤掃描模塊有兩種工作方式,一種為自動的由時鐘模塊調(diào)用,另一種是由程序員自行調(diào)用。

1)由時鐘模塊自動調(diào)用的方式

將時鐘模塊實現(xiàn)文件(Timer.h)及鍵盤掃描模塊的實現(xiàn)文件(KBScan。c)包含進工程,在Config.h文件中添加TIMER_KBSCANDELAY宏。時鐘模塊自動對時鐘中斷進行計數(shù),當(dāng)達到TIMER_KBSCANDELAY宏所定義的值后,自動調(diào)用鍵盤掃描模塊中的函數(shù)KBScanProcess()進行鍵盤掃描，也就是說，這個宏的值可以決定按鍵消抖動的時間。

用戶應(yīng)該提供兩個回調(diào)函數(shù)OnKBScan()及OnKeysPressed()。在函數(shù)OnKBScan中進行鍵盤掃描,并返回掃描碼。掃描碼的類型缺省為BYTE,當(dāng)鍵盤規(guī)模較大時,BYTE不能夠完全包含鍵盤信息時,可在Config.h文件中重定義宏KBvalue,如下:

#defineKBvalueWORD

這樣,就可以使用16位的鍵盤掃描碼,如果此時還達不到要求,可以將鍵盤掃描碼定義成一個結(jié)構(gòu),但這樣做將會增加代碼量及消耗更多的RAM資源,故不推薦。

掃描模塊調(diào)用OnKBScan取得掃描碼,并調(diào)用用戶可以重定義的宏IsNoKeyPressed來判斷是否有鍵按下,缺省的IsNoKeyPressed實現(xiàn)如下:

#defineIsNoKeyPressed(x)((x)==0x00)

即認(rèn)為OnKBScan返回0掃描碼時為沒有鍵按下,如果掃描函數(shù)返回其它非零掃描碼做為無鍵按下的掃描碼時,可以在Config.h文件中重定義IsNoKeyPressed宏的實現(xiàn)。

8位鍵盤掃描碼(缺省值)時,相應(yīng)的掃描函數(shù)為:

BYTEOnKBScan()

當(dāng)掃描模塊經(jīng)過軟件消抖動之后,發(fā)現(xiàn)有鍵按下,就會調(diào)用另一個回調(diào)函數(shù)OnKeysPressed。函數(shù)的聲明應(yīng)該如下:

voidOnKeyPressed(BYTEbyKBvalue,BYTEbyState)

其中中的參數(shù)byKBvalue的類型為BYTE,此為缺省值,如果使用其它類型的掃描碼,就將此參數(shù)變?yōu)橄鄳?yīng)類型。這個值由OnKBScan返回。另一個參數(shù)byState在通常情況下為零。但當(dāng)用戶在Config.h中定義宏KBSCAN_BRUSTCOUNT，同時鍵盤上的某鍵被按住不放時,掃描模塊對它自己的調(diào)用(注意這里和TIMER_KBSCANDELAY宏不同,TIMER_KBSCANDELAY是時鐘中斷足夠的次數(shù)后調(diào)用掃描模塊,而KBSCAN_BRUSHCOUNT為掃描模塊自身的被調(diào)用次數(shù))進行計數(shù)，當(dāng)達到KBSCAN_BRUSTCOUNT時，掃描模塊調(diào)用OnKeysPressed，此時第一個參數(shù)的含義不變，而byState變成1,同時計數(shù)器復(fù)位，又經(jīng)過一段時間后，用值為3的byState調(diào)用OnKeysPressed。這樣就可以很方便的實現(xiàn)多功能鍵或者檢測某鍵的長時間被按下。

2)由用戶自行調(diào)用

由用戶自行在程序中調(diào)用掃描模塊，而不是由時鐘中斷自行調(diào)用。其它與方式1相同。

注意：

1)函數(shù)KBScanProcess為非阻塞函數(shù)，它將在很快的時間內(nèi)返回，等待再次分配給它執(zhí)行的機會。

2)函數(shù)KBScanProcess是在時鐘中斷外部運行的，它的過程可以被任何中斷打斷，但不影響系統(tǒng)運行。

3)byState的最大值為250，之后被復(fù)位為零。

應(yīng)用舉例

現(xiàn)在來舉例說明上述幾個模塊的使用方法。

硬件環(huán)境描述：

為了控制一盞燈，需要單片機提供一個做控制功能的開關(guān)量，這里不描述外部接口電路，只說明當(dāng)單片機的P10腳為高電平時，燈滅，當(dāng)P10腳為低電平時，燈亮。

可以通過計算機由串口發(fā)送命令來控制，或通過一個按鍵(pus

hbutton不是自鎖式的按鍵)來手動控制(按鍵接在P11腳上，當(dāng)鍵沒有按下時，P11電平為高，鍵按下時，引腳電平被接低)，當(dāng)使用按鍵手動控制的時候，需要給計算機發(fā)送通知。

設(shè)定串口通訊指令如下：

數(shù)據(jù)包由0xff做包頭，4個字節(jié)長，第二個字節(jié)為命令代碼，第三個字節(jié)為數(shù)據(jù)，最后一個字節(jié)為校驗位。

命令和數(shù)據(jù)代碼有如下組合：

(計算機發(fā)給單片機)

0x100x01:計算機控制燈亮。(數(shù)據(jù)位是非零值即可)

0x100x00:計算機控制燈滅。

(單片機發(fā)給計算機)

0x110x01：單片機正常執(zhí)行控制指令，返回。(數(shù)據(jù)位是非零值即可)

0x110x00:單片機不能夠正常執(zhí)行控制指令，或控制指令錯(不明含義的數(shù)據(jù)包或校驗錯等)。

0x120x01：手動控制燈亮。(數(shù)據(jù)位是非零值即可)

0x120x00:手動控制燈滅。建立工程：

在硬盤上建立文件夾Projects，在Projects下建立Common文件夾及Example文件夾。將各模塊的頭文件及實現(xiàn)文件拷貝到Common文件夾下(推薦使用這樣的文件組織結(jié)構(gòu)，其它工程也可以建立在Projects下，各工程共享Common文件夾中的代碼)。

啟動KeilC的IDE，在Example下建立新工程，將各模塊的實現(xiàn)文件包含進工程。

在Example文件夾下建立Output文件夾，更改工程設(shè)置，將Output作為輸出文件和List文件的輸出文件夾(推薦使用這樣的結(jié)構(gòu)，當(dāng)保存工程文件時，可以簡單的刪除Output文件夾中的內(nèi)容而不會誤刪有用的工程文件)。

建立工程配置頭文件Config.h及工程主文件Example.c，并將Exmaple.c文件加入工程。

輸入代碼：

代碼的具體編寫過程略。下面是最后的Config.h文件及Example.c文件。

//file:onfig.h

#ifndef_CONFIG_H_

#define_CONFIG_H_

#include//使用AT89C52做控制

#include“../Common/Common.h”//使用自定義的數(shù)據(jù)類型

#defineTIMER_RELOAD922//11.0592MHz晶振，1ms中斷周期

#defineTIMER_KBSCANDELAY40//40ms重檢測按鍵狀態(tài)，即40ms消抖

#defineSCOMM_AsyncInterface//使用異步通訊服務(wù)

#defineIsPackageHeader(x)((x)==0xff)//判斷包頭是不是0xff

#defineIsPackageTailer(x,y,z)((y)<=(z))//判斷包的長度是不是足夠

#endif//_CONFIG_H_

//file:xample.c

#include

#include“../Common/Common.h”

#include“../Common/Timer.h”

#include“../Common/Scomm.h”

#include“../Common/KBScan.h”

BITgbitLampState=1;//燈的狀態(tài)，缺省為off

staticvoidInitialize()

{

InitTimerModule();//初始化時鐘模塊

InitSCommModule(0xfd,TRUE);//初始化通訊模塊，11.0592MHz晶振，

//波特率為19200

EA=1；//開中斷

}

voidmain()

{

Initialize();//初始化

while(TRUE)//主循環(huán)

{

ImpTimerService();//實現(xiàn)時鐘中斷服務(wù)，如鍵盤掃描

AsyncRecePackage(4);//接收4個字節(jié)長的數(shù)據(jù)包

}

//在中斷外部響應(yīng)時鐘中斷事件

voidOnTimerEvent()

{

//donothing

}

//控制外部燈

staticvoidTriggerLamp(BITbEnable)

{

P10=~bEnable;//需要反相控制

}

//鍵掃描回調(diào)函數(shù)

BYTEKBScan()

{

BITb;

P11=1;//讀之前拉高引腳電平

b=P11;//讀入引腳狀態(tài)

return~b;//數(shù)據(jù)反相做掃描碼

}

//計算校驗和

staticBYTECalcCheckSum(BYTE*pbyBuf,BYTEbyLen)

{

BYTEby,bySum=0;

for(by=0;by

return0–bySum;

}

//接收到鍵盤消息回調(diào)函數(shù)

voidOnKeyPressed(BYTEbyvalue,BYTEbyState)

{

BYTEby[4];

if(byState==0)

{

switch(byvalue)

{

case0x01:

gbitLampState=~gbitLampState;//燈狀態(tài)取反

TriggerLamp(gbitLampState);//執(zhí)行控制

by[0]=0xff;//構(gòu)造數(shù)據(jù)包

by[1]=0x12;

by[2]=(BYTE)gbitLampState;

by[3]=CalcCheckSum(by,3);//求校驗和

SendPackage(by,4);//發(fā)送數(shù)據(jù)包

break;

//處理其它掃描碼

default:

break;

}

//接收到數(shù)據(jù)包回調(diào)函數(shù)

voidOnRecePackage(BYTE*pbyBuf,BYTEbyBufLen)

{

BYTEby[4];

by[0]=0xff;

by[1]=0x11;

if(byBufLen!=4||pbyBuf[3]!=CalcCheckSum(pbyBuf,3))

{

by[2]=0;

by[3]=CalcCheckSum(by,3);

SendPackage(by,4);//處理長度或校驗和不正確

}

switch(pbyBuf[1])

{

case0x10:

gbitLampState=(BIT)pbyBuf[2];

TriggerLamp(gbitLampState);

by[2]=1;

by[3]=CalcCheckSum(by,3);

SendPackage(by,4);//發(fā)送成功執(zhí)行通知

break;

default://不知道的命令

by[2]=0;

by[3]=CalcCheckSum(by,3);

SendPackage(by,4);//發(fā)送沒有成功執(zhí)行通知

break;

}

4.課程設(shè)計單獨計算成績，考評方法見其大綱。

三、理論考試說明

1.單片機技術(shù)及應(yīng)用理論考試，采用閉卷筆試形式，考試時間120分鐘。

2.期末考試試題根據(jù)教學(xué)大綱，其范圍和難度按照本方案中制訂的考試考核內(nèi)容和要求確定。考試命題覆蓋考試大綱要求范圍。

3.期末考試試題類型有以下幾種：

①填空題；

②選擇題；

③判斷題；

④簡答題⑤綜合應(yīng)用題。

四、考試考核要求層次

按照教學(xué)大綱的要求，理論考試要求分為掌握、理解和了解三個層次。

掌握：

理解：

了解：

對于本課程的次要內(nèi)容要求學(xué)生能夠了解。要求學(xué)生了解的內(nèi)容，一般是指在眼下不必進一步深入和擴展，有些也許需要學(xué)生自己今后在工作中進行深入研究。對要求了解的內(nèi)容，在考試中占較小比例，不超過5。實驗五：按鍵電路、顯示電路實驗一、實驗?zāi)康模?.掌握獨立式按鍵電路與矩陣式按鍵電路的設(shè)計方法。2.掌握數(shù)碼管顯示電路的工作原理3.掌握源程序編輯軟件UltraEdit，編譯軟件KeilC51、仿真軟件Proteus的使用方法4.掌握硬件仿真器ME-52A的使用方法二、實驗器材：1.單片機實驗板2.單片機硬件仿真器ME-51A3.計算機4.電源三、實驗要求：1．電路如圖5所示，用單片機的P3口所接的四個獨立式按鍵控制p1口流水燈花樣的方法；具體表現(xiàn)為:p3.0、P3.1、P3.2、P3.3四個小按鍵分別實現(xiàn)了四個控制：(1)跑燈：即P1.0---1.7亮點流動：(2)流水燈：即P1.0-1.7依次點亮(3)交叉閃爍：即P0.0，P0.2，P0.4，P0.6和P0.1，P0.3，P0.5，P0.7輪流點亮(4)停止；在任何狀態(tài)下按此鍵程序停止運行.2.電路如圖6所示，用P2口所接的4×4矩陣式鍵盤作為輸入，在P1口所接的數(shù)碼管上顯示出每個按鍵的0～F序號，鍵盤的布局如下表所示：FEDCBA9876543210四、實驗原理：1.獨立式按鍵電路顯示如圖5所示，從圖中可看出，判斷有無鍵按下，只要檢測P3.0～P3.3相應(yīng)端口的高低電平即可，若檢測有某一端口為低電平，表明該端口有按鍵按下，經(jīng)延時消抖后轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的功能子程序。若為高電平，表明無鍵按1.獨立式按鍵電路如圖5所示，下，繼續(xù)檢測。示例程序如下：ORG000HLJMPSTAR1ORG0030HSTAR1:MOVP3,#0FFH;置P3口為輸入態(tài)JNBP3.0,FUN0;判別P3.0是否有鍵按下，是，則轉(zhuǎn)FUN0JNBP3.1,FUN1;判別P3.1是否有鍵按下，是，則轉(zhuǎn)FUN1JNBP3.2,FUN2;判別P3.2是否有鍵按下，是，則轉(zhuǎn)FUN2JNBP3.3,FUN3;判別P3.3是否有鍵按下，是，則轉(zhuǎn)FUN3JNBF0,STAR1;曾經(jīng)有鍵按下F0置1RET圖5FUN0:LCALLDL10MS;消岸抖動JBP3.0,STAR1WAITL0:JNBP3.0,WAITL0;等待鍵釋放SETBF0FUN01:LCALLFUN00LCALLSTAR1LJMPFUN01FUN1:LCALLDL10MS;消岸抖動JBP3.1,STAR1WAITL1:JNBP3.1,WAITL1;等待鍵釋放SETBF0FUN10:LCALLFUN11LCALLSTAR1LJMPFUN10FUN2:LCALLDL10MS;消岸抖動JBP3.2,STAR1WAITL2:JNBP3.2,WAITL2;等待鍵釋放SETBF0FUN20:LCALLFUN22LCALLSTAR1LJMPFUN20FUN3:LCALLDL10MS;消岸抖動JBP3.3,STAR1WAITL3:JNBP3.3,WAITL3;等待鍵釋放CLRF0MOVP1,#0FFH;關(guān)顯示LJMPSTAR1FUN00:MOVA,#0FEH;跑燈子程序FUN000:MOVP1,ALCALLDL05SJNBACC.7,OUTRLAAJMPFUN000OUT:RETFUN11:MOVA,#0FEH;流水燈子程序FUN111:MOVP1,ALCALLDL05SJZOUTRLAANLA,P1AJMPFUN111FUN22:MOVA,#0AAH;交叉點亮子程序MOVP1,ALCALLDL30SCPLAMOVP1,ALCALLDL30SRET;____________;;延時程序;;____________;DL512:MOVR2,#0FFHLOOP1:DJNZR2,LOOP1RETDL10MS:MOVR3,#14HLOOP2:LCALLDL512DJNZR3,LOOP2RETDL05S:MOVR4,#0AHLOOP3:LCALLDL10MSDJNZR4,LOOP3RETDL30S:MOVR5,#03HLOOP4:LCALLDL05SDJNZR5,LOOP4RETEND2.矩陣式按鍵電路顯示如圖6所示。采用掃描方式進行按鍵的識別檢測，并將對應(yīng)按鍵的鍵號用查表指令將對應(yīng)的代碼顯示在數(shù)碼管上。圖6參考程序如下：ORG0000HLJMPSTARTORG0030HSTART:MOVSP,#60H;設(shè)置堆棧指針SCAN:MOVR3,#0F7H;置行掃描初值MOVR1,#00H;到TABLE表中取碼的指針SCAN1:MOVA,R3MOVP2,A;掃描輸出MOVA,P2;重讀P2口狀態(tài)MOVR4,A;暫存于R4呂中SETBC;C=1MOVR5,#03H;掃描4列初值L1:RLCA;A中內(nèi)容循環(huán)左移JNCKEYIN;C=0，有鍵按下，轉(zhuǎn)消抖INCR1;取碼指針加1DJNZR5,L1;無鍵按下，繼續(xù)檢測MOVA,R3;掃描下一行SETBCRRCAMOVR3,AJCSCAN1;4行是否掃描完，未完，繼續(xù)LJMPSCANKEYIN:MOVR7,#10;削除抖動D2:MOVR6,#248DJNZR6,$DJNZR7,D2D3:MOVA,P2;按鍵放開否？XRLA,R4JZD3MOVA,R1MOVDPTR,#TABLE;到TABLE中取碼MOVCA,@A DPTRMOVP1,ALJMPSCANTABLE:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EHENDDB80H,90H,88H,83HDB0C6H,0A1H,86H,8EHEND五、實驗步驟：1.運行UltraEdit-32源程序編輯軟件，輸入、編輯匯編語言源程序。2．運行KeiluVision2源程序編譯軟件，對源程序進行編譯，得到目標(biāo)代碼文件。3.運行Proteus模擬仿真軟件，打開已繪制好的仿真電路原理圖，進行模擬仿真。4.把硬件仿真器ME-52A與單片實驗板連接好，再用硬件仿真器進行仿真驗證。六、實驗分析與總結(jié)1.用仿真系統(tǒng)調(diào)試簡單程序結(jié)構(gòu)、分支程序結(jié)構(gòu)、循環(huán)程序結(jié)構(gòu)、子程序結(jié)構(gòu)和中斷結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵在于，如何將對程序的分析理解和開發(fā)系統(tǒng)提供的基本功能有機地結(jié)合起來，其前提條件是必須對源程序的作用、結(jié)構(gòu)特點、運行過程與結(jié)果有較全面的認(rèn)識，并能根據(jù)程序運行過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象和結(jié)果分析并判斷產(chǎn)生各種故障現(xiàn)象的原因，再運用排除法逐一檢驗各種判斷是否準(zhǔn)確。2.掌握程序結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上，合理選擇觀測點，通過觀察在觀測點處參數(shù)及路徑的變化檢驗程序運行的結(jié)果。3.高調(diào)試程序的效率，應(yīng)對單片機開發(fā)系統(tǒng)所提供的幾種程序運行調(diào)試方式有足夠的了解并能熟練地運用。例如，在調(diào)試過程中，若要觀察最終結(jié)果，則可選擇全速運行調(diào)試；若要觀察相關(guān)指令的運行結(jié)果或運行路徑的變化過程，則可選擇單步運行；若要檢查子程序的運行過程，則可選擇跟蹤運行調(diào)試；若要檢查循環(huán)程序或中斷服務(wù)程序，則可選擇斷點運行調(diào)試；若要定點檢查程序運行到某處的結(jié)果時，則可選擇快速運行到光標(biāo)處調(diào)試。但實際中究竟選用哪種方法更適宜或哪幾種方法結(jié)合使用更快捷，將隨著分析能力與操作的熟練程度逐步提高。4.程序運行結(jié)果是否正確時，應(yīng)運用單片機開發(fā)系統(tǒng)所提供的交互界面，將程序運行過程中程序計數(shù)器PC(地址)的變化、各單元(內(nèi)部RAM和外部RAM)內(nèi)容的變化、特殊功能寄存器內(nèi)容的變化、堆棧指針SP內(nèi)容的變化與程序的理論分析結(jié)果相對照。5.程序和調(diào)試程序時，需要多次反復(fù)的過程，并非一次就能排除全部故障，特別是單片機應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路和匯編程序相結(jié)合的綜合調(diào)試就更加復(fù)雜，因此，必須通過反復(fù)調(diào)試，不斷修改硬件和軟件，直到最終符合設(shè)計要求為止。如果在調(diào)試中能夠根據(jù)實驗現(xiàn)象預(yù)先對產(chǎn)生故障的原因加以判斷和分析，并制定出相應(yīng)的調(diào)試方法和步驟，可縮小排除故障的范圍，提高調(diào)試效率。七、思考與練習(xí)填空題