单片机课程设计模拟键盘输入及显示系统设计精要.doc

课 程 设 计 说 明 书 课程名称：单片机应用基础 设计题目：模拟键盘输入及显示系统设计 专 业 ：机械设计制造及其自动化 指导教师 ： 设 计 者 ： 学 号 ： 目 录 课程设计的目的和要求 …………………………………………………………………1 1.1课程设计的目的和要求 ………………………………………………………………1 1.2课程设计预备知识 …………………………………………………………………1 1.3课题设计的任务 ……………………………………………………………………2 总体设计 介绍对系统设计的总体认识及解决方案，并对采取的方案进行论证 硬件设计 介绍本系统所选用的各种芯片的功能、引脚、相应的命令控制字格式等，画出系统工作 原理图及实现方法 软件设计 介绍本系统的主要功能模块程序的框图，以及总体程序框图和设计思路 系统调试 介绍系统调试过程以及出现的问题、解决方法 结束语 简述课程设计的收获、体会以及对本教学环节的意见和建议 参考文献 课程设计目的和要求 1.1 课程设计目的和要求 《单片机应用基础》课程设计是学好本门课程的又一重要实践性教学环节，课程设计的目的就是配合本课程的教学和平时实验，以达到巩固消化课程的内容，进一步加强综合应用能力及单片机应用系统开发和设计能力的训练，启发创新思维，使之具有独立单片机产品和科研的基本技能，是以培养学生综合运用所学知识的过程，是知识转化为能力和能力转化为工程素质的重要阶段。 1.2课程设计预备知识 总的来说，设计者要具备Mcs-51单片机的有关硬件及软件知识，汇编语言编程或者C语言编程的有关知识，I\O接口的有关知识，WAVE6000集成调试软件的应用，能利用PROTEUS软件绘制系统工作原理，一定的设计经验等等。本次设计所要掌握的一些基本知识如下： （1）键盘工作原理 键盘是由若干按键组成的开关矩阵，是嵌入式控制系统的一种输入部件。键盘分两种：一种是独立式按键，另一种是矩阵式按键。如图所示。独立式按键用的比较少，可以直接与单片机的P1口某一位进行连接，通过判断这一位的状态知道是否有键输入。在应用中通常需要数量较多的按键，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，如图所示。在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样，一个端口（如P1口）就可以构成4*4=16个按键，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显，比如再多加一条线就可以构成20键的键盘，而直接用端口线则只能多出一键（9键）。由此可见，在需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是合理的。 独立式键盘和4*4矩阵式键盘 矩阵式结构的键盘显然比直接法要复杂一些，识别也要复杂一些，上图中，线通过电阻接正电源，并将线所接的单片机的I/O口作为输出端，而线所接的I/O口则作为输入。这样，当按键没有按下时，所有的输出端都是高电平，代表无键按下。行线输出是低电平，一旦有键按下，则输入线就会被拉低，这样，通过读入输入线的状态就可得知是否有键按下了。 共阴极 共阳极 符号与引脚 如表1为共阳极与共阴极的代码表 表1 十六进制数字形代码表 字型 共阳极代码 共阴极代码 字型 共阳极代码 共阴极代码 0 C0H 3FH 9 90H 6FH 1 F9H 06H A 88H 77H 2 A4H 5BH B 83H 7CH 3 B0H 4FH C C6H 39H 4 99H 66H D A1H 5EH 5 92H 6DH E 86H 79H 6 82H 7DH F 8EH 71H 7 F8H 07H 灭 FFH 00H 8 80H 7FH (3) 键盘输入与LED显示 设计中通过键盘输入到单片机中，由程序控制找到输入点，计算键码，调用显示模块，把输入的数值通过LED显示器显示出来。 (1) 判断键盘中有无键按下： 将全部行线置低电平，然后检测列线的状态。只要有一列的电平为低，则表示键盘中有键被按下，而且闭合的键位于低电平线与4根行线相交叉的4个按键之中。若所有列线均为高电平，则键盘中无键按下。 判断闭合键所在的位置 在确认有键按下后，即可进入确定具体闭合键的过程。其方法是：将行线置为低电平，即在置行线为低电平时，其它线为高电平。在确定某根行线位置为低电平后，再逐行检测各列线的电平状态。若某列为低，则该列线与置为低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键检测的方法是P1.-P1.7输出全“”，读取P1.0-P