单片机键盘显示课程设计报告要点.pdf
《单片机键盘显示课程设计报告要点.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《单片机键盘显示课程设计报告要点.pdf(16页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、 题目:键盘按键识别及LED数码显示 学院:工程学院 专业:自动化 班级: 1101班 姓名: 指导教师: 2013年 12 月 19 日 目录 1 课程设计的任务与要求1 2 课程设计总体分析介绍1 3 各部分工作电路的详细介绍3 参考书目 11 附录12 1 第 1 节 课程设计的任务与要求 1.1 课程设计题目与要求 1.课程设计题目:键盘按键识别及LED数码显示 2.课程设计要求:(1)画出组成部分电路图 (2)画出程序流程图,设计程序并通过检查 (3)用语言表达工作原理,连接方式及用途等 1.2 课程设计目的及内容 1.目的: 按键是单片机常用的输入设备,操作人员可以通过按键输入指令
2、 和数据。在使用按键是单片机要正确识别按键是否被按下和按下的次数等状态, 才能正确执行相关操作。本实验要实现对按键状态的正确检测并显示相关内容。 2.内容: (1) 根据独立式键盘的特点, 进行键盘控制系统的整体研究与设计。 (2)LED实时显示按键信息(显示按键号) 。 (3)通过编写程序实现按键信息的提取和显示。 第2节 课程设计系统总体分析介绍 2.1 显示部分 本设计显示部分是利用动态显示实现的,LED数码管采用共阳极接法。LED 数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一,动态驱动是 将所有数码管的 8 个显示笔划 “a,b,c,d,e,f,g,dp“的同名端连在一起
3、, 另外为每 个数码管的公共极三极管增加位选通控制电路,位选通由各自独立的I/O 线控 制,当单片机输出字形码时, 单片机对位选通 COM 端电路的控制, 所以数码管的 选通控制打开, 该位就显示出字形, 没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流 控制各个数码管的的COM 端,就使各个数码管轮流受控显示,这就是动态驱动。 在轮流显示过程中,每位数码管的点亮时间为12ms ,由于人的视觉暂留 现象及发光二极管的余辉效应, 尽管实际上各位数码管并非同时点亮,但只要扫 描的速度足够快, 给人的印象就是一组稳定的显示数据,不会有闪烁感, 动态显 示的效果和静态显示是一样的,能够节省大量的I/O 端口,而
4、且功耗更低。 2.2 键盘模块设计 本设计键盘部分我是利用4按键的独立式键盘与8155芯片 PC口直接相连实 现的,即键盘由 8155的 PC口扩展出来的。 设计电路时,将 4 个按键与和 8155PC 口连接,按下按键通过8155 芯片传送给 CPU ,CPU 存运算处理键盘信息由8 位 2 LED显示屏显示出来。 键盘是计算机系统中最常用的输入设备对于一些需要人为 干预的单片机应用系统,键盘成为人机交互联系的必要手段。 1.按键的分类 按键按照结构原理可分为两类:一类是触点式开关按键,如机械开关、导 电橡胶开关等; 另一类是无触点式开关按键、磁感应按键等。 但单片机应用系统 中大多采用机械
5、式。 2.键输入原理 对于一个键盘或一组按键,单片机系统中总有一个接口电路与CPU相连。 CPU 可以采用查询或中断方式了解有无按键输入并检查是哪一个键按下,将该键 号送入累加器 ACC ,然后通过跳转指令转入执行该键的功能程序,执行完后再返 回主程序。 3.键抖动和消抖方法 机械式按键在按下或释放时,由于弹性作用也影响,通常伴随较短时间的 触点机械抖动,抖动的时间一般是5-10ms,这种现象称为键抖动。在理想和实 际状态下按键产生的电压波形如下所示。 理想按键电压波形实际按键电压波形 键抖动使按键一次按下或释放被错误地认为是多次操作,这种情况是不允许 出现的,所以要采用一些方法来消除抖动。一
6、是硬件方法: 可采用在键输出端加 R-S触发器(双稳态触发器)或单稳态触发器构成去抖动电路;二是软件方法: 在按键的按下和释放时采用软件延时的方法来消除。 4. 键码识别 常用两种方法: 一是用专用硬件电路来识别,把这种键盘成为编码键盘; 另一种 方法是利用软件方法来识别, 把这种键盘成为非编码键盘。 键码的识别可采用随 机扫描、定时扫描,或中断扫描方式来完成。 按键按下 键稳定 前沿抖动后沿抖动 3 2.3 电路设计总框图 根据上述工作原理,我画出该系统的总框图,设计总框图如下: 电路设计总框图 第3节 各部分电路详细的介绍 3.1 单片机显示电路 1. 工作原理:显示部分的设计我是利用LE
7、D 数码管动态显示实现的 ,LED 数 码管采用共阳极接法。 LED 数码管与 8155芯片 PA 口、PB 口直接连接。将键盘 输入信息通过芯片8155 送入到 89C51 中,对信息进行运算处理,将处理后的数 据输入到 8155 中,再分别通过 PA 口段选信号、 PB 口位选信号传送给LED,从 而控制 LED 发亮,并显示设置的信息。 2. 芯片介绍 (1)8155 芯片 a. 8155的主要引脚功能如下: 地址 /数据线 AD0AD7:地址和数据复用线, 8 位; CE:片选线,低电平有效。 RD 和 WR:读/写线,控制 8155 的读、写操作。 IO/M:RAM 或 I/O 口的
8、选择线。 ALE:地址锁存线,高电平有效。 TMRIN :定时 /计数器的脉冲输入端。 TMROUT :定时 /计数器的输出信号端。 89C51 P0口 PA口 AD 口 8155 PB 口 PC 口 LED 显示电路 键盘 三极管 4 RESET:复位线,通常与单片机的复位端相连。 PA0PA7、PB0PB7:为 A、B 口输入 /输出线; PC0PC5:为 C 端口线,既可与外设传送数据,也可以作为A、B 口 的控制联络线。 8155引脚封装图及功能如下图 b. 8155与 MCS-51 单片机的连接 由于 8155 的多数信号与 MCS-51 单片机兼容,所以 8155 与 MCS-51
9、 单 片机的连接比较简单。因为8155 内部包括了地址锁存器,所以它的地址复用线 AD7-AD0 可以与 MCS-51P0 口线直接相连,不需加锁存器。 c. 8155作为拓展 I/O 口使用 8155作为拓展 I/O 口使用时, I/O 引脚必须置高电平。通过8155 的命 令状态字寄存器设定命令来选择8155 的 I/O 口。8155状态字寄存器是两个寄存 器,分别存放命令字和状态字。 命令字格式如下: 8155 端口A , I/O 线 端口B, I/O 端口C, I/O 定时 /计数器输出 外设 三 态 地 址 / 数 据 复 用 地址锁存线 RAM及 IO 选 复位端 读选通信号线 写
10、 选 通 信 号 片选线 CPU PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7 PA0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 PB0 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC0 AD1 AD2 AD3 AD4 AD5 AD6 AD7 AD0 TIMEIN TIMEOUT ALE IO/M RESET RD WR CE 5 状态字格式如下: X D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 A 口方式 B 口方式 0=输入 1=输出 A 口中断0=中断禁止 B 口中断1=中断允许 INTR A 中断请求 BFA A 口缓
11、冲器满 INTEA A 口中断允许 INTRA B 口中断请求 BFB B 口缓冲器满 TNTEB C 口中断请求 TIMER 1=计数器满回 0 或 定 时器中断 0=读出状态字或复 C 口 方 式 00 01 10 11 A、B 口基本 I/O 口, C 口输入 A 口选通 I/O,B 口基本 I/O 口, C 口做联络信号和输出 A、B 选通 I/O 口, C 联络信号 A、B 基本 I/O 口,C 口输出 定 时 器 方 式 00 01 10 11 00=无操作 01=停止计数 10=计满后停止 11=开始计数 6 (2)LED 显示器与接口 LED 显示器 :由 8 个发光二级管组成
12、, 用来显示数字和字符, 也称数码管。 数码管结构 数码管的引脚和笔段排列如下图(a)所示 数码管的 8 个发光二极管连接方法有两种。一是共阳极接法,如图(b) 所示;另一种是共阴极接法,如下图(b)所示。 数码管驱动电路 LED 数码管要正常显示,就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码,显 示出需要的数字,因此LED 数码管的驱动方式可以分为静态式和动态式两类。 位 7 在这个设计中我采用动态驱动的方法。 3.动态显示电路图 连接方式及原理:本设计是采用动态显示接口原理实现的,LED 采用共阳 极结构。 LED 数码管的段选线并联在一起与8155芯片的 PA口连接;数码管的 位选线(公共端)经
- 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 课程设计 报告 要点
链接地址:https://www.31doc.com/p-5207043.html