電氣自動(dòng)化技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圖 按鍵過程 獨(dú)立式鍵盤的接口電路 獨(dú)立式鍵盤的接口電路：在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，有時(shí)只需要幾個(gè)簡(jiǎn)單的按鍵向系統(tǒng)輸入信息。這時(shí)，可將每個(gè)按鍵直接接在一根 I/O 接口線上，這種連接方式的鍵盤稱為獨(dú)立式鍵盤。如圖 所示，每個(gè)獨(dú)立按鍵單獨(dú)占有一根 I/O 接口線，每根 I/O 接口線的工作狀態(tài)不會(huì)影響到其他 I/O 接口線。這種按鍵接口電路配置靈活，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但每個(gè)按鍵必須占用一根 I/O 線， I/O 接口線浪費(fèi)較大。故只在按鍵數(shù)量不多時(shí)采用這種按鍵電路。 在此電路中， 按鍵輸入都采用低電平有效。上拉電阻保證了按鍵斷開時(shí)， I/O 接口線有確定的高電平。當(dāng) I/O 接口內(nèi)部有上拉電阻時(shí)，外電路可以不配置上拉電阻。 沈陽大學(xué) 10 圖 獨(dú)立式鍵盤電路 七段 LED顯示工作原理 LED 顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段的 MCS51 單片機(jī)輸出設(shè)備。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)常采用七段 LED 數(shù)碼管作為顯示器，這重顯示器具有耗電低、配置靈活、線路簡(jiǎn)單、安裝方便、耐轉(zhuǎn)動(dòng)、價(jià)格低廉且壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。因此應(yīng)用比較廣泛。 LED 數(shù)碼管顯示器可以分為共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)。 (1)共陰極結(jié)構(gòu)：如果所有 的發(fā)光二極管的陰極接在一起，稱為共陰極結(jié)構(gòu)，則數(shù)碼顯示段輸入高電平有效，當(dāng)某段輸入高電平該段便發(fā)光，如圖 所示。 (2)共陽極結(jié)構(gòu)：如果所有的發(fā)光二極管的陽極接在一起，稱為共陽極結(jié)構(gòu)，則數(shù)碼顯示段輸入低平有效，當(dāng)某段輸入低電平該段便發(fā)光，如圖 所示。 a .共陰極 b .共陽極 圖 七段 LED 顯示器 （ 3） LED 動(dòng)態(tài)顯示接口： LED 動(dòng)態(tài)顯示就是利用單片機(jī)依次輸出每一位數(shù)碼管K1K2K3K4K5K6K7K8+5V89S51沈陽大學(xué) 11 的段選碼和對(duì)應(yīng)于該位 數(shù)碼管的位選控制信號(hào)，一位一位輪流點(diǎn)亮各七段數(shù)碼管。對(duì)每位數(shù)碼管來說，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次，如此循環(huán)。利用人眼的“視覺暫留”效應(yīng)，只要每位顯示間隔足夠短就可以給人以同時(shí)顯示的感覺。在動(dòng)態(tài)顯示方式中，同一時(shí)刻，只有一位 LED 數(shù)碼管在顯示，其他各位是關(guān)閉的。在段選碼和位選碼每送出一次后，應(yīng)保持 1ms 左右，這個(gè)時(shí)間應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定。不能太小，因而發(fā)光二極管從導(dǎo)通到發(fā)光有一定的延時(shí)，導(dǎo)通時(shí)間太小，發(fā)光太弱人眼無法看清。但也不能太大，因?yàn)楫吘挂芟抻谂R界閃爍頻率，而且此時(shí)間越長(zhǎng)，占用 CPU 時(shí)間也越多。 采用動(dòng)態(tài)顯示 方式比較節(jié)省 I/O 接口，硬件電路也較靜態(tài)顯示方式簡(jiǎn)單，但其亮度不如靜態(tài)顯示方式，而且在顯示位數(shù)較多時(shí)， CPU 要依次掃描，占用 CPU 較多的時(shí)間。 用 MCS51 單片機(jī)構(gòu)建七段數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)時(shí)， 4 位數(shù)碼管均采用共陰極LED， p0 接口作為段選碼輸出口， 8 路驅(qū)動(dòng)采用 74LS244 總線驅(qū)動(dòng)器作為字形驅(qū)動(dòng)芯片，經(jīng)過 8路驅(qū)動(dòng)電路后接至數(shù)碼管的各段，字形驅(qū)動(dòng)輸出 0時(shí)發(fā)光。 P2 接口作為位選碼輸出口， 4 路驅(qū)動(dòng)采用 74LS07（ OC 門驅(qū)動(dòng)器），當(dāng) C 接口線輸出 1 時(shí)，選通相應(yīng)位的數(shù)碼管工作。 電路原理 電路的核心是 89S51 單片機(jī)，其內(nèi)部帶有 4KB 的 FlashROM,無須擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器；電腦沒有大量的運(yùn)算和暫存數(shù)據(jù)，現(xiàn)有的 128B 片內(nèi) RAM 已能滿足要求，也不必?cái)U(kuò)展片外 RAM，系統(tǒng)配備 4位 LED 顯示和 2個(gè)單接口鍵盤，采用 P0 接口外接 8 路反相三態(tài)緩沖器 74LS244 作 LED 動(dòng)態(tài)掃描的段碼控制驅(qū)動(dòng)信號(hào) ,用 P1 接口的 74LS07做為 4位 LED的位選信號(hào)驅(qū)動(dòng)口， LED 共陰極端與 74LS07 的輸出端相連；按鍵接口，由 , 來完成。 P3 口接交通指示燈，整個(gè)系統(tǒng)采用查表的方發(fā)，將 交通燈的顯示情況和數(shù)碼管的計(jì)時(shí)情況，分別以代碼的形式送到指示燈和 LED 數(shù)碼管，啟動(dòng)定時(shí)器，同時(shí)調(diào)用顯示程序，和查詢按鍵。利用軟件計(jì)數(shù)器的方法計(jì)時(shí)一秒，利用中斷的方法使計(jì)時(shí)時(shí)間循環(huán)，當(dāng)按下應(yīng)急按鍵時(shí)停止定時(shí)器，送一個(gè)代碼使兩個(gè)方向都亮紅燈，按下一個(gè)按鍵時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器，恢復(fù)循環(huán)。如圖 所示 沈陽大學(xué) 12 E A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16IN T 012IN T 113T014T115P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E /P30T X D11R X D10VCC40GND20U18 9 S 5 11G1A121 Y 118A241 Y 216A361 Y 314A481 Y 412VCC20GND102G19B1112 Y 19B2132 Y 27B3152 Y 35B4172 Y 43U27 4 L S 2 4 4R1R E S 2R2R E S 2R3R E S 2R4R E S 2R5R E S 2R6R E S 2R7R E S 2R8R E S 2R9R E S 2R 1 0R E S 2R 1 1R E S 2R 1 2R E S 2R 1 3R E S 2R 1 4R E S 2R 1 5R E S 2R 1 6R E S 2R 1 7R E S 2R 1 9R E S 2R 2 0R E S 2S3 S W P BS1S W P BS2S W P BD1LEDD2LEDD3LEDD4LEDD5LEDD6LEDD7LEDD8LEDC1C A P1A11Y22A32Y43A53Y6GND74Y84A95Y105A116Y126A13V C C14U3LEDe1d2 3c4dp5b6a78f9g10abcdefgD 1 2LEDe1d2 3c4dp5b6a78f9g10abcdefgD 1 3LEDe1d2 3c4dp5b6a78f9g10abcdefgD 1 4LEDe1d2 3c4dp5b6a78f9g10abcdefgD 1 5LEDV C CV C CV C CV C C 圖 電路原理圖 沈陽大學(xué) 13 4 軟件設(shè)計(jì) 定時(shí)１秒的方法 定時(shí)方法我們采用軟硬件結(jié)合的方法，在主程序中設(shè)定一個(gè)初值為 20 的軟件計(jì)數(shù)器使定時(shí)器 0 工作于方式 1 定時(shí) 50 毫秒，這樣每當(dāng) T0 到 50 毫秒時(shí) CPU 就響應(yīng)它的溢出中斷請(qǐng)求，進(jìn)入他的中斷服務(wù)子程序。在中斷服務(wù)子程序中， CPU 先使軟件計(jì)數(shù)器減 1，然后判斷它是否為零。為零表示 1秒已到。 定時(shí)器初值計(jì)算 定時(shí)器工作時(shí)必須給計(jì)數(shù)器送初值，將這個(gè)值送到 TH 和 TL 中。他是以加法記數(shù)的，并能從全 1 到全 0 時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求。因此工作于方式 1,定時(shí)器為16 位計(jì)數(shù)器其定時(shí)時(shí)間由下式計(jì)算： 定時(shí)時(shí)間 =（ 216－ X）振蕩周期 12（或） X=216－定時(shí)時(shí)間／振蕩周期 12 式中 x 為 T0 的初始值，該值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。 如單片機(jī)的主脈沖頻率為１２ＭＨＺ ，經(jīng)過１２分頻 方式 0 定時(shí)時(shí)間＝ 213 1微秒＝ 毫秒 方式 1 定時(shí)時(shí)間＝ 216 1微秒＝ 毫秒 秒鐘已經(jīng)超過了計(jì)數(shù)器的最大定時(shí)間，所以我們只有采用定時(shí)器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個(gè)問題，定時(shí)器需定時(shí) 50 毫秒，故Ｔ 0 工作于方式 1，定時(shí) 20次，就可定時(shí)一秒。 主程序模塊 主程序初始化和按鍵控制，首先將時(shí)間、中斷、次數(shù)、和顯示分別進(jìn)行 初始化，然后啟動(dòng)定時(shí)器對(duì)時(shí)間進(jìn)行判斷，將時(shí)間送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，調(diào)用顯示程序，同時(shí)掃描按鍵程序，用無條件跳轉(zhuǎn)指令返回 , 再調(diào)用顯示程序，如此周而復(fù)始的循環(huán)，如圖 所示 沈陽大學(xué) 14 保存表地址查時(shí)間表查燈狀態(tài)表掃描按鍵調(diào)用顯示啟動(dòng)T0顯示初始化次數(shù)初始化中斷初始化T0初始化開始 圖 主程序流程圖 主程序： 初值： X=216 －定時(shí)時(shí)間／振蕩周期 12＝ 216 － 50ms/1us=15536=3CB0H，TH0=3CH ， TL0=0B0H。 ORG 0000H AJMP START ORG 0030H START: MOV TMOD, 01H。 令Ｔ 0