基于單片機(jī)的模擬手機(jī)鍵盤

1、信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告書題目 :基于單片機(jī)的模擬手機(jī)鍵盤專業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù)班級：_學(xué)號：學(xué)生姓名：_指導(dǎo)教師：2013年10月18日1信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué) 號學(xué)生姓名專業(yè)（班級）電子信息設(shè)計(jì)題目基于單片機(jī)的模擬手機(jī)鍵盤單片機(jī)晶振頻率：12MHz；電源電壓： +5v設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)編程控制單片機(jī)端口實(shí)現(xiàn)按鍵輸出09 十個(gè)數(shù)字并在液晶上顯示出來。設(shè)計(jì)要求兩天工作量注：可填寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告的字?jǐn)?shù)要求或要完成的圖紙數(shù)量。工作計(jì)劃1 康華光，陳大欽 . 電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（第五版） M. 北京：高等教育出版社， 2005參考 2 郭天祥 .51 單片機(jī) C 語言教程 M. 北京：電子工業(yè)出

2、版， 2012資料指導(dǎo)教師簽字教研室主任簽字2信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)成績評定表學(xué)生姓名：學(xué)號：專業(yè)（班級）： 電子信息課程設(shè)計(jì)題目：基于單片機(jī)的模擬手機(jī)鍵盤指導(dǎo)教師評語：成績：指導(dǎo)教師：年月日3摘要本文是做基于89C52 單片機(jī)的手機(jī)鍵盤的設(shè)計(jì)；利用P0 端 3*4 的鍵值來模擬手機(jī)鍵盤中的數(shù)字，將采用編程的方法來實(shí)現(xiàn)使用12 個(gè)鍵來做到0 到 9 的數(shù)字輸出和退位清零，并在液晶屏上顯示。手機(jī)作為現(xiàn)代移動(dòng)通信的載體，其技術(shù)也得到了很大的發(fā)展，手機(jī)的鍵盤布局已經(jīng)成了各大廠商門競爭的主要方面，本次設(shè)計(jì)提高了我們對單片機(jī)的操作能力，讓我們更加認(rèn)識到單片機(jī)的廣闊前景，對于我們更加深入學(xué)習(xí)和了解單片機(jī)提供

3、了極大的幫助。關(guān)鍵詞：矩陣鍵盤，LCD液晶屏， 89C52 單片機(jī)。4目錄1任務(wù)提出與方案論證 .- 2 -1.1方案一 .- 2 -1.2方案二 .- 2 -1.3方案對比與選擇 .- 2 -2.系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) .- 4 -2.1微處理器的選擇 .- 4 -2.2單片機(jī)的基本機(jī)構(gòu) .- 4 -2.3鍵盤接口電路 .- 5 -2.4消除抖動(dòng) .- 6 -3詳細(xì)設(shè)計(jì) .- 7 -3.1程序流程設(shè)計(jì) .- 7 -3.2硬件電路設(shè)計(jì) .- 8 -4總結(jié).- 9 -參考文獻(xiàn) .-10-附錄 .-11- 1 -1 任務(wù)提出與方案論證1.1 方案一采用 8255 芯片，通過 PA,PB 口輸出； PC

4、 的高四位輸出，低四位輸入；定時(shí)器測量兩次按鍵的間隔， 進(jìn)行手機(jī)鍵盤的模擬； 此種方法思路簡單， 能夠?qū)崿F(xiàn) 0 到 9 的數(shù)值在數(shù)碼管上的顯示。方框圖如圖1.1。主控模塊8255 芯片單片機(jī)（AT89C52）鍵盤掃描Lcd 液晶顯示圖 1.1 方案一方框圖1.2方案二采用易購的 AT89C52 系列。該方法采用靜態(tài)顯示法來控制 LED 的數(shù)值顯示， P0 口接鎖存器防止總線間的沖突， P0 口輸出段碼數(shù)據(jù)， P1.0 口到 P1.8 口接 9 個(gè)按鍵，用于 1 到 26 的數(shù)值設(shè)置；在硬件電路不變的情況下，通過改變信號來實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的顯示。方框圖如圖1.2 所示。鍵盤掃描數(shù)據(jù)鎖存器LCD 顯示A

5、T89C52P0 端口列驅(qū)動(dòng)圖 1.2 方案二方框圖1.3 方案對比與選擇由于方案 2 需要數(shù)據(jù)鎖存器等硬件， 且接口較復(fù)雜， 又考慮到數(shù)碼管顯示只- 2 -有 6 位，而且系統(tǒng)沒有其他復(fù)雜的處理任務(wù)； 所以在綜合比較之下， 方案 1 顯的更加簡單明了， 可行性更高； 我們一致決定采用方案 1 來實(shí)現(xiàn) a 到 z 對應(yīng)的 1 到26 的數(shù)值顯示。- 3 -2. 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)2.1 微處理器的選擇1）控制中心使用 MCS-51 來實(shí)現(xiàn)2）驅(qū)動(dòng)用 8255 芯片來實(shí)現(xiàn)3）顯示用 6 個(gè)三級數(shù)碼顯示管來實(shí)現(xiàn)4）使用 +5V 電源2.2 單片機(jī)的基本機(jī)構(gòu)1）MCS-51 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)MCS-5

6、1 單片機(jī)內(nèi)部包含中央處理器 （ CPU）、程序存儲器 (ROM) 、數(shù)據(jù)存儲器 (RAM) 、定時(shí) / 計(jì)數(shù)器、并行 I/O 接口、串行 I/O 接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 2.1 所示。振蕩器8051 4KB掩膜特殊功能寄存器定時(shí)器 T0 T1ROMSDR 128KBCPU并行 I/O 接口串行接口中斷系統(tǒng)P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1圖 2.1 單片機(jī) 8051 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類型， 一種是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開的形式，即哈佛 (Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓 (Pri

7、nceton)結(jié)構(gòu)。 INTEL 的 MCS-51 系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品 16 位的 MCS-96 系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。- 4 -1）中央處理器中央處理器 (CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是 8 位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼， CPU 負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。2）數(shù)據(jù)存儲器8051 內(nèi)部有 128 個(gè) 8 位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和 128 個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的， 專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)， 用戶只能訪問， 而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)， 所以，用戶能使用的 RAM 只有

8、 128 個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。3）程序存儲器8051 共有 4KB 8 位掩膜 ROM ，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。4）定時(shí) /計(jì)數(shù)器單片機(jī) 8051 內(nèi)有兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。5）并行輸入輸出 (I/O) 口單片機(jī) 8051 共有 4 組 8 位 I/O 口(P0、 P1、 P2 或 P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。6）全雙工串行口單片機(jī) 8051 內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。7）中斷系統(tǒng)單片機(jī) 8051

9、具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2 級的優(yōu)先級別選擇。8）時(shí)鐘電路單片機(jī) 8051 內(nèi)置最高頻率達(dá)12MHz 的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但單片機(jī)8051 需外置振蕩電容。2.3 鍵盤接口電路圖 2.2 為鍵盤接口電路的原理圖，圖中矩陣式鍵盤和8255 的 PA 口相連，- 5 -AT89C52 的 PB 和 8255 的 D0 口相連， AT89C52 不斷的掃描鍵盤，看是否有鍵按下，如有，則根據(jù)相應(yīng)程序?qū)Π存I作出相應(yīng)的反應(yīng)。圖 2.2矩陣式鍵盤接口圖2.4 消除抖動(dòng)使用鍵盤時(shí)， 由于鍵的閉合和斷開， 此過

10、程中會產(chǎn)生一個(gè)抖動(dòng)期。 抖動(dòng)時(shí)間的長短與開關(guān)機(jī)械特性有關(guān)， 一般為 1020ms。為了保證 CPU 對鍵的閉合的正確判定，必須去除抖動(dòng)， 在鍵的穩(wěn)定閉合和斷開期間讀取鍵的狀態(tài)。 去除抖動(dòng)可以采用硬件和軟件兩種方法。 硬件方法就是在案件輸入通道添加去抖動(dòng)電路， 從根本上避免電壓抖動(dòng)的產(chǎn)生。軟件方法則采用延遲 1020ms 的時(shí)間，待電壓穩(wěn)定后，在進(jìn)行狀態(tài)輸入。 由于軟件延時(shí)方法經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且技術(shù)上完全可行， 所以此設(shè)計(jì)采用軟件方法去抖。- 6 -3 詳細(xì)設(shè)計(jì)3.1 程序流程設(shè)計(jì)利用 KEIL 軟件編程，使用單片機(jī)P0 口接上拉電阻驅(qū)動(dòng)液晶屏，使用P3 口連接矩陣鍵盤掃描按鍵，在程序開始運(yùn)行之后， 首

11、先是對數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化之后判斷按鍵值，通過鍵值判斷該鍵值是否設(shè)置了相應(yīng)數(shù)值，有則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的的程序輸出數(shù)值，若沒有則返回繼續(xù)判斷。開始液晶初始化N是否有鍵按下Y松手檢測松手輸出數(shù)據(jù)返回繼續(xù)掃描圖 3.1主程序流程圖- 7 -3.2 硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路使用PROTEUS軟件連線，主要使用AT89C52單片機(jī)芯片和LM016L液晶芯片 ,LI利用 P0 口驅(qū)動(dòng)液晶，用P3 口連接矩陣鍵盤。圖 3.2硬件連接圖- 8 -4 總結(jié)本系統(tǒng)分硬件與軟件兩部分， 硬件以單片機(jī) STC89C52 為核心，以 3*4 矩陣鍵盤為輸入端， 并結(jié)合 LCD 液晶顯示模塊模擬手機(jī)顯示屏， 構(gòu)成整個(gè)硬件系統(tǒng)。軟件部分是整

12、個(gè)控制器的重要組成部分，設(shè)計(jì)的好壞關(guān)系到系統(tǒng)性能的穩(wěn)定程度。在控制器的軟件中，采用 C 語言設(shè)計(jì)程序，程序可讀性強(qiáng)。 回顧起此次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我仍感慨頗多，在這兩個(gè)個(gè)星期的日子里， 可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西， 我最大的收獲就是自己的動(dòng)手能力和獨(dú)立解決問題的能力得到了很大的提高， 也充分體會到了自己設(shè)計(jì)東西的樂趣、 學(xué)會查閱資料和別人的東西融會變通的重要性， 也明白了很多知識光靠趴在書本上學(xué)是學(xué)不到其中的精髓的，必須親自去試著實(shí)踐，遇到困難，永遠(yuǎn)不要沮喪氣餒。兩周的設(shè)計(jì)完滿結(jié)束了，經(jīng)過自己的努力和同學(xué)的幫忙終于有了成果，特別離不開指導(dǎo)老師的悉心教導(dǎo)， 方師的精心指導(dǎo)和解

13、說使我受益匪淺， 相信他的工作作風(fēng)和知識筑成都是我們學(xué)習(xí)榜樣， 給我很大的啟迪。 感謝這些老師不畏辛勞，熱心精心的指導(dǎo)。在這里向他們說聲謝謝，你們辛苦了。在這里，我們真誠地感謝在本次設(shè)計(jì)中給予我們許多幫助和支持的指導(dǎo)老師和各位同學(xué)們， 真心地祝愿你們身體健康，工作順利。- 9 -參考文獻(xiàn)1 康華光，陳大欽 . 電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（第五版）M. 北京：高等教育出版社，20052 郭天祥 .51 單片機(jī) C 語言教程 M.北京：電子工業(yè)出版，2012-10-附錄程序清單：#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint

14、unsigned intsbit EN=P20;sbit RS=P21;sbit ring=P22;uchar code table="0123456789"uchar code table2="FISH LEONG"uchar temp,num,num2;char x;void delay(uint z)uint x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-);void con(uchar con)RS=0;EN=0;P0=con;delay(1);EN=1;delay(1);EN=0;void date(ucha

15、r date)RS=1;EN=0;P0=date;delay(1);EN=1;delay(1);EN=0;void init()x=-1;-11-ring=0;con(0x38);con(0x0e);con(0x06);con(0x01);con(0x80);for(num2=0;num2<10;num2+)date(table2num2);con(0x80+0x40);void RING()ring=1;delay(100);ring=0;void key_scan()P3=0xfe;temp=P3;temp=temp&0xf0;if(temp!=0xf0)delay(5);t

16、emp=P3;temp=temp&0xf0;if(temp!=0xf0)x+;RING();switch(temp)case 0xe0:num=1;break;case 0xd0:num=2;break;case 0xb0:num=3;break;date(tablenum);while(temp!=0xf0)temp=P3;-12-temp=temp&0xf0;P3=0xfd;temp=P3;temp=temp&0xf0;if(temp!=0xf0)delay(5);temp=P3;temp=temp&0xf0;if(temp!=0xf0)x+;RING();

17、switch(temp)case 0xe0:num=4;break;case 0xd0:num=5;break;case 0xb0:num=6;break;date(tablenum);while(temp!=0xf0)temp=P3;temp=temp&0xf0;P3=0xfb;temp=P3;temp=temp&0xf0;if(temp!=0xf0)delay(5);temp=P3;temp=temp&0xf0;if(temp!=0xf0)x+;-13-RING();switch(temp)case 0xe0:num=7;break;case 0xd0:num=8;break;case 0xb0:num=9;break;date(tablenum);while(temp!=0xf0)temp=P3;temp=temp&0xf0;P3=0xf7;temp=P3;temp=temp&0xf0;if(temp!=0xf0)delay(5);temp=P3;temp=temp&0xf0;if(temp!=0xf0