本科畢業(yè)論文--激光輔助治療儀的設(shè)計

1、屆畢業(yè)生J畢業(yè)論文題目:激光輔助治療儀的設(shè)計院系名稱：電氣工程學(xué)院專業(yè)班級：學(xué)生姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師:教師職稱：講 師年 06月10日 摘要近年來隨著生活水平的提高，人們對健康的關(guān)注程度的逐漸增加，相應(yīng)的對 醫(yī)療設(shè)備的關(guān)注也得到進一步提高。該課題所研究的激光治療法是一種非常安全 的治療方法。該課題設(shè)計的激光治療儀是一種醫(yī)用器械，以 AT89S52單片機為核心，采用 5V電源供電，利用激光發(fā)射器件發(fā)射激光，作用于人體敏感部位，產(chǎn)生輔助治療 作用。利用按鍵對激光器發(fā)送的脈沖形式和時間進行控制，從而使末端激光器發(fā) 射出最適宜身體接受的光波。為了解決治療強度和治療時間的問題，我們采用了 四位LED數(shù)碼

2、管動態(tài)顯示治療時間，并設(shè)置了三個按鍵，一個用來控制治療強度, 也就是控制激光發(fā)射頭高低電平的切換，兩個按鍵用來控制治療時間的加減。為 了提醒使用者是否真的采取按鍵操作功能，我們設(shè)計了當(dāng)有按鍵按下時蜂鳴器發(fā) 出報警信號以確定是否采取該操作。利用 C語言設(shè)計相應(yīng)的軟件實現(xiàn)其功能。該課題設(shè)計的治療儀以單片機為核心，完成了所需要的各項功能，具有結(jié)構(gòu) 簡單、使用方便的特點。關(guān)鍵詞：單片機；激光治療儀；LEDTitleDesignofLaserAidTreatmentlnstrumentAbstractIn recent years, along with the living standard enha

3、ncement, people attention to health gradually in creases, corresp ondin gly the atte ntio n to medical equipme nt also has further enhan ceme nts. The laser in strume nt which this topic studies is a very safe method of treatme nt auxiliary.As a kind of medical instrument, this laser treatment meter

4、, in view of its design, AT89S52 was took monolithic integrated circuit as the core, and 5V power source was used for suppl ying power and laser tran smissi on comp onent for laun chi ng laser. It affects in the human body sensitive spot, and has the aid therapeutic action. The meter carries on the

5、control to the pulse mode and time which the laser transmits, thus it makes the term in al laser to launch suitable light waves which the body accepts .In order to solve the problem that patie ntstreatme nt time and in ten sity is differe nt, we use four LED nixie light dyn amic dem on stratio n to

6、dem on strate the treatme nt time, It has three pressed keys, two pressed keys are used for controlling the treatment time addition and subtracti on, one for the treatme nt in ten sity and one used for treatme nt meters height level cut. I n order to remi nd the curer of the treatme nt con clusi on

7、and to make the operation easy, this design uses the software to control pressed keys warning function .Use the corresp onding C Ian guage desig n software to realize the corresp onding function.The structure of this treatme nt meter which my topic desig ns is simple and easy to operate.Keywords: Si

8、n gle-chip processor; Laser treatme nt in strume nt; LED目次 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 緒論 1 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 1.1課題研究的目的和意義 1 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 1.2治療儀的使用背景 1 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 1.3 國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀 21.4課題的發(fā)展要求

9、 2 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 方案論證 3 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 2.1課題所需的總體功能 3 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 2.2總體方案論證 32.3激光發(fā)射器的選擇 6 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 硬件設(shè)計 7 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 3.1晶振電路 7 HYPERLINK l bookmark34

10、o Current Document 3.2復(fù)位電路 7 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 3.3顯示電路 8 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 3.4鍵盤電路 12 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 3.5報警電路 14 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 3.6電源電路 15 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 3.7激光發(fā)射電路 16 HYPER

11、LINK l bookmark46 o Current Document 軟件設(shè)計 18 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 4.1系統(tǒng)軟件設(shè)計語言 18 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 4.2軟件程序設(shè)計 18結(jié)論 25致謝 26參 考 文 獻 27附錄A:總電路圖 29附錄 B： C 語言源程序清單 30 1 緒論課題研究的目的和意義隨著近年來隨著人們生活水平的提高，物質(zhì)資料的增加和各種疾病的增多， 人們對自己和親人健康問題的關(guān)注程度的逐漸增， 很多人和醫(yī)院對醫(yī)療設(shè)備的關(guān) 注也得到進一步提高

12、。 很多人對醫(yī)療設(shè)備的要求也在進一步增加， 傾向于健康安 全的醫(yī)療器械。激光照射血液以改變血液生化指標(biāo)的物理療法， 是目前國內(nèi)外比較成熟的心 腦血管等疾病的治療方法之一。 利用激光的光輻射及波長相關(guān)性改變細(xì)胞生物學(xué) 特性，提高細(xì)胞活性，增強細(xì)胞攜氧能力，改善細(xì)胞變形能力，降低血液的中分 子濃度，改善血液流變形能力，降低血液的中分子濃度，改善血液流變形，降低 血脂、膽固醇，有效預(yù)防心臟病、腦血栓、心肌梗塞等疾病的發(fā)生。是一種非藥 物非手術(shù)的療法。 從而避免了引起各種毒副作用的發(fā)生， 具有非特異性和廣譜的 治療作用。治療儀的使用背景激光手術(shù)目前主要用于普外科、 肝膽外科、泌尿外科、心胸外科、 燒傷

13、外科、 骨外科、神經(jīng)外科、婦科、皮膚科、五官科等各科手術(shù)。醫(yī)用激光器作為治療的 設(shè)備已充分體現(xiàn)了它無與倫比的優(yōu)越性。中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所、 中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)聯(lián)合作 “導(dǎo)體 激光輔助治療儀血管內(nèi)輻射安全性的實驗研究” 。全國近 10 年來，各地用此法治 療心腦血管疾病的人數(shù)以十萬計， 激光安全等級為 3A ，未見不安全病例的報導(dǎo)。 因此，我們可以放心大膽的在治療儀器上應(yīng)用激光來治療疾病， 而這種治療將會 給我們的醫(yī)療界帶來一個更為廣闊的方向和發(fā)展空間。 激光治療比以往的手術(shù)和 藥物治療更安全，對人體無毒副作用，是患者治療疾病的最佳選擇。在經(jīng)濟快速發(fā)展的今天，激光輔助治療儀有了很大

14、的發(fā)展空間和應(yīng)用前景。 該課題所研究的激光輔助治療儀是一種對以 AT89S52 單片機為核心，采用 5V 電 源供電 ,利用激光發(fā)射器件發(fā)射激光，作用于人體敏感部位，產(chǎn)生輔助治療的醫(yī) 用器械。對激光器發(fā)送的脈沖形式和時間進行控制， 從而使末端激光器發(fā)射出最 適宜身體接受的光波。國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀在 1960 年美國貝爾實驗室發(fā)明紅寶石激光器一年后，我國第一臺紅寶石激 光器在長春光機所誕生。 自此以后， 我國在激光器和激光應(yīng)用技術(shù)研究方面有了 許多的成果。激光器和激光應(yīng)用儀器在八十年代走向市場。我國激光醫(yī)療儀器發(fā)展較早，在七十年代就有少量應(yīng)用，但尚未形成市場， “八五”前期激光器械發(fā)展勢頭大減，直

15、到 1994、1995 年才又重新高速增長。激光醫(yī)療器械是我國的出口大項。 因為我國激光醫(yī)療應(yīng)用開發(fā)較早， 激光醫(yī) 療器械的水平和質(zhì)量也有較大提高， 而價格又比西方國家便宜， 作為中、 低檔激 光醫(yī)療器械在國際市場上具有一定的優(yōu)勢，歷年均在出口，并有逐步增長。 1.4 課題的發(fā)展要求從激光誕生至今，隨著激光技術(shù)的發(fā)展及其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的研究和臨床應(yīng) 用，今后激光醫(yī)學(xué)必將取得更快的發(fā)展。 在激光的發(fā)展中， 我們應(yīng)該開拓廣闊的 視線，在更多方面設(shè)計出更多的人性化的器械， 能夠讓我們的治療和健身變成日 ?；?。在該激光輔助治療儀的設(shè)計中， 針對問題，我們通過單片機控制激光發(fā)射的 時間和強度治療病人身上的

16、穴位和病變部位。 在激光的應(yīng)用中， 主要有兩個關(guān)鍵 所在，在設(shè)計中有按鍵控制時間的加減和強度， 這種簡易化的設(shè)計似的患者可以 獨自治療， 而不是通過在醫(yī)院花費昂貴的費用和耽誤寶貴的時間來治療疾病， 無 論是老人還是孩子都可以放心安全的使用該儀器， 在看電視或者休閑聊天的時候 就可以輕松的使用這種儀器治療。該課題我們所研究的激光輔助治療儀是一種簡單便攜的設(shè)備，使用 +5V 電 壓，使得治療更加簡單方便， 患者可以不受時間和地點的限制反復(fù)治療。 患者使 用時，只需插上 5V 電源即可進行治療，使用簡單方便，安全可靠。該設(shè)計中設(shè) 有報警功能，有按鍵按下時， 蜂鳴器就會發(fā)出報警聲音， 以此來提示使用者

17、是否 需要選擇該功能，操作簡單方便。2 方案論證2.1課題所需的總體功能該課題設(shè)計的是一種基于單片機為核心的治療儀，在家庭中可以方便實用。 該治療儀采用激光發(fā)射器件，作用于人體敏感部位，產(chǎn)生輔助治療作用。設(shè)計需 要把學(xué)過的自動控制原理、模擬和數(shù)字電路、MCU等多方面專業(yè)知識綜合運用。 在了解治療儀原理的基礎(chǔ)上，采用單片機為核心部件，對激光器發(fā)送的脈沖形式 和時間進行控制，從而使末端激光器發(fā)射出最適宜身體接受的光波。在該課題中，有一個停止開始開關(guān)來控制開關(guān)的開斷，根據(jù)不同的疾病選擇 不同的治療時間和強度，在設(shè)計時應(yīng)利用單片機控制“ +”、“一”鍵來加減時間， 由此來選擇治療時間的長短；在治療過程

18、中還需根據(jù)單片機來控制一個按鍵來控 制方波和連續(xù)波的切換；利用 +5V電壓供電；同時具有設(shè)置顯示功能和報警等 功能?？傮w設(shè)計框圖如下圖2.1所示，主要結(jié)構(gòu)有單片機，顯示器、鍵盤、報警電 路和激光發(fā)射電路組成。圖2.1激光輔助治療儀設(shè)計結(jié)構(gòu)框圖22總體方案論證2.2.1單片機的選擇MCS-51單片機：MCS-51單片機最早由In tel公司推出，其后，多家公司購 買了 MCS-51的內(nèi)核，使得以MCS-51為內(nèi)核的MCU系列單片機在世界上產(chǎn)量 最大，應(yīng)用也最廣泛。Motorola單片機：Motorola是世界上最大的單片機廠商。從 M6800開始, 開發(fā)了廣泛的品種， 4 位，8 位，16 位

19、32 位的單片機都能生產(chǎn)，其中典型的代 表有： 8位機 M6805， M68HC05 系列，8位增強型 M68HC11，M68HC12 ，16 位機M68HC16 , 32位機M683XX。 Motorola單片機的特點之一是在同樣的速度 下所用的時鐘頻率較 Intel 類單片機低得多，因而使得高頻噪聲低，抗干擾能力 強，更適合于工控領(lǐng)域及惡劣的環(huán)境。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編 程 Flash 存儲器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦

20、適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash,使 得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。此外， AT89S52 設(shè)計和配置了振蕩頻率可為 0Hz 并可通過軟件設(shè)置省電模 式?？臻e模式下， CPU 暫停工作，而 RAM 定時計數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可 繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存 RAM 的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外 中斷激活或硬件復(fù)位。由于實際程序要求并不復(fù)雜，要實現(xiàn)的功能對芯片要求不是很苛刻，而AT89S52又是一種我學(xué)習(xí)接觸較多的一種單片機，可以搜集到的資料較多，芯片便宜，技術(shù)發(fā)展成熟，所以在該課題設(shè)計中選用AT89S

21、52單片機。顯示器的選擇單片機應(yīng)用系統(tǒng)最常用的顯示器是 LED （發(fā)光二極管顯示器）和 LCD （液 晶顯示器），這兩種顯示器可顯示數(shù)字、字符及系統(tǒng)的狀態(tài)，它們的驅(qū)動電路簡 單、易于實現(xiàn)且價格低廉，因此，得到廣泛應(yīng)用。常用的 LED 顯示器有 LED 狀態(tài)顯示器（俗稱發(fā)光二極管） 、 LED 七段顯示 器（俗稱數(shù)碼管）和 LED 十六段顯示器。發(fā)光二極管可顯示兩種狀態(tài)，用于系 統(tǒng)狀態(tài)顯示；數(shù)碼管用于數(shù)字顯示； LED 十六段顯示器用于字符顯示。液晶顯 示屏（ LCD ）具有輕薄短小、低耗電量、平面直角顯示以及影像穩(wěn)定不閃爍等優(yōu) 勢，可視面積大，畫面效果好，分辨率高等特點。七段發(fā)光二極管顯示器，

22、又叫 LED 顯示器，因其價格低廉、功耗較小和性能可靠等優(yōu)點，在各種儀器儀表中 得到了廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)在市場上出售的專用 LED 驅(qū)動器種類有很多，且大多數(shù) 功能較多， 但價格相應(yīng)地也較高， 如果用在低成本的簡單系統(tǒng)中， 不僅是一種資 源的浪費，而且增加了產(chǎn)品的成本。用 74LS07 芯片驅(qū)動 LED 有以下特點：速 度較快，功耗較小， LED 的數(shù)目多少隨意，既可以控制共陰極的 LED 顯示器， 也可以控制共陽極的 LED 顯示器，可以軟件控制 LED 的亮度，還可以在必要的 時候關(guān)斷顯示 （數(shù)據(jù)保留 ），以減小功耗，并可隨時喚醒顯示。用它設(shè)計的電路， 不僅軟硬件設(shè)計簡單，而且功耗低，驅(qū)動能力

23、強，占用的I/O 口線較少，是一種 造價低廉，應(yīng)用靈活的設(shè)計方案。該設(shè)計中系統(tǒng)需要顯示的信息量不大， LED 數(shù)碼管，對外界環(huán)境要求低， 操作簡單，易于維護，能按照需要顯示字符。所以利用數(shù)碼板顯示很容易實現(xiàn)， 數(shù)碼板又便宜且顯示程序比較好調(diào)試，因此我在這次的設(shè)計中選擇4位LED時間數(shù)碼板顯示。顯示器動靜態(tài)的選擇LED 七段數(shù)碼管有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示。靜態(tài)顯示是指數(shù)碼管顯示某一字符時， 相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定導(dǎo)通或恒定截 止。這種顯示方式的各位數(shù)碼管相互獨立，公共端恒定接地（共陰極）或接正電 源（共陽極）。每個數(shù)碼管的8個字段分別與一個8位I/O 口地址相連，I/O 口只 要有段碼輸出，相應(yīng)字符即

24、顯示出來，并保持不變，直到 I/O 口輸出新的段碼。 采用靜態(tài)顯示方式，較小的電流即可獲得較高的亮度，且占用 CPU 時間少，編 程簡單，顯示便于監(jiān)測和控制，但其占用的口線多，硬件電路復(fù)雜，成本高，只 適合于顯示位數(shù)較少的場合。數(shù)碼管靜態(tài)顯示方式的一種典型應(yīng)用， 其硬件及軟件都非常簡單， 但其只能 顯示一位，如要用P1 口顯示多位，則每位數(shù)碼管都應(yīng)有各自的鎖存、譯碼與驅(qū) 動器，還需有相應(yīng)的位選通電路，位選通電路輸出位碼。動態(tài)顯示是一位一位地輪流點亮各位數(shù)碼管， 這種逐位點亮顯示器的方式稱 為位掃描。通常，各位數(shù)碼管的段選線相應(yīng)并聯(lián)在一起，由一個8位的I/O 口控制；各位的位選線（公共陰極或陽極

25、） 由另外的 I/O 口線控制。動態(tài)方式顯示時， 各數(shù)碼管分時輪流選通， 要使其穩(wěn)定顯示必須采用掃描方式， 即在某一時刻只選 通一位數(shù)碼管， 并送出相應(yīng)的段碼， 在另一時刻選通另一位數(shù)碼管， 并送出相應(yīng) 的段碼，依此規(guī)律循環(huán)， 即可使各位數(shù)碼管顯示將要顯示的字符， 雖然這些字符 是在不同的時刻分別顯示， 但由于人眼存在視覺暫留效應(yīng)， 只要每位顯示間隔足夠短就可以給人同時顯示的感覺采用動態(tài)顯示方式比較節(jié)省 I/O 口，硬件電路也較靜態(tài)顯示方式簡單，但其 亮度不如靜態(tài)顯示方式，而且在顯示位數(shù)較多時， CPU 要依次掃描，占用 CPU 較多的時間。該課題所制作的激光治療儀為了解決治療者需要查看治療時

26、間的問題， 因此 選擇動態(tài)顯示電路。鍵盤設(shè)計在單片機設(shè)計中， 鍵盤設(shè)計一般分為獨立是鍵盤和矩陣式鍵盤， 對于按鍵多 的設(shè)計一般情況下采用矩陣式鍵盤設(shè)計， 通過鍵盤掃描來確認(rèn)按鍵是否按下， 另 一種是獨立是鍵盤，每一個按鍵對應(yīng)一個 IO 接口，分別來控制。在按鍵少的情 況下用這種控制。在該設(shè)計中， 只有三個按鍵， 分別用來控制治療儀治療時間的加減和激光強 度的切換，因此在該設(shè)計中選用選擇獨立式鍵盤。電源的選擇 本課題所研究的是激光輔助治療儀，考慮到其易于攜帶和家庭使用的特點， 所以應(yīng)采用電池和經(jīng)過變壓器調(diào)節(jié)后的 +5V電壓為整體系統(tǒng)供電。同時還應(yīng)當(dāng)設(shè) 計一個電源，能夠把220V電壓調(diào)節(jié)成+5V，

27、使得治療應(yīng)用簡單化，安全化。2.3 激光發(fā)射器的選擇治療激光醫(yī)療器械是我國的強項。 因為我國激光醫(yī)療應(yīng)用開發(fā)較早， 激光醫(yī) 療器械的水平和質(zhì)量也有較大提高， 而價格又比西方國家便宜， 作為中、低檔激 光醫(yī)療器械在國際市場上具有一定的優(yōu)勢， 歷年均在出口， 并有逐步增長。 因此 開發(fā)激光輔助治療儀有很好的技術(shù)支持和市場前景。該課題設(shè)計的激光治療儀是一種醫(yī)用器械， 利用激光發(fā)射器件發(fā)射激光， 作 用于人體敏感部位， 產(chǎn)生輔助治療作用。 利用按鍵對激光器發(fā)送的脈沖形式和時 間進行控制，從而使末端激光器發(fā)射出最適宜身體接受的光波。隨著社會自動化程度的提高， 人機交互能力急需大的轉(zhuǎn)變， 向著更方便使用、

28、 更直觀的方向發(fā)展。 激光治療機主要應(yīng)用激光的物理特性作用于人體， 產(chǎn)生機體 化學(xué)反應(yīng)從而達到治療疾病的目的。因此在該課題我們選用激光發(fā)射器。3硬件設(shè)計3.1晶振電路時鐘電路是單片機的心臟，各部分都以時鐘頻率為基準(zhǔn)，有條不紊地一拍一 拍地工作。禾I用芯片內(nèi)部的振蕩電路，在 XTAL1和XTAL2兩端跨接晶體振蕩 器和兩個電容就構(gòu)成了一個穩(wěn)定的自激振蕩器。AT89S52內(nèi)部都有一個用于構(gòu)成 振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1和XTAL2分別是反相放大器的輸入 端和輸出端，由這個放大器與作為反饋元件的片外晶體一起構(gòu)成了一個自激振蕩234器，這種形式的時鐘信號稱為內(nèi)部時鐘方式。在芯片的外部，

29、XTAL1和XTAL2之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容， 從而構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器，這就是單片機的時鐘電路，如圖3.1所示。該電路選擇兩個30PF電容，晶振為12MHZGND23456781 3O1 51 4311 91 891U1P10P00P11P01P12P02P13P03P14P04P15P05P16P06P17P07INT1P20INT0P21AP22T1T P23T08P249S25EA/VPP26P27X1X2RESETRXDTXDRD-ALE/P-WRPSEN8 9S5 238373B-353433322122232425262728101130r 2939圖3.1晶振電路3.

30、2復(fù)位電路復(fù)位是單片機的初始化操作，單片機在啟動運行時，都需要先復(fù)位，它的作 用是使CPU和系統(tǒng)中其它部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始 工作。單片機在啟動或斷電后，程序需要從頭開始執(zhí)行，機器內(nèi)全部寄存器、I/O 接口等都必須重新復(fù)位，這個功能由復(fù)位電路來完成。無論是在單片機剛開始接上電源時，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位。單片機復(fù)位的條件是：必須使 RST/VPD或RST引腳（9）加上持續(xù)二個機 器周期（即24個振蕩周期）的高電平。單片機常見的復(fù)位電路如圖 3.2所示。(a)上電復(fù)位電路vcc(b)按鍵復(fù)位電路圖3.2單片機常見的復(fù)位電路圖3.2 (a)為上電復(fù)位電路，它是利用

31、電容充電來實現(xiàn)的。在接電瞬間，RST端的電位與VCC相同，隨著充電電流的減少，RST的電位逐漸下降。只要 保證RST為高電平的時間大于2個機器周期，便能正常復(fù)位。圖3.2( b)為按鍵復(fù)位電路。該電路除具有上電復(fù)位功能外，若要復(fù)位，只 需按圖2 (b)中的RESET鍵，此時電源VCC經(jīng)電阻R1、R2分壓，在RST端 產(chǎn)生一個復(fù)位高電平。在該設(shè)計中，由于在引入電源時接有總開關(guān)，所以沒有必要選擇按鈕復(fù)位， 由此我選擇上電復(fù)位。3.3顯示電路3.3.1數(shù)碼管驅(qū)動電路晶體三極管，是半導(dǎo)體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的 核心元件。三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個相距很近的 PN結(jié)，兩個

32、PN 結(jié)把正塊半導(dǎo)體分成三部分，中間部分是基區(qū)，兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，排 列方式有PNP和NPN兩種，以材料分有硅材料和鍺材料兩種。常用三極管的封裝形式有金屬封裝和塑料封裝兩大類，引腳的排列方式具有34一定的規(guī)律， 底視圖位置放置，使三個引腳構(gòu)成等腰三角形的頂點上，從左向 右依次為e、b、c；對于中小功率塑料三極管按圖使其平面朝向自己，三個引腳 朝下放置，則從左到右依次為 e、b、c。9012是PNP型三極管，工作電流0.5A，功率為0.6W,放大倍數(shù)約為200。 在該設(shè)計中選擇9012三極管作為驅(qū)動管，電阻選擇 4.7K。驅(qū)動電路如下圖3.3所示。U1R14.7 KVCC |圖3.3驅(qū)動

33、電路在實際電路中，數(shù)碼管與單片機之間需要加驅(qū)動器，該設(shè)計中選用7407,在下面一部分中有詳細(xì)介紹。3.3.2 7407的驅(qū)動作用單片機在擴展時，為了正確地進行數(shù)據(jù)的I/O 口傳送，必須解決總線的和驅(qū) 動問題。通?？偩€上連接著多個數(shù)據(jù)源設(shè)備（向總線輸入數(shù)據(jù)）和多個數(shù)據(jù)負(fù)載 設(shè)備（向總線輸出數(shù)據(jù)）。但是在任何時刻，只能進行一個源和一個負(fù)載之間的 數(shù)據(jù)傳送，此時要求所有其它設(shè)備在電性能上與總線隔離。使外設(shè)在需要的時刻 與總線相通，不需要的時候與總線隔開，這就是總線隔離問題。此外，由于單片 機功率有限，故每個I/O管腳的驅(qū)動能力有限。因此，為了驅(qū)動負(fù)載，往往采用 緩沖/驅(qū)動器，7407就具有數(shù)據(jù)隔離緩

34、沖和驅(qū)動的作用，其輸入阻抗抗較抵，常23用做想三態(tài)緩沖輸出，圖3.4為其引腳圖。12345672A2Y3A3YCC6635Y4A4YV141312111098圖3.4 7407引腳圖7407是 TTL集電極開路六正相高壓驅(qū)動器是六高壓輸出緩沖驅(qū)動器，其中第1, 3, 5, 9，11和13六個引腳是六位輸入，2，4，6，8，10和 12六個引腳是六位 輸出，7腳接地，14腳接電源。3.3.3數(shù)碼管結(jié)構(gòu)及工作原理（1）數(shù)碼管結(jié)構(gòu)數(shù)碼管由8個發(fā)光二極管（以下簡稱字段）構(gòu)成，通過不同的組合可用來顯“”及小數(shù)點“”。數(shù)碼示數(shù)字0 9、字符A、F、H、L、P、R、U、Y、符號管的外型結(jié)構(gòu)如圖3.5（a）所

35、示。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)，分別 如圖3.5（b）和圖3.5（c）所示。+5Vg f GND a b109 876ddp12 34 5D00（b）共陰極D。M-。一1。iee d GND c dp（a）外型結(jié)構(gòu)（c）共陽極圖3.5數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖（2）數(shù)碼管工作原理共陽極數(shù)碼管的8個發(fā)光二極管的陽極（二極管正端）連接在一起，通常， 公共陽極接高電平（一般接電源），其它管腳接段驅(qū)動電路輸出端。當(dāng)某段驅(qū)動 電路的輸出端為低電平時，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點亮，根據(jù)發(fā)光字段的不 同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。共陰極數(shù)碼管的8個發(fā)光二極管的陰極（二極管負(fù)端）連接在一起，通常， 公共陰極接低電平

36、（一般接地），其它管腳接段驅(qū)動電路輸出端，當(dāng)某段驅(qū)動電 路的輸出端為高電平時，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同 組合可顯示出各種數(shù)字或字符。該課題采用了共陽極數(shù)碼管。所選用的數(shù)碼管引腳圖如下圖3.6所示，平面視圖如下圖3.7所示。L16EDIG3758DA49DPF3 一1 0CDIG221 1GDIG11DIG0B1 2LED-8 4共陽圖3.6數(shù)碼管引腳圖EDD PCD I GG)AD IG2D IG1B圖3.7數(shù)碼管平面圖D IG3該設(shè)計中所選用的數(shù)碼管有12個引腳，1腳控制數(shù)碼管0的位選，10腳控制數(shù)碼管1的位選，11腳控制數(shù)碼管2的位選，7腳控制數(shù)碼管3的位選；8腳

37、控制數(shù)碼管a段，12腳控制數(shù)碼管b段，3腳控制數(shù)碼管c段，5腳控制數(shù)碼 管d段，6腳控制數(shù)碼管e段，9腳控制數(shù)碼管f段，2腳控制數(shù)碼管g段，4 腳控制數(shù)碼管小數(shù)點dp。其中0位數(shù)碼管的dp段控制時間顯示中數(shù)碼管的上小 數(shù)點，1位數(shù)碼管的dp段控制時間顯示中數(shù)碼管的下小數(shù)點3.3.4顯示電路LED七段數(shù)碼管有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示。該設(shè)計選擇是為四位動態(tài)時間顯示電路。由四個9012三極管進行位選，分別接在單片機P2 口的低四位，加電阻 為4.7K。在顯示器與單片機之間要加 8個330歐姆的電阻，由于單片機與數(shù)碼 管之間電流太小，需要用兩片 74LS07驅(qū)動器進行驅(qū)動。顯示電路如下圖3.8所示。11D

38、IG0ABDIG1CDEDIG2FGDIG3DPU1107LED-84 陽33459627488 112 2RP11615U18*330P2.24.7KQ1PNPVCCPnpR11nIP2.04.7K14131211T09 1AVCC2A1Y3A2Y4A3Y7407 八，5A4Y6A5YGND6YU274071AVCC2A1Y3A2Y4A 74073Y5A4Y6A5YGND6Y7407P2.34.7KPNPQ2P2.14.7KPNP2T456813o151431191817P10P0CP11P01P12P02P13P03P14P04P15P05P16P06P17P07INT1A P2CINT0

39、T P219P22T1S5 P23T0P24P25EA/VPP26P27X1X2RESETRXDTXDRDALE/PWRPSENU189S52393B37-3S-3534-3T322122232425262728101.3D-29圖3.8顯示電路3.4鍵盤電路鍵盤是由一組規(guī)則排列的按鍵組成， 一個按鍵實際上是一個開關(guān)元件，也就 是說鍵盤是一組規(guī)則排列的開關(guān)。 按鍵按照結(jié)構(gòu)原理可分為兩類，一類是觸點式 開關(guān)按鍵，另一類是無觸點開關(guān)按鍵。機械式按鍵再按下或釋放時，由于機械彈 性作用的影響，通常伴隨有一定時間的觸點機械抖動，然后其觸點才穩(wěn)定下來。 抖動時間的長短與開關(guān)的機械特性有關(guān)，一般為 5 -

40、10mso在觸點抖動期間檢測按鍵的通與斷狀態(tài)，可能導(dǎo)致判斷出錯。即按鍵一次按 下或釋放被錯誤地認(rèn)為是多次操作， 這種情況是不允許出現(xiàn)的。為了克服按鍵觸 點機械抖動所致的檢測誤判，必須采取去抖動措施，可從硬件、軟件兩方面予以 考慮。在鍵數(shù)較少時，可采用硬件去抖，而當(dāng)鍵數(shù)較多時，采用軟件去抖。在硬件上可米用在鍵輸出端加R-S觸發(fā)器（雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）或單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu) 成去抖動電路，軟件上采取的措施是，在檢測到有按鍵按下時，執(zhí)行一個10ms左右（具體時間應(yīng)視所使用的按鍵進行調(diào)整） 的延時程序后，再確認(rèn)該鍵電平是 否仍保持閉合狀態(tài)電平，若仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)該鍵處于閉合狀態(tài)；同 理，在檢測到該鍵釋放

41、后，也應(yīng)采用相同的步驟進行確認(rèn)，從而可消除抖動的影 15響。獨立式按鍵：單片機控制系統(tǒng)中，往往只需要幾個功能鍵，此時，可采用獨 立式按鍵結(jié)構(gòu)。獨立式按鍵是直接用I/O 口線構(gòu)成的單個按鍵電路，其特點是每 個按鍵單獨占用一根I/O 口線，每個按鍵的工作不會影響其它I/O 口線的狀態(tài) 獨立式按鍵的典型應(yīng)用如圖6所示。獨立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單， 但每個按鍵必須占用一根I/O 口線，因此，在按鍵較多時，I/O 口線浪費較大, 不宜米用。圖3.9獨立式按鍵電路圖3.9輸入均采用低電平有效，此外，上拉電阻保證了按鍵斷開時，I/O 口線有確定的高電平。當(dāng)I/O 口線內(nèi)部有上拉電阻時，外電路可不接

42、上拉電阻。獨立式按鍵的軟件結(jié)構(gòu)：獨立式按鍵軟件常采用查詢式結(jié)構(gòu)。先逐位查詢每 根I/O 口線的輸入狀態(tài)，如某一根I/O 口線輸入為低電平，則可確認(rèn)該I/O 口線 所對應(yīng)的按鍵已按下，然后，再轉(zhuǎn)向該鍵的功能處理程序。TitleSizeNBDate:File:矩陣式按鍵：片機系統(tǒng)中，若使按鍵較多時，通常采用矩陣式（也稱行列式） 鍵盤。矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu)及原理：矩陣式鍵盤由行線和列線組成，按鍵位于行、 列線的交叉點上，其結(jié)構(gòu)如圖3.10所示。/+5 V0i|彳/11 111/24L片3 0123圖3.10矩陣式鍵盤結(jié)構(gòu)由圖3.10可知，一個4X 4的行、列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個含有 16個按鍵的鍵 盤，顯然

43、，在按鍵數(shù)量較多時，矩陣式鍵盤較之獨立式按鍵鍵盤要節(jié)省很多 I/O 口。矩陣式鍵盤中，行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端，行線通過上拉電阻接 到+ 5V上。當(dāng)無鍵按下時，行線處于高電平狀態(tài)；當(dāng)有鍵按下時，行、列線將 導(dǎo)通，此時，行線電平將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。這是識別按鍵是否按下的關(guān)鍵。然而，矩陣鍵盤中的行線、列線和多個鍵相連，各按鍵按下與否均影 響該鍵所在行線和列線的電平，各按鍵間將相互影響，因此，必須將行線、列線 信號配合起來作適當(dāng)處理，才能確定閉合鍵的位置。該設(shè)計中所使用獨立式鍵盤，利用軟件延時消抖，延時時間為10mso3.5報警電路蜂鳴器有兩類3大品種，一類是壓電式，一類是電磁式

44、，電磁式又有兩大品 種，鐵振膜式和動圈式，二者原理一樣只是結(jié)構(gòu)不同。所有蜂鳴器都有兩種類型： 純蜂鳴器和帶驅(qū)動的蜂鳴器，蜂鳴器都是用音頻信號驅(qū)動的，當(dāng)然是交流驅(qū)動。 一般所指的蜂鳴器是以壓電陶瓷為主要元件的。 壓電陶瓷是一類有將壓力與電流 相互轉(zhuǎn)換能力的特殊陶瓷。這種能力緣于其特殊的晶體結(jié)構(gòu)。當(dāng)壓電陶瓷在一定 方向上受到一個壓力使其晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生形變時，它就會在內(nèi)部產(chǎn)生一個電流，并 且電流的變化與壓力的變化密切相關(guān)。反之亦然。所以利用這一特性，在壓電陶 瓷上通過一定頻率的電流，就會引起壓電陶瓷微小形變，這一形變帶動空氣發(fā)生 振動，如果頻率適當(dāng)，就可以被人耳所聽見，也就是產(chǎn)生了蜂鳴聲。報警器需要的

45、電流為10mA，因此需要加驅(qū)動電路。該設(shè)計采用PNP型三極 管9012和4.7k電阻驅(qū)動。報警電路設(shè)計如下圖 3.11所示。,P10P00P11P01P12P02P13P03,P14P04，P15P05P16P06P17P07INT1P20INT0A P21T P22,T1P23.T09SP24P25，EA/VPP26P27.X1.X2，RESETRXDTXDRD-ALE/pWRPSENU121223 198 9S5 2c1 51 41 9181 32324252627281234oT83938-TT3B3-3332-R21 1 1 030 I4.7 K圖3.11報警電路VCCQ1PNPGND

46、 LSI36電源電路該課題設(shè)計中選用的電源為 5V，用來供應(yīng)單片機工作，通過激光輸出電路 來發(fā)射激光作用于人體治療疾病。為了減少電源對無線傳送的干擾，我們采用7812和7805雙穩(wěn)壓管。由于7805輸入需小于12V的電壓，所以我們前端選用了 7812。三極管型的7812排 列方式是入、出、地（圓切面朝內(nèi)）。7812是最為常見三端穩(wěn)壓集成，它的額定 工作電流為1.5A，不過要加合適的散熱片才行。如果沒有散熱片的情況下，工作電流不要超過200mA。7812的輸入電壓為18V左右，太高芯片負(fù)擔(dān)大，效 率低，發(fā)熱量大，對設(shè)備穩(wěn)定工作并不合適。7812為正三端穩(wěn)壓：1腳輸入，2腳接地，3腳輸出。7805

47、是三端穩(wěn)壓器，它的管腳1是輸入端，管腳2是公用 端，管腳3是輸出端。輸入端最高輸入電壓為 35V。7805輸出正5V，最大輸出 電流為1.5A。輸入輸出之間的電壓差不可小于 2V，最好在5V左右，輸入輸出 之間的電壓差小于2V時將會影響穩(wěn)壓效果。穩(wěn)壓電源如圖 3.12所示。3453 45 A圖3.12穩(wěn)壓電源電路圖在該設(shè)計中我們選用5V電源，當(dāng)需要治療時，接上5V電源后，按下開關(guān) 即可看到指示燈亮，即開始治療，開始時，設(shè)置的默認(rèn)治療時間為15： 00，如果15分鐘時間合適則開始治療，如果不合適則可以適當(dāng)?shù)募訙p時間。下圖3.13+5V SOJ1丁GND圖3.13開關(guān)設(shè)置TitleSizeBDat

48、e:File:為開關(guān)設(shè)置圖。Number15-Ju n-2003G:tuMyDesig n1.ddb3.7激光發(fā)射電路該課題設(shè)計的激光治療儀是一種醫(yī)用器械，以單片機為核心，采用5V電源供電，利用激光發(fā)射器件發(fā)射激光，作用于人體敏感部位，產(chǎn)生輔助治療作用。 利用按鍵對激光器發(fā)送的脈沖形式和時間進行控制， 從而使末端激光器發(fā)射出最 適宜身體接受的光波。治療激光醫(yī)療器械是我國的強項。因為我國激光醫(yī)療應(yīng)用開發(fā)較早， 激光醫(yī) 療器械的水平和質(zhì)量也有較大提高， 而價格又比西方國家便宜，作為中、低檔激 光醫(yī)療器械在國際市場上具有一定的優(yōu)勢， 歷年均在出口，并有逐步增長。因此 開發(fā)激光輔助治療儀有很好的技術(shù)支

49、持和市場前景。從激光誕生至今，隨著激光技術(shù)的發(fā)展及其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的研究和臨床應(yīng) 用，激光醫(yī)學(xué)也取得了很快的發(fā)展。在激光的發(fā)展中，我們應(yīng)該開拓廣闊的視線， 在更多方面設(shè)計出更多的人性化的器械，能夠讓我們的治療和健身變成日?；Ｔ谠撛O(shè)計中，我們應(yīng)用的輸出應(yīng)該是激光發(fā)射頭，但由于時間和技術(shù)的限制, 我們利用二極管來代替激光發(fā)射頭，通過 9012來驅(qū)動二極管發(fā)光，在使用是只 需要將二極管換成激光發(fā)射頭就行了。激光發(fā)射電路如下圖 3.14所示。131519U1P10P00P11P01P12P02P13P03P14P04P15P05P16P06P17P07INT1AP20INT0T P21P22T19SP

50、23T0P24P25EA/VpP26P27X1X2RESETRXDTXDrdALE/PWRPSEN3923678-a1431102989S5 2113045D0/O.O43N 123456/82222222R24.7 KQ1PNPR9330D1LEDgNdTitleSizeBDate:File:Nu m18-JunC:Do圖3.14激光發(fā)射電路 4 軟件設(shè)計4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計語言在編寫單片機程序時，可以用匯編語言編寫，也可以用 C 高級語言來編寫， 還可以用兩者混合編程。匯編語言采用助記符來編寫程序， 比起機器語言的二進制代碼來說要方便一 些，在一定程度上簡化了編程過程。匯編語言的特點是用符

51、號代替了機器語言， 指令與代碼一一對應(yīng)， 基本保留了機器語言的靈活性， 使用匯編語言能簡化程序， 匯編語言占用內(nèi)存小，運算速度快。但是匯編語言不容易理解，編程難度大。C 語言作為高級語言， 它更接近和體現(xiàn)人的設(shè)計思想， 是目前流行的一種計 算機語言，它主要用于單片機和一般微型計算機。 C 高級語言程序設(shè)計快、可讀 性好、可靠性高、可移植性好、代碼轉(zhuǎn)換質(zhì)量高。單片機 C 高級語言的特點是 同時兼有高級語言和匯編語言的優(yōu)點，還能像匯編語言那樣直接利用 CPU 的硬 件特性進行程序設(shè)計， 直接操作單片機的硬件和接口。 C 高級語言目標(biāo)模塊還可 以同匯編連接組成一個完整的程序， 目前在單片機應(yīng)用領(lǐng)域，

52、 C 高級語言越來越 受到人們的重視。使用 C 高級語言的工作效率高，其生成的機器代碼質(zhì)量也是 高水平的。因此，我們在該設(shè)計中選用 C 語言來編程。4.2 軟件程序設(shè)計激光輔助治療儀的系統(tǒng)軟件程序有主程序和子程序組成， 主程序包含初始化 參數(shù)設(shè)置、按鍵處理、數(shù)碼管顯示模塊，報警模塊，在設(shè)計時各個模塊都采用子 程序結(jié)構(gòu)設(shè)計，在主程序中調(diào)用。由于定時器 /計數(shù)器采用中斷方式處理，因此 還要編寫定時器 /中斷服務(wù)子程序，在定時器 /計數(shù)器中斷服務(wù)子程序中隊倒計時 進行調(diào)整，對蜂鳴器報警時間和激光閃爍燈的閃爍延時時間進行調(diào)整。4.2.1 主程序主程序先對顯示單元和定時器 /計數(shù)器初始化，然后重復(fù)調(diào)用數(shù)

53、碼管顯示模 塊和按鍵處理模塊以及報警模塊，當(dāng)有按鍵按下時，則調(diào)用相應(yīng)的功能子程序。主程序流程圖如下圖 4.1 所示。圖4.1住程序流程圖4.2.2數(shù)碼管顯示程序本系統(tǒng)用4為時間顯示數(shù)碼板，從右到左依次顯示秒十位、秒個位、冒號、 分十位和分個位。數(shù)碼管閑事的信息用 6個內(nèi)存單元存放，這6個內(nèi)存單元分 別為顯示緩沖區(qū)，其中秒十位和秒個位、分十位和分個位分別由秒數(shù)據(jù)、 分?jǐn)?shù)據(jù) 分拆得到。本系統(tǒng)設(shè)計數(shù)碼管采取軟件譯碼動態(tài)顯示。顯示時，先從現(xiàn)實緩沖區(qū)中取出顯示信息，然后通過查表程序在字段碼表中 查處顯示信息的字段碼，從 P0 口輸出，同時在P2 口將相應(yīng)的位選碼輸出，選 中顯示的數(shù)碼管，就能在相應(yīng)的數(shù)碼

54、管上顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容。在存儲器中首先建立一張顯示信息的字段碼表， 在該設(shè)計中由于時間顯示帶 有分秒之間的冒號，分時位和分個位無小數(shù)點，秒個位和秒十位有小數(shù)點，分別 為上小數(shù)點和下小數(shù)點，因此需要兩張字段碼表，分別顯示帶小數(shù)點何不帶小數(shù) 點的09以及熄滅符。本設(shè)計用的是共陽極數(shù)碼管，所選用的數(shù)碼管在前面有詳細(xì)介紹，在該設(shè)計 中根據(jù)硬件電路得到了相對應(yīng)的字段碼，見下表 4.1和4.2所示，表4.1是不帶 小數(shù)點的相應(yīng)的09字段碼，表4.2是帶小數(shù)點的09字段碼。表4.1數(shù)碼管字型編碼表（小數(shù)點滅）顯示字符字形共陽極及dpegdfcba字型碼0010100000A0H1111111001F9H221

55、00011008CH3311001000C8H4411010001D1H5511000010C2H661000001082H7711111000F8H881000000080H9911000000C0H熄滅滅11111111FFH表4.2數(shù)碼管字型編碼表（小數(shù)點亮）顯示字符字形共陽極及dpegdfcba字型碼000010000020H110111100179H22000011000CH330100100048H440101000151H550100001042H660000001002H770111100078H880000000000H990100000040H熄滅滅11111111FFH在

56、顯示子程序設(shè)計中，通過查表得到數(shù)字的字?jǐn)啻a顯示， 由于顯示數(shù)字四位 中分鐘兩位無小數(shù)點，秒位有小數(shù)點控制，因此在顯示程序中建立兩個表格， 需 要兩個查表語句來執(zhí)行。4.2.3定時器/計數(shù)器T0中斷服務(wù)子程序在該課題設(shè)計中，定時器/計數(shù)器T0中用于時間計時、報警延時、治療燈高低電平切換延時當(dāng)TO用于時間計時時，選擇定時/計數(shù)器工作方式1,在倒計時鐘，應(yīng)產(chǎn)生 周期為1s的周期性定時，由于定時時間比較長，一個定時/計數(shù)器不能直接實現(xiàn)， 可用定時/計數(shù)器TO產(chǎn)生周期為50ms,計數(shù)20次記為1s，1s到了則對分單元減 一,秒單元減到00時則對分單元減1,將秒單元置為59,當(dāng)分單元為99時再加 則為00

57、,當(dāng)分單元減為00時再減則報警，當(dāng)時間和分鐘均為 00時治療結(jié)束。在各單元計數(shù)的同時，把它們的值放在存儲單元的指定位置。定時器/計數(shù)器T0中斷服務(wù)子程序流程圖4.2如下所示：當(dāng)T0用于時間計時時，選擇定時/計數(shù)器工作方式1,這時應(yīng)產(chǎn)生周期為1s 的周期性定時，定時到了，對 P3.0取反就可以實現(xiàn)，這樣即可實現(xiàn)治療燈高低 電平切換。在報警電路中，先對 P3.1置高位，等有按鍵按下或者治療結(jié)束時， 通過對P3.1取反就可以實現(xiàn)對P3.1清0,蜂鳴器發(fā)出聲音報警。報警延時和治療燈高低電平切換延時程序：void t0(void)interrupt 1if(light_f)light_time+;if(

58、light_time 4000)ligh = ligh;light_time = 0; else ligh = 0;if(fm_f)fm_time+;if(fm_time 1000)warn = 1;fm_f = 0; fm_time = 0;4.2.4 鍵盤子程序 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，鍵盤掃描只是/進入中斷/ 治療燈亮延時/治療燈滅/啟動蜂鳴器，報警/蜂鳴時間清 0CPU 的工作內(nèi)容之一。 CPU 對鍵盤的響應(yīng)取決于鍵盤的工作方式，鍵盤的工作方式應(yīng)根據(jù)實際應(yīng)用系統(tǒng)中 CPU 的工作狀況而定，其選取的原則是既要保證 CPU 能及時響應(yīng)按鍵操作，又不要過多占用CPU的工作時間。通常鍵盤的工作方式

59、有三種，即編程掃描、定時掃描和 中斷掃描。采用上述兩種鍵盤掃描方式時，無論是否按鍵，CPU都要定時掃描鍵盤，而單片機應(yīng)用系統(tǒng)工作時，并非經(jīng)常需要鍵盤輸入，因此，CPU經(jīng)常處于空掃描狀態(tài)，為提高CPU工作效率，可采用中斷掃描工作方式。其工作過程如下： 當(dāng)無鍵按下時，CPU處理自己的工作，當(dāng)有鍵按下時產(chǎn)生中斷請求，CPU轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤掃描子程序。圖4.3鍵盤處理子程序在鍵盤設(shè)置中，由于選用的是機械式鍵盤，機械式按鍵再按下或釋放時，由 于機械彈性作用的影響，通常伴隨有一定時間的觸點機械抖動， 然后其觸點才穩(wěn) 定下來。抖動時間的長短與開關(guān)的機械特性有關(guān)，一般為5 10mso在觸點抖動期間檢測按鍵的通與斷

60、狀態(tài)，可能導(dǎo)致判斷出錯。即按鍵一次按 下或釋放被錯誤地認(rèn)為是多次操作， 這種情況是不允許出現(xiàn)的。為了克服按鍵觸 點機械抖動所致的檢測誤判，必須采取去抖動措施，可從硬件、軟件兩方面予以 考慮。在鍵數(shù)較少時，可采用硬件去抖，而當(dāng)鍵數(shù)較多時，采用軟件去抖。在硬件上可米用在鍵輸出端加R-S觸發(fā)器（雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）或單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu) 成去抖動電路， 軟件上采取的措施是， 利用延時來跳過抖動過程， 當(dāng)判斷有按鍵 按下后，先執(zhí)行一段大于 10ms 的延時程序后再去判斷是哪一個鍵按下，從而消 除前沿抖動的影響。 對于后沿抖動， 只是在接受一個鍵位后， 經(jīng)過一段時間再去 檢測有無按鍵，這樣自然就跳過了后沿抖動。在該