基于單片機的模擬手機鍵盤

1、信息工程學(xué)院課程設(shè)計報告書題目 :基于單片機的模擬手機鍵盤專業(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)計任務(wù)書學(xué) 號學(xué)生姓名專業(yè)（班級）電子信息設(shè)計題目基于單片機的模擬手機鍵盤單片機晶振頻率：12MHz；電源電壓： +5v設(shè)計技術(shù)參數(shù)編程控制單片機端口實現(xiàn)按鍵輸出09 十個數(shù)字并在液晶上顯示出來。設(shè)計要求兩天工作量注：可填寫課程設(shè)計報告的字?jǐn)?shù)要求或要完成的圖紙數(shù)量。工作計劃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 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)計題目：基于單片機的模擬手機鍵盤指導(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 單片機的手機鍵盤的設(shè)計；利用P0 端 3*4 的鍵值來模擬手機鍵盤中的數(shù)字，將采用編程的方法來實現(xiàn)使用12 個鍵來做到0 到 9 的數(shù)字輸出和退位清零，并在液晶屏上顯示。手機作為現(xiàn)代移動通信的載體，其技術(shù)也得到了很大的發(fā)展，手機的鍵盤布局已經(jīng)成了各大廠商門競爭的主要方面，本次設(shè)計提高了我們對單片機的操作能力，讓我們更加認(rèn)識到單片機的廣闊前景，對于我們更加深入學(xué)習(xí)和了解單片機提供

3、了極大的幫助。關(guān)鍵詞：矩陣鍵盤，LCD液晶屏， 89C52 單片機。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 .- 4 -2.1微處理器的選擇 .- 4 -2.2單片機的基本機構(gòu) .- 4 -2.3鍵盤接口電路 .- 5 -2.4消除抖動 .- 6 -3詳細(xì)設(shè)計 .- 7 -3.1程序流程設(shè)計 .- 7 -3.2硬件電路設(shè)計 .- 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；定時器測量兩次按鍵的間隔， 進(jìn)行手機鍵盤的模擬； 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（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2.1 微處理器的選擇1）控制中心使用 MCS-51 來實現(xiàn)2）驅(qū)動用 8255 芯片來實現(xiàn)3）顯示用 6 個三級數(shù)碼顯示管來實現(xiàn)4）使用 +5V 電源2.2 單片機的基本機構(gòu)1）MCS-51 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)MCS-5

6、1 單片機內(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 / 計數(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 8051 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖單片機的結(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算機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)是整個單片機的核心部件，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)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運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 8 位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和 128 個專用寄存器單元，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，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結(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 /計數(shù)器單片機 8051 內(nèi)有兩個 16 位的可編程定時 /計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(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 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 8051 內(nèi)置一個全雙工串行通信口，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 8051

9、具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷、兩個定時/計數(shù)器中斷和一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2 級的優(yōu)先級別選擇。8）時鐘電路單片機 8051 內(nèi)置最高頻率達(dá)12MHz 的時鐘電路，用于產(chǎn)生整個單片機運行的脈沖時序，但單片機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 消除抖動使用鍵盤時， 由于鍵的閉合和斷開， 此過

10、程中會產(chǎn)生一個抖動期。 抖動時間的長短與開關(guān)機械特性有關(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， 在鍵的穩(wěn)定閉合和斷開期間讀取鍵的狀態(tài)。 去除抖動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電路， 從根本上避免電壓抖動的產(chǎn)生。軟件方法則采用延遲 1020ms 的時間，待電壓穩(wěn)定后，在進(jìn)行狀態(tài)輸入。 由于軟件延時方法經(jīng)濟(jì)實惠且技術(shù)上完全可行， 所以此設(shè)計采用軟件方法去抖。- 6 -3 詳細(xì)設(shè)計3.1 程序流程設(shè)計利用 KEIL 軟件編程，使用單片機P0 口接上拉電阻驅(qū)動液晶屏，使用P3 口連接矩陣鍵盤掃描按鍵，在程序開始運行之后， 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)計硬件電路使用PROTEUS軟件連線，主要使用AT89C52單片機芯片和LM016L液晶芯片 ,LI利用 P0 口驅(qū)動液晶，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 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顯示屏， 構(gòu)成整個硬件系統(tǒng)。軟件部分是整

12、個控制器的重要組成部分，設(shè)計的好壞關(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)計程序，程序可讀性強。 回顧起此次單片機課程設(shè)計，我仍感慨頗多，在這兩個個星期的日子里， 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手能力和獨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，必須親自去試著實踐，遇到困難，永遠(yuǎn)不要沮喪氣餒。兩周的設(shè)計完滿結(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 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