煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)參數(shù)輸入及設(shè)定課件

2AZWJ—2型智能瓦斯檢測(cè)記錄儀是一種采用單片機(jī)控制的煤礦便攜式瓦斯?jié)舛葴y(cè)量記錄儀表。它用于煤礦井下采掘工作面、巷道、等有爆炸性氣體環(huán)境對(duì)甲烷濃度進(jìn)行間斷或連續(xù)監(jiān)測(cè)；檢測(cè)記錄儀通過(guò)鍵盤設(shè)置測(cè)量、打印、暫停等工作方式，設(shè)定日期、時(shí)間、報(bào)警值等參數(shù)。前言謝謝欣賞2019-7-133一、任務(wù)描述二、任務(wù)分析三、任務(wù)演示四、相關(guān)知識(shí)五、任務(wù)布置謝謝欣賞2019-7-134

用AT89S52的并行口P2接4×4矩陣鍵盤，以P0－P3作輸入線，以P4－P7作輸出線；在數(shù)碼管上顯示每個(gè)按鍵的“0－F”序號(hào)。對(duì)應(yīng)的按鍵的序號(hào)排列如下圖所示，并在P1口接一位數(shù)碼管，用靜態(tài)顯示的方法將鍵值顯示出來(lái)。

FB 73EA62D951C840

一、任務(wù)描述返回謝謝欣賞2019-7-1351、鍵盤輸入模塊：掃描鍵盤、讀取一次鍵盤并將鍵值存入鍵值緩沖單元。2、顯示模塊：將顯示單元的內(nèi)容在顯示器上顯示。3、主程序：調(diào)用鍵盤輸入模塊和顯示模塊。二、任務(wù)分析返回謝謝欣賞2019-7-136三、任務(wù)演示返回謝謝欣賞2019-7-137

（一）矩陣式按鍵單片機(jī)系統(tǒng)中，若使按鍵較多時(shí)，通常采用矩陣式（也稱行列式）鍵盤。

1、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(diǎn)上。其結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。圖4-1矩陣式鍵盤結(jié)構(gòu)四、相關(guān)知識(shí)返回謝謝欣賞2019-7-138

由圖4-1可知，一個(gè)4×4的行、列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個(gè)含有16個(gè)按鍵的鍵盤，顯然，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，矩陣式鍵盤較之獨(dú)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(kāi)關(guān)的兩端，行線通過(guò)上拉電阻接到＋5V上。當(dāng)無(wú)鍵按下時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)；當(dāng)有鍵按下時(shí)，行、列線將導(dǎo)通，此時(shí)，行線電平將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。這是識(shí)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(gè)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(hào)配合起來(lái)作適當(dāng)處理，才能確定閉合鍵的位置。

謝謝欣賞2019-7-1392、矩陣式鍵盤按鍵的識(shí)別

識(shí)別按鍵的方法很多，其中，最常見(jiàn)的方法是掃描法。下面以圖4.2中8號(hào)鍵的識(shí)別為例來(lái)說(shuō)明掃描法識(shí)別按鍵的過(guò)程。

按鍵按下時(shí)，與此鍵相連的行線與列線導(dǎo)通，行線在無(wú)鍵按下時(shí)處在高電平，顯然，如果讓所有的列線也處在高電平，那么，按鍵按下與否不會(huì)引起行線電平的變化，因此，必須使所有列線處在低電平，只有這樣，當(dāng)有鍵按下時(shí)，該鍵所在的行電平才會(huì)由高電平變?yōu)榈碗娖?。CPU根據(jù)行電平的變化，便能判定相應(yīng)的行有鍵按下。8號(hào)鍵按下時(shí)，第2行一定為低電平，然而，第2行為低電平時(shí)，能否肯定是8號(hào)鍵按下呢？回答是否定的，因?yàn)?、10、11號(hào)鍵按下同樣使第2行為低電平。為進(jìn)一步確定具體鍵，不能使所有列線在同一時(shí)刻都處在低電平，可在某一時(shí)刻只讓一條列線處于低電平，其余列線均處于高電平，另一時(shí)刻，讓下一列處在低電平，依此循環(huán)，這種依次輪流每次選通一列的工作方式稱為鍵盤掃描。謝謝欣賞2019-7-1310

采用鍵盤掃描后，再來(lái)觀察8號(hào)鍵按下時(shí)的工作過(guò)程，當(dāng)?shù)?列處于低電平時(shí)，第2行處于低電平，而第1、2、3列處于低電平時(shí)，第2行卻處在高電平，由此可判定按下的鍵應(yīng)是第2行與第0列的交叉點(diǎn)，即8號(hào)鍵。

鍵盤的編碼對(duì)于獨(dú)立式按鍵鍵盤，因按鍵數(shù)量少，可根據(jù)實(shí)際需要靈活編碼。對(duì)于矩陣式鍵盤，按鍵的位置由行號(hào)和列號(hào)唯一確定，因此可分別對(duì)行號(hào)和列號(hào)進(jìn)行二進(jìn)制編碼，然后將兩值合成一個(gè)字節(jié)，高4位是行號(hào)，低4位是列號(hào)。如圖4-1中的8號(hào)鍵，它位于第2行，第0列，因此，其鍵盤編碼應(yīng)為20H。采用上述編碼對(duì)于不同行的鍵離散性較大，不利于散轉(zhuǎn)指令對(duì)按鍵進(jìn)行處理。因此，可采用依次排列鍵號(hào)的方式對(duì)安排進(jìn)行編碼。以圖4-1中的4×4鍵盤為例，可將鍵號(hào)編碼為：01H、02H、03H…0EH、0FH、10H等16個(gè)鍵號(hào)。編碼相互轉(zhuǎn)換可通過(guò)計(jì)算或查表的方法實(shí)現(xiàn)。謝謝欣賞2019-7-13111）編程掃描方式編程掃描方式是利用CPU完成其它工作的空余調(diào)用鍵盤掃描子程序來(lái)響應(yīng)鍵盤輸入的要求。在執(zhí)行鍵功能程序時(shí)，CPU不再響應(yīng)鍵輸入要求，直到CPU重新掃描鍵盤為止。鍵盤掃描程序一般應(yīng)包括以下內(nèi)容：（1）判別有無(wú)鍵按下。（2）鍵盤掃描取得閉合鍵的行、列值。（3）用計(jì)算法或查表法得到鍵值。（4）判斷閉合鍵是否釋放，如沒(méi)釋放則繼續(xù)等待。（5）將閉合鍵鍵號(hào)保存，同時(shí)轉(zhuǎn)去執(zhí)行該閉合鍵的功能。3、鍵盤的工作方式在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，鍵盤掃描只是CPU的工作內(nèi)容之一。CPU對(duì)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(shí)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(shí)響應(yīng)按鍵操作，又不要過(guò)多占用CPU的工作時(shí)間。通常，鍵盤的工作方式有三種，即編程掃描、定時(shí)掃描和中斷掃描。謝謝欣賞2019-7-13122）定時(shí)掃描方式定時(shí)掃描方式就是每隔一段時(shí)間對(duì)鍵盤掃描一次，它利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器產(chǎn)生一定時(shí)間（例如10ms）的定時(shí)，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到就產(chǎn)生定時(shí)器溢出中斷，CPU響應(yīng)中斷后對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，并在有鍵按下時(shí)識(shí)別出該鍵，再執(zhí)行該鍵的功能程序。定時(shí)掃描方式的硬件電路與編程掃描方式相同，程序流程圖如圖4-2所示。圖4-2程序流程謝謝欣賞2019-7-1313

圖4-2中，標(biāo)志1和標(biāo)志2是在單片機(jī)內(nèi)部RAM的位尋址區(qū)設(shè)置的兩個(gè)標(biāo)志位，標(biāo)志1為去抖動(dòng)標(biāo)志位，標(biāo)志2為識(shí)別完按鍵的標(biāo)志位。初始化時(shí)將這兩個(gè)標(biāo)志位設(shè)置為0，執(zhí)行中斷服務(wù)程序時(shí)，首先判別有無(wú)鍵閉合，若無(wú)鍵閉合，將標(biāo)志1和標(biāo)志2置0后回車；若有鍵閉合，先檢查標(biāo)志1，當(dāng)標(biāo)志1為時(shí)，說(shuō)明還未進(jìn)行去抖動(dòng)處理，此時(shí)置位標(biāo)志1，并中斷回車。由于中斷回車后要經(jīng)過(guò)10ms后才會(huì)再次中斷，相當(dāng)于延時(shí)了10ms，因此，程序無(wú)須再延時(shí)。下次中斷時(shí)，因標(biāo)志1為1，CPU再檢查標(biāo)志2，如標(biāo)志2為說(shuō)明還未進(jìn)行按鍵的識(shí)別處理，這時(shí)，CPU先置位標(biāo)志2，然后進(jìn)行按鍵識(shí)別處理，再執(zhí)行相應(yīng)的按鍵功能子程序，最后，中斷回車。如標(biāo)志2已經(jīng)為1，則說(shuō)明此次按鍵已做過(guò)識(shí)別處理，只是還未釋放按鍵，當(dāng)按鍵釋放后，在下一次中斷服務(wù)程序中，標(biāo)志1和標(biāo)志2又重新置0，等待下一次按鍵。謝謝欣賞2019-7-1314

3）中斷掃描方式采用上述兩種鍵盤掃描方式時(shí)，無(wú)論是否按鍵，CPU都要定時(shí)掃描鍵盤，而單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)工作時(shí)，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(guò)程如下：當(dāng)無(wú)鍵按下時(shí)，CPU處理自己的工作，當(dāng)有鍵按下時(shí)，產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，CPU轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤掃描子程序，并識(shí)別鍵號(hào)。P1.0P1.1P1.3P1.2P1.4P1.5P1.6P1.7INT0+5V8051&圖4-3中斷掃描鍵盤電路謝謝欣賞2019-7-1315

圖4-3是一種簡(jiǎn)易鍵盤接口電路，該鍵盤是由8051P1口的高、低字節(jié)構(gòu)成的4×4鍵盤。鍵盤的列線與P1口的高4位相連，鍵盤的行線與P1口的低4位相連，因此，P1.4P1.7是鍵輸出線，P1.0P1.3是掃描輸入線。圖中的4輸入與門用于產(chǎn)生按鍵中斷，其輸入端與各列線相連，再通過(guò)上拉電阻接至+5V電源，輸出端接至8051的外部中斷輸入端。具體工作如下：當(dāng)鍵盤無(wú)鍵按下時(shí)，與門各輸入端均為高電平，保持輸出端為高電平；當(dāng)有鍵按下時(shí)，端為低電平，向CPU申請(qǐng)中斷，若CPU開(kāi)放外部中斷，則會(huì)響應(yīng)中斷請(qǐng)求，轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤掃描子程序。謝謝欣賞2019-7-13164、1.4×4矩陣鍵盤識(shí)別處理每個(gè)按鍵有它的行值和列值，行值和列值的組合就是識(shí)別這個(gè)按鍵的編碼。矩陣的行線和列線分別通過(guò)兩并行接口和CPU通信。每個(gè)按鍵的狀態(tài)同樣需變成數(shù)字量“0＂和“1＂，開(kāi)關(guān)的一端（列線）通過(guò)電阻接VCC，而接地是通過(guò)程序輸出數(shù)字“0＂實(shí)現(xiàn)的。鍵盤處理程序的任務(wù)是：確定有無(wú)鍵按下，判斷哪一個(gè)鍵按下，鍵的功能是什么；還要消除按鍵在閉合或斷開(kāi)時(shí)的抖動(dòng)。兩個(gè)并行口中，一個(gè)輸出掃描碼，使按鍵逐行動(dòng)態(tài)接地，另一個(gè)并行口輸入按鍵狀態(tài)，由行掃描值和回饋信號(hào)共同形成鍵編碼而識(shí)別按鍵，通過(guò)軟件查表，查出該鍵的功能。謝謝欣賞2019-7-1317P2=FFH,P2.0=0有鍵按下嗎？延時(shí)10ms真得有鍵按下嗎？根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)識(shí)別按鍵P2=FFH,P2.1=0有鍵按下嗎？延時(shí)10ms真得有鍵按下嗎？根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)識(shí)別按鍵P2=FFH,P2.2=0有鍵按下嗎？延時(shí)10ms真得有鍵按下嗎？根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)識(shí)別按鍵P3=FFH,P2.3=0有鍵按下嗎？延時(shí)10ms真得有鍵按下嗎？根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)識(shí)別按鍵流程圖謝謝欣賞2019-7-1318匯編源程序：H_NUMEQU3AHKEYNUMEQU3BHORG0000HAJMPMAINORG0030HMAIN:KEYBOARD:LCALLKB_SCANJZKEYBOARDLCALLKB_DELAYLCALLKB_SCANJZKEYBOARDMOVP2,#11101111BMOVH_NUM,#0LCALLKB_IDMOVP2,#11011111BMOVH_NUM,#4LCALLKB_IDMOVP2,#10111111BMOVH_NUM,#8謝謝欣賞2019-7-1319

LCALLKB_IDMOVP2,#01111111BMOVH_NUM,#12LCALLKB_IDMOVA,KEYNUMMOVDPTR,#TABLEMOVCA,@A+DPTRMOVP1,AAJMPMAINKB_ID:JBP0,KBID_P21JNBP0,$MOVA,#0ADDA,H_NUMMOVKEYNUM,ARETKBID_P21:JBP1,KBID_P22JNBP1,$MOVA,#1ADDA,H_NUMMOVKEYNUM,ARET謝謝欣賞2019-7-1320

KBID_P22:JBP2,KBID_P23JNBP2,$MOVA,#2ADDA,H_NUMMOVKEYNUM,ARETKBID_P23:JBP3,KEID_ENDJNBP3,$MOVA,#3ADDA,H_NUMMOVKEYNUM,AKEID_END:RETKB_SCAN:MOVP2,#00001111BMOVA,P2XRLA,#00001111BRET謝謝欣賞2019-7-1321KB_DELAY:MOVR7,#100KB_D0:MOVR6,#200KB_D1:DJNZR6,KB_D1

DJNZR7,KB_D0RETTABLE:DB0C0H;0DB0F9H;1DB0A4H;2DB0B0H;3DB099H;4DB092H;5DB082H;6DB0F8H;7DB080H;8DB090H;9DB088H;ADB083H;b

DB0C6H;CDB0A1H;dDB086H;EDB08EH;FEND謝謝欣賞2019-7-1322

（二）靜態(tài)顯示

1、數(shù)碼管簡(jiǎn)介

1）數(shù)碼管結(jié)構(gòu)數(shù)碼管由8個(gè)發(fā)光二極管（以下簡(jiǎn)稱字段）構(gòu)成，通過(guò)不同的組合可用來(lái)顯示數(shù)字09、字符AF、H、L、P、R、U、Y、符號(hào)“＂及小數(shù)點(diǎn)“＂。數(shù)碼管的外型結(jié)構(gòu)如圖4-4（a）所示。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽(yáng)極兩種結(jié)構(gòu)，分別如圖4-4（b）和圖4-4（c）所示。謝謝欣賞2019-7-1323

（a）外型結(jié)構(gòu)（b）共陰極（c）共陽(yáng)極圖4-4數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖謝謝欣賞2019-7-1324

2）數(shù)碼管工作原理共陽(yáng)極數(shù)碼管的8個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極（二極管正端）連接在一起，通常，公共陽(yáng)極接高電平（一般接電源），其它管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端。當(dāng)某段驅(qū)動(dòng)電路的輸出端為低電平時(shí)，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)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。此時(shí)，要求段驅(qū)動(dòng)電路能吸收額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來(lái)確定相應(yīng)的限流電阻。共陰極數(shù)碼管的8個(gè)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（一般接地），其它管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端，當(dāng)某段驅(qū)動(dòng)電路的輸出端為高電平時(shí)，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)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。此時(shí)，要求段驅(qū)動(dòng)電路能提供額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來(lái)確定相應(yīng)的限流電阻。謝謝欣賞2019-7-13253）數(shù)碼管字形編碼要使數(shù)碼管顯示出相應(yīng)的數(shù)字或字符必須使段數(shù)據(jù)口輸出相應(yīng)的字形編碼。對(duì)照?qǐng)D7.10（a），字型碼各位定義如下：數(shù)據(jù)線D0與a字段對(duì)應(yīng)，D1字段與b字段對(duì)應(yīng)……，依此類推。如使用共陽(yáng)極數(shù)碼管，數(shù)據(jù)為0表示對(duì)應(yīng)字段亮，數(shù)據(jù)為1表示對(duì)應(yīng)字段暗；如使用共陰極數(shù)碼管，數(shù)據(jù)為0表示對(duì)應(yīng)字段暗，數(shù)據(jù)為1表示對(duì)應(yīng)字段亮。如要顯示“0＂，共陽(yáng)極數(shù)碼管的字型編碼應(yīng)為：11000000B（即C0H）；共陰極數(shù)碼管的字型編碼應(yīng)為：00111111B（即3FH）。依此類推可求得數(shù)碼管字形編碼如表4-1所示。謝謝欣賞2019-7-1326顯示字符字形共陽(yáng)極共陰極dpgfedcba字型碼dpgfedcba字形碼0011000000C0H001111113FH1111111001F9H0000011006H2210100100A4H010110115BH3310110000B0H010011114FH441001100199H0110011066H551001001092H011011016DH661000001082H011111017DH7711111000F8H0000011107H881000000080H011111117FH991001000090H011011116FH表4-1數(shù)碼管字型編碼表謝謝欣賞2019-7-1327AA1000100088H0111011177HBB1000001183H011111007CHCC11000110C6H0011100139HDD10100001A1H010111105EHEE1000011086H0111100179HFF100011108EH0111000171HHH1000100189H0111011076HLL11000111C7H0011100038HPP100011008CH0111001173HRR11001110CEH0011000131HUU11000001C1H001111103EHYY