单片机最小系统.docx

实训一单片机最小系统 在智能化仪器仪表中，控制核心均为微处理器，而单片机以高 性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠而得到广泛应用，是 设计智能化仪器仪表的首选微控制器，单片机结合简单的接口电路 即可构成单片机最小系统，它是智能化仪器仪表的基础，也是测控 监控的重要组成部分。 一、 系统功能要求： 1、 显示位数：6位。 2、 键盘按键数：16个。 3、 初始化状态显示P.。 3、能输入、显示十六进制数0——f。 二、 系统整体方案提示： 1、 单片机可采用 AT89C51 AT89C52 AT89S52 fosc=12MHz 2、 时钟电路，复位电路的设计。 3、 系统功能框图如下： 4、编写系统初始化主程序、键扫子程序、显示子程序及其他所 需要子程序。 三、硬件系统设计： 硬件系统原理图如下页图： 1、 时钟电路 系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部 的振荡电路。 AT89 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益 反相放大器。引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和 输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构 成一个自激振荡器。外接晶体谐振器以及电容 C1和C2构成并 联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。对外接电容的值虽然 没有严格的要求，但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震 荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。因此，此系统 电路的晶体振荡器的值为 12MHz电容应尽可能的选择陶瓷电 容，电容值约为22卩F。在焊接刷电路板时，晶体振荡器和电容 应尽可能安装得与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，更好地 保证震荡器稳定和可靠地工作。 2、 复位电路 复位是由外部的复位电路来实现的。片内复位电路是复位引 脚RST通过一个斯密特触发器与复位电路相连，斯密特触发器 用来抑制噪声，它的输出在每个机器周期的 S5P2,由复位电路 采样一次。复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方 式，此电路系统采用的是上电与按钮复位电路，如图所示。当 时钟频率选用6MHz时，C取22卩F, Rs约为200Q , Rk约为1K。 3、 键盘电路设计： 矩阵式键盘按键的识别 4、 当非编码键盘的按键较多时，若采用独立式键盘占用 I/O 口线太多，此时可采用矩阵式键盘，键盘上的键按行列构成 矩阵，在行列的交点上都对应有一个键。行列方式是用 m条 I/O线组成行输入口，用n条I/O线组成列输出口，在行列 线的每一个交点处，设置一个按键，组成一个 mxn的矩阵， 如图7-6所示，矩阵键盘所需的连线数为行数+列数，如4 X 4的16键矩阵键盘需要8条线与单片机相连，一般键盘的 按键越多，这种键盘占I/O 口线少的优点就越明显，因此， 在单片机应用系统较为常见。 图7-6矩阵式键盘 矩阵式键盘识别按键的方法有两种：一是行扫描法，二是线反转 法。这里只说明一下第一种情况， 先令列线Y0为低电平（0），其余3根列线Y1 Y2、Y3都为高 电平，读行线状态。如果 X0 X1 X2、X3都为高电平，则Y0这一 列上没有键闭合，如果读出的行线状态不全为高电平， 则为低电平 的行线和Y0相交的键处于闭合状态；如果Y0这一列上没有键闭合， 接着使列线Y1为低电平，其余列线为高电平。用同样的方法检查 Y1这一列上有无键闭合，依次类推，最后使列线 Y3为低电平，其 余列线为高电平，检查Y3这一列有无键闭合。 为了防止双键或多键同时按下，往往从第0行一直扫描到最 后1行，若只发现1个闭合键，则为有效键，否则全部作废。 找到闭合键后，读入相应的键值，再转至相应的键处理程序。 关于键盘的抖动问题的分析和解决： 当用手按下一个键时，如图3所示，往往按键在闭合位置 和断开位置之间跳几下才稳定到闭合状态的情况；在释放一个 键时，也回会出现类似的情况。这就是抖动。抖动的持续时间 随键盘材料和操作员而异，不过通常总是不大于 10ms很容易 想到，抖动问题不解决就会引起对闭合键的识别。 用软件方法可以很容易地解决抖动问题，这就是通过延迟 10ms来等待抖动消失，这之后，在读入键盘码。 键按下 闭合 稳定 键抖动信号波形 键编码及键值 用键盘连接的I/O线的二进制组合表示键码。例如用4行、 4列线构成的16个键的键盘，可使用一个8位I/O 口线的高、 低4位口线的二进制数的组合表示16个键的编码，如图所示。 各键相应的键值为 88H 84H 82H 81H 48H 44H 42H 41H 28H 24H 22H 21H 18H 14H、12H 11H 这种键值编码软 件较为简单直观，但离散性大，不便安排散转程序的入口地址。 顺序排列键编码。如图所示。这种方法，键值的形成要根 据I/O线的状态作相应处理。键码可按下式形成： 键码二行首键 码+列号 5、 显示