1、信息工程學院課程設計報告書題目 :基于單片機的模擬手機鍵盤專業： 電子信息科學與技術班級：_學號：學生姓名：_指導教師：2013年10月18日1信息工程學院課程設計任務書學 號學生姓名專業（班級）電子信息設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設計技術參數編程控制單片機端口實現按鍵輸出09 十個數字并在液晶上顯示出來。設計要求兩天工作量注：可填寫課程設計報告的字數要求或要完成的圖紙數量。工作計劃1 康華光，陳大欽 . 電子技術基礎模擬部分（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：電子工業出

2、版， 2012資料指導教師簽字教研室主任簽字2信息工程學院課程設計成績評定表學生姓名：學號：專業（班級）： 電子信息課程設計題目：基于單片機的模擬手機鍵盤指導教師評語：成績：指導教師：年月日3摘要本文是做基于89C52 單片機的手機鍵盤的設計；利用P0 端 3*4 的鍵值來模擬手機鍵盤中的數字，將采用編程的方法來實現使用12 個鍵來做到0 到 9 的數字輸出和退位清零，并在液晶屏上顯示。手機作為現代移動通信的載體，其技術也得到了很大的發展，手機的鍵盤布局已經成了各大廠商門競爭的主要方面，本次設計提高了我們對單片機的操作能力，讓我們更加認識到單片機的廣闊前景，對于我們更加深入學習和了解單片機提供

3、了極大的幫助。關鍵詞：矩陣鍵盤，LCD液晶屏， 89C52 單片機。4目錄1任務提出與方案論證 .- 2 -1.1方案一 .- 2 -1.2方案二 .- 2 -1.3方案對比與選擇 .- 2 -2.系統硬件電路的設計 .- 4 -2.1微處理器的選擇 .- 4 -2.2單片機的基本機構 .- 4 -2.3鍵盤接口電路 .- 5 -2.4消除抖動 .- 6 -3詳細設計 .- 7 -3.1程序流程設計 .- 7 -3.2硬件電路設計 .- 8 -4總結.- 9 -參考文獻 .-10-附錄 .-11- 1 -1 任務提出與方案論證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， 進行手機鍵盤的模擬； 此種方法思路簡單， 能夠實現 0 到 9 的數值在數碼管上的顯示。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。該方法采用靜態顯示法來控制 LED 的數值顯示， P0 口接鎖存器防止總線間的沖突， P0 口輸出段碼數據， P1.0 口到 P1.8 口接 9 個按鍵，用于 1 到 26 的數值設置；在硬件電路不變的情況下，通過改變信號來實現數碼管的顯示。方框圖如圖1.2 所示。鍵盤掃描數據鎖存器LCD 顯示A

5、T89C52P0 端口列驅動圖 1.2 方案二方框圖1.3 方案對比與選擇由于方案 2 需要數據鎖存器等硬件， 且接口較復雜， 又考慮到數碼管顯示只- 2 -有 6 位，而且系統沒有其他復雜的處理任務； 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 a 到 z 對應的 1 到26 的數值顯示。- 3 -2. 系統硬件電路的設計2.1 微處理器的選擇1）控制中心使用 MCS-51 來實現2）驅動用 8255 芯片來實現3）顯示用 6 個三級數碼顯示管來實現4）使用 +5V 電源2.2 單片機的基本機構1）MCS-51 單片機內部結構MCS-5

6、1 單片機內部包含中央處理器 （ CPU）、程序存儲器 (ROM) 、數據存儲器 (RAM) 、定時 / 計數器、并行 I/O 接口、串行 I/O 接口和中斷系統等幾大單元。其內部結構圖如圖 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P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1圖 2.1 單片機 8051 內部結構圖單片機的結構有兩種類型， 一種是程序存儲器和數據存儲器分開的形式，即哈佛 (Harvard)結構，另一種是采用通用計算機廣泛使用的程序存儲器與數據存儲器合二為一的結構，即普林斯頓 (Pri

7、nceton)結構。 INTEL 的 MCS-51 系列單片機采用的是哈佛結構的形式，而后續產品 16 位的 MCS-96 系列單片機則采用普林斯頓結構。- 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 位數據寬度的處理器，能處理 8 位二進制數據或代碼， CPU 負責控制、指揮和調度整個單元系統協調的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。2）數據存儲器8051 內部有 128 個 8 位用戶數據存儲單元和 128 個專用寄存器單元，它們是統一編址的， 專用寄存器只能用于存放控制指令數據， 用戶只能訪問， 而不能用于存放用戶數據， 所以，用戶能使用的 RAM 只有

8、 128 個，可存放讀寫的數據，運算的中間結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，原始數據或表格。4）定時 /計數器單片機 8051 內有兩個 16 位的可編程定時 /計數器，以實現定時或計數產生中斷用于控制程序轉向。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)，用于對外部數據的傳輸。6）全雙工串行口單片機 8051 內置一個全雙工串行通信口，用于與其它設備間的串行數據傳送，該串行口既可以用作異步通信收發器，也可以當同步移位器使用。7）中斷系統單片機 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 級的優先級別選擇。8）時鐘電路單片機 8051 內置最高頻率達12MHz 的時鐘電路，用于產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，則根據相應程序對按鍵作出相應的反應。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、程中會產生一個抖動期。 抖動時間的長短與開關機械特性有關， 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， 在鍵的穩定閉合和斷開期間讀取鍵的狀態。 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生。軟件方法則采用延遲 1020ms 的時間，待電壓穩定后，在進行狀態輸入。 由于軟件延時方法經濟實惠且技術上完全可行， 所以此設計采用軟件方法去抖。- 6 -3 詳細設計3.1 程序流程設計利用 KEIL 軟件編程，使用單片機P0 口接上拉電阻驅動液晶屏，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、先是對數據進行初始化之后判斷按鍵值，通過鍵值判斷該鍵值是否設置了相應數值，有則轉入相應的的程序輸出數值，若沒有則返回繼續判斷。開始液晶初始化N是否有鍵按下Y松手檢測松手輸出數據返回繼續掃描圖 3.1主程序流程圖- 7 -3.2 硬件電路設計硬件電路使用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 口驅動液晶，用P3 口連接矩陣鍵盤。圖 3.2硬件連接圖- 8 -4 總結本系統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， 并結合 LCD 液晶顯示模塊模擬手機顯示屏， 構成整個硬件系統。軟件部分是整

12、個控制器的重要組成部分，設計的好壞關系到系統性能的穩定程度。在控制器的軟件中，采用 C 語言設計程序，程序可讀性強。 回顧起此次單片機課程設計，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計東西的樂趣、 學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是學不到其中的精髓的，必須親自去試著實踐，遇到困難，永遠不要沮喪氣餒。兩周的設計完滿結束了，經過自己的努力和同學的幫忙終于有了成果，特別離不開指導老師的悉心教導， 方師的精心指導和解

13、說使我受益匪淺， 相信他的工作作風和知識筑成都是我們學習榜樣， 給我很大的啟迪。 感謝這些老師不畏辛勞，熱心精心的指導。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計中給予我們許多幫助和支持的指導老師和各位同學們， 真心地祝愿你們身體健康，工作順利。- 9 -參考文獻1 康華光，陳大欽 . 電子技術基礎模擬部分（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