1、<p>　　課 程 設 計</p><p><b>　　年 月 日</b></p><p><b>　　課程設計任務書</b></p><p>　　課程 單片機的控制系統(tǒng)課程設計</p><p>　　題目 鍵盤輸

2、入在LED數(shù)碼管上的顯示</p><p>　　專業(yè) 姓名 學號 </p><p>　　主要內容、基本要求、主要參考資料等</p><p><b>　　主要內容：</b></p><p>　　完成鍵盤輸入在LED數(shù)碼管上的顯示。</p><p&g

3、t;<b>　　基本要求： </b></p><p>　　1．了解 4×4 鍵盤的工作原理。</p><p>　　2．熟悉 SPCE061A 單片機控制數(shù)碼管顯示的方法。</p><p>　　3．掌握 4×4 鍵盤的使用方法。</p><p>　　4．掌握 4×4 鍵盤控制數(shù)碼管顯示的方法。

4、</p><p><b>　　參考資料：</b></p><p>　　[1]肖洪兵.跟我學用單片機[J].北京:北京航空航天大學出版社,2002.8 </p><p>　　[2]何立民.單片機高級教程第1版[M].北京:北京航空航天大學出版社,2001.6</p><p>　　[3]趙曉安.MCS-51單片機原理及應用[

5、M].天津:天津大學出版社,2001.3 </p><p>　　[4]李廣第.單片機基礎第1版[M].北京:北京航空航天大學出版社,1999.5</p><p>　　[5]徐惠民.單片微型計算機原理與應用[M].北京:北京郵電大學出版社,1996.2</p><p>　　[6] 袁勤勇.嵌入式系統(tǒng)構件[M].北京:北京機械工業(yè)出版社,2002.</p>

6、<p>　　完成期限 </p><p>　　指導教師 </p><p>　　專業(yè)負責人 </p><p><b>　　年 月 日</b></p><p><b>　　目 錄</

7、b></p><p>　　第1章 設計的研究背景及目的要求1</p><p>　　1.1 研究背景1</p><p>　　1.2 設計目的1</p><p>　　1.3 硬件選擇1</p><p>　　1.4 設計內容1</p><p>　　第2章 設計的基本原理及硬件連接方案

8、2</p><p>　　2.1 4X4鍵盤掃描原理圖2</p><p>　　2.2 SPCE061A獲取4×4鍵盤鍵值原理2</p><p>　　2.3 硬件連接3</p><p>　　第3章 軟件設計方案5</p><p>　　3.1 設計步驟5</p><p>　　3.2

9、 設計程序6</p><p>　　第4章 調試結果與分析7</p><p>　　4.1 調試結果7</p><p>　　4.2 結果分析7</p><p><b>　　結論與體會8</b></p><p><b>　　參考文獻9</b></p>&l

10、t;p><b>　　附錄10</b></p><p>　　第1章 設計的研究背景及目的要求</p><p><b>　　1.1 研究背景</b></p><p>　　用單片機驅動LED數(shù)碼管有很多方法，按顯示方式可分靜態(tài)顯示和動態(tài)（掃描）顯示；按譯碼方式可分硬件譯碼和軟件譯碼。靜態(tài)顯示數(shù)據穩(wěn)定，占用很少的CPU時間

11、。動態(tài)顯示需要CPU時刻對顯示器件進行數(shù)據刷新，顯示數(shù)據有閃爍感，占用的CPU時間多。LED數(shù)碼管的外圍電路一般需要一個限流電阻和加大驅動電流的晶體管。</p><p>　　LED數(shù)碼管是由發(fā)光二級管顯示字段組成的顯示器，有“8”字段和“米”字段之分，這種顯示器有共陽極和共陰極兩種。實際上不用驅動電路即可達到正常亮度，為了可靠性設計可采用晶體管構成驅動電路。</p><p><b&g

12、t;　　1.2 設計目的</b></p><p>　　在單片機的產品設計中，人機界面是非常重要的部分，而且隨著系統(tǒng)的日益復雜，以及人們對產品的人機交互能力的要求不斷提升，常握單片機系統(tǒng)中的人機界面基礎設計能力成為了學習單片機的基礎課程，而4X4鍵盤的操作和LED數(shù)碼管的動態(tài)顯示是人機界面設計的基礎內容，掌握這些基礎設計能力，加深對人機界面的認識，同時提高人機界面系統(tǒng)設計能力。</p>&

13、lt;p><b>　　1.3 硬件選擇</b></p><p>　　裝有Windows系統(tǒng)和μ’nSP? IDE仿真環(huán)境的PC機一臺，μ’nSP? 十六位單片機實驗箱一個。本設計用到的實驗箱硬件模塊為：SPCE061A核心及周邊電路模塊（包含32個I/O口）。半導體數(shù)碼管，4×4鍵盤。做此實驗用51板也可以，因為51板也提供了相應的LED模組，因為實驗室里面給我們提供了61板

14、，所以我決定選用SPCE061A單片機實驗箱。</p><p><b>　　1.4 設計內容</b></p><p>　　給 4×4 鍵盤的每個鍵定義一個功能，其中把定義為 0~9 的鍵盤稱為數(shù)字鍵，把定義成 DEL 的鍵稱為刪除鍵，把定義成 ENT 的鍵成為確認鍵，其他鍵稱為保留鍵。如果是數(shù)字鍵按下，把代表數(shù)字顯示在數(shù)碼管上：按鍵按下時，6 位數(shù)碼管靠右邊

15、顯示該鍵的代表數(shù)字；繼續(xù)按鍵時，已經顯示在數(shù)碼管上的數(shù)字左移一位，按鍵代表的數(shù)字顯示在最右邊的數(shù)碼管上。</p><p>　　第2章 設計的基本原理及硬件連接方案</p><p>　　2.1 4X4鍵盤掃描原理圖</p><p>　　鍵盤按其接線方法有：直接式鍵盤、行列式鍵盤（又稱矩陣鍵盤）、串轉并鍵盤等；在本設計中，采用4X4的行列式鍵盤，即鍵盤排列為4行、4列，

16、共16個按鍵。4×4鍵盤的電路圖如圖 1-3所示，分別定義這16個按鍵盤為KEY1~16。</p><p>　　圖 2-1 4×4鍵盤電路圖</p><p>　　圖中C1~C4為4×4鍵盤的列掃描線，L1~L4為4×4鍵盤的行掃描線。先使行掃描線輸出高電平，然后讀取列掃描線的狀態(tài)，得到與按鍵橫向位置對應的4位列碼；如果是有鍵被按下時，則對應的列掃描線

17、必然會被讀回高電平，如果是無鍵盤按下時，則讀取的列碼必定全是0（低電平）。這也就可以判斷有無按鍵的按下了。</p><p>　　2.2 SPCE061A獲取4×4鍵盤鍵值原理</p><p>　　單片機與該電路連接時，使用4個端口作為輸出口，接4條行掃描線；使用4個端口作為輸入口，接4條列掃描線。使用SPCE061A的IOA8~15八個端口作4×4鍵盤的掃描，IOA0~

18、3接行掃描線，IOA4~7接列掃描線。</p><p>　　圖 2-2 SPCE061A和4×4鍵盤電路連接圖</p><p>　　如上圖中，IOA12~IOA15設置為輸出口，接行掃描線；IOA8~IOA11設置為帶下拉電阻的輸入口，接列掃描線。按照4×4鍵盤的工作原理，先只把IOA12輸出高電平，其他都輸出低電平，掃描IOA8到IOA11四個輸入口的值，如果每個輸入

19、口的值還是0；再把IOA13輸出高電平，其他都輸出低電平，掃描IOA8到IOA11四個輸入口的值，如果每個輸入口還沒有檢測到高電平；從IOA14輸出高電平掃描，從IOA15輸出高電平掃描，直到檢測到高電平，保存掃描行值和列碼。</p><p><b>　　2.3 硬件連接</b></p><p>　　硬件連接圖如圖 2-3，IOA0~IOA7連接和6位數(shù)碼管的a~g、

20、dp，IOA口的高八位IOA15~IOA8連接4×4鍵盤的L1~L4、C1~C4，IOB15~IOB12連接數(shù)碼管的位信號1~4，IOB2~IOB1連接數(shù)碼管的位信號5~6，IOB0連接數(shù)碼管的分隔符信號DD。即把JP4、JP5的引腳全部用跳線短接起來，用一根排線連接J28和JP7，注意J27和JP7的連接順序（連接順序為：J27的第0號引腳連接JP7的C4引腳，J27的第7號引腳連接JP7的L1引腳）。</p>

21、<p>　　圖 2-3 硬件連接圖</p><p>　　第3章 軟件設計方案</p><p><b>　　3.1 設計步驟</b></p><p>　　1.建立一個新工程cyd，在工程里新建C語言文件main.c。</p><p>　　2.拷貝并添加頭文件SPCE061A.c和SPCE061A.inc到新建工

22、程cyd。</p><p>　　3.按照程序流程圖編寫程序，如圖3-1所示。</p><p>　　圖 3-1 主程序流程圖</p><p>　　4. Rebuild All。</p><p>　　5.根據硬件連接圖連接實驗箱電路。</p><p>　　6.下載程序到實驗箱，運行。</p><p>

23、;　　7.觀察實驗箱LED數(shù)碼管的狀態(tài)，分析是否和設計要求相符。</p><p><b>　　3.2 設計程序</b></p><p>　　由于程序過多，如附錄所示。</p><p>　　第4章 調試結果與分析</p><p><b>　　4.1 調試結果</b></p><p&

24、gt;　　給 4×4 鍵盤的每個鍵定義一個功能，其中把定義為 0~9 的鍵盤稱為數(shù)字鍵，把定義成DEL的鍵稱為刪除鍵，把定義成ENT的鍵成為確認鍵，其他鍵稱為保留鍵。如果是數(shù)字鍵按下，把代表數(shù)字顯示在數(shù)碼管上：按鍵按下時，6位數(shù)碼管靠右邊顯示該鍵的代表數(shù)字；繼續(xù)按鍵時，已經顯示在數(shù)碼管上的數(shù)字左移一位，按鍵代表的數(shù)字顯示在最右邊的數(shù)碼管上。如果是刪除鍵按下時，每按一次刪除鍵顯示在最右邊數(shù)字被刪除，其他數(shù)字右移一位，最右邊一位顯

25、示 0，比如在第 5 個數(shù)碼管上顯示“8”，在第 6 個數(shù)碼管上顯示“9”，當按一次刪除鍵時，在第 6 個數(shù)碼管上顯示“8”，第 5 個數(shù)碼管顯示按鍵前第四個數(shù)碼管顯示的內容（或者說刪除了9）。</p><p><b>　　4.2 結果分析</b></p><p>　　此設計驗證了鍵盤輸入在LED數(shù)碼管上的顯示的功能?？赡軙霈F(xiàn)的問題就是在按鍵時候需要注意，當保留鍵按

26、下時，不做任何操作。當按確認鍵時，按任何鍵將不起作用。</p><p><b>　　結論與體會</b></p><p><b>　　設計結論：</b></p><p>　　設計中我遇到了按鍵分辨的問題。</p><p>　　我采用的解決方法是自己在紙上記下自己定義的功能。</p>&l

27、t;p>　　此次設計的優(yōu)點是程序簡單，不過缺點是操作繁瑣。很難理清按鍵順序。</p><p>　　我建議能夠簡化操作步驟，使電路圖連接更清晰。操作起來能夠得心應手。</p><p><b>　　心得體會：</b></p><p>　　單片機是一門非常重視實踐的技術，不能總是看書，但要學習它首先應看書，對單片機引腳、內部結構、寄存器和原理有

28、一定地了解和感官認識，它的是怎樣工作的，能干些什么？剛開始時，也許你看不明白，但這并不要緊，因為你還缺乏實踐經驗?，F(xiàn)在單片機應用廣泛,因此各個廠家分別推出了自己的單片機,按內部結構體系派系分：51系列、PIC系列、AVR系列、摩托羅拉等等……!因為他們的編程方法和調試過程以及內部指令結構有一定的相似,只要學精通一款就OK了!尤其是用C語言編程,就幾乎不用分什么派系,但是我們要選擇一款有代表性的知識范圍廣,并且入門容易,書籍多。一般來說，

29、MCS-51系列單片機已經得到廣泛的普及和應用，市場上它的資料也比較多，用的人也很多。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]肖洪兵.跟我學用單片機[J].北京:北京航空航天大學出版社,2002.8 </p><p>　　[2]何立民.單片機高級教程第1版[M].北京:北京航空航天大學出版社,2001.6<

30、;/p><p>　　[3]趙曉安.MCS-51單片機原理及應用[M].天津:天津大學出版社,2001.3 </p><p>　　[4]李廣第.單片機基礎第1版[M].北京:北京航空航天大學出版社,1999.5</p><p>　　[5]徐惠民.單片微型計算機原理與應用[M].北京:北京郵電大學出版社,1996.2 [6] 袁勤勇.嵌入式系統(tǒng)構件[M].北京:北京機械工

31、業(yè)出版社,2002.</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　#include "SPCE061A.h"</p><p>　　#include "Dig.h"#include "Key.h"</p><p>　　int main(void)

32、int Ent_Flag = 0;</p><p>　　unsigned int uiKey;</p><p>　　unsigned int uiData[6] = {1,0,0,0,0,1};</p><p>　　uiData[0] = 0;uiData[5] = 0;</p><p>　　Key_Init();DIG_Init();<

33、;/p><p>　　while(1)uiKey = Key_Get();</p><p>　　switch(uiKey)Case KEY_0:</p><p>　　if(Ent_Flag == 0){</p><p>　　uiData[0] = uiData[1]; </p><p

34、>　　uiData[1] = uiData[2];</p><p>　　uiData[2] = uiData[3];</p><p>　　uiData[3] = uiData[4];</p><p>　　uiData[4] = uiData[5];</p><p>　　uiData[5] = 7; }break;case KEY_1:&

35、lt;/p><p>　　if(Ent_Flag == 0) {</p><p>　　uiData[0] = uiData[1];</p><p>　　uiData[1] = uiData[2];</p><p>　　uiData[2] = uiData[3];</p><p>　　uiData[3] = uiData[4]

36、;</p><p>　　uiData[4] = uiData[5];</p><p>　　uiData[5] = 8; }break; case KEY_2: </p><p>　　if(Ent_Flag == 0) {</p><p>　　uiData[0]

37、 = uiData[1];</p><p>　　uiData[1] = uiData[2];</p><p>　　uiData[2] = uiData[3];</p><p>　　uiData[3] = uiData[4];</p><p>　　uiData[4] = uiData[5];</p><p>　　uiDa

38、ta[5] = 9; }break;case KEY_3: </p><p>　　break;case KEY_4:</p><p>　　if(Ent_Flag == 0)</p><p>　　uiData[0] = uiData[1]; </p><p>　　uiData[1] = uiData[

39、2];</p><p>　　uiData[2] = uiData[3];</p><p>　　uiData[3] = uiData[4];</p><p>　　uiData[4] = uiData[5];</p><p>　　uiData[5] = 4; }</p><p>　　break;case KEY_5:

40、 </p><p>　　if(Ent_Flag == 0) {</p><p>　　uiData[0] = uiData[1];</p><p>　　uiData[1] = uiData[2];</p><p>　　uiData[2] = uiData[3];</p><p>　　uiData[3] = uiData

41、[4];</p><p>　　uiData[4] = uiData[5];</p><p>　　uiData[5] = 5; </p><p>　　break;case KEY_6: </p><p>

42、;　　if(Ent_Flag == 0) </p><p>　　uiData[0] = uiData[1]; </p><p>　　uiData[1] = uiData[2];</p><p>　　uiData[2] = uiData[3];</p&g

43、t;<p>　　uiData[3] = uiData[4];</p><p>　　uiData[4] = uiData[5];</p><p>　　uiData[5] = 6;</p><p>　　break;case KEY_7: </p><p>　　break;case KEY_8: </p><

44、p>　　if(Ent_Flag == 0) {</p><p>　　uiData[0] = uiData[1];</p><p>　　uiData[1] = uiData[2];</p><p>　　uiData[2] = uiData[3];</p><p>　　uiData[3] = uiData[4];</p>&l

45、t;p>　　uiData[4] = uiData[5];</p><p>　　uiData[5] = 1;</p><p>　　break;case KEY_9: </p><p>　　if(Ent_Flag == 0) {</p><p>　　uiData[0] = uiData[1]; </p><p>　　

46、uiData[1] = uiData[2];</p><p>　　uiData[2] = uiData[3];</p><p>　　uiData[3] = uiData[4];</p><p>　　uiData[4] = uiData[5];</p><p>　　uiData[5] = 2;}</p><p>　　br

47、eak;case KEY_A: </p><p>　　if(Ent_Flag == 0) {</p><p>　　uiData[0] = uiData[1];</p><p>　　uiData[1] = uiData[2];</p><p>　　uiData[2] = uiData[3];</p><p>　　uiDa

48、ta[3] = uiData[4];</p><p>　　uiData[4] = uiData[5];</p><p>　　uiData[5] = 3;}</p><p>　　break;case KEY_B:</p><p>　　break;case KEY_C: </p><p>　　if(Ent_Flag ==

49、0) </p><p>　　uiData[5] = uiData[4]; </p><p>　　uiData[4] = uiData[3];</p><p>　　uiData[3] = uiData[2];</p><p>　　uiData[2] = uiData[1];</p>&

50、lt;p>　　uiData[1] = uiData[0];</p><p>　　uiData[0] = 0; </p><p>　　break;case KEY_D: </p><p>　　if(Ent_Flag =

51、= 0) </p><p>　　uiData[0] = uiData[1]; </p><p>　　uiData[1] = uiData[2];</p><p>　　uiData[2] = uiData[3];</p><p>　　u

52、iData[3] = uiData[4];</p><p>　　uiData[4] = uiData[5];</p><p>　　uiData[5] = 0; </p><p>　　break;case KEY_E: &l

53、t;/p><p>　　break;case KEY_F: </p><p>　　Ent_Flag = 1;break;</p><p>　　default:break;</p><p>　　DIG_Set(1,g_Data[uiData[0]]);

54、 </p><p>　　DIG_Set(2,g_Data[uiData[1]]); </p><p>　　DIG_Set(3,g_Data[uiData[2]]); </p><p>　　DIG_Set(4,g

55、_Data[uiData[3]]); </p><p>　　DIG_Set(5,g_Data[uiData[4]]); </p><p>　　DIG_Set(6,g_Data[uiData[5]]); </p&g

56、t;<p>　　*P_Watchdog_Clear = 0x0001; </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　課程設計成績評價表</b></p>