51单片机键盘接口电路及其源程序
基于51单片机的人机接口电路设计(贺铁梅)2012.09.08
基于51单片机的人机接口电路设计一、功能描述键盘和显示是单片机应用系统中实现人机对话的一种基本形式，两种接口设计的好坏，直接影响到人机接口的友好程度。
在对一个系统进行操作时，往往离不开人与机器的对话，人机接口界面可以满足人与机器之间的交流。
可以通过按键将所需要信号与信息输入给系统，经过系统处理后，所期待的效果又可以通过屏幕来显示出来，这样就可以很好的达到人与机器的交流目的。
二、硬件电路图基于51单片机的人机接口电路如图1.1所示。
电路结构包括基本的复位电路、晶振电路、串口程序下载电路、键盘电路及屏幕显示电路。
图1.1 基于51单片机的人机接口电路设计显示电路键盘控制AT89C51图1 人机接口电路结构框图复位电路 晶振电路三、接口定义接口定义说明包括单片机的I/O 口的定义、中断的选择。
在键盘电路中引入了外部中断方式0，减少了CPU 的工作强度。
屏幕接口电路采用的是并行工作方式，51单片的的I/O 口较多，采用并行方式可以增大数据传输的速度，可以将信息实时显示。
具体接口定义如表1.1所示。
表1 A T89C51接口定义I/O 口 定义引脚号 引脚名 接口说明 备注 1~8 P1口 接矩阵键盘 10 RXD 接MAX232 11TXD 接MAX23212 /INT0 接74ls13四输入与非门输出引入中断21 P2.0 接屏幕的RST 22 P2.1 接屏幕的RS 23 P2.2 接屏幕的RW 24 P2.3 接屏幕的E32~38 P0口接屏幕的数据口DB0~DB7 中断类型 中断方式 按键中断中断方式0四、程序流程图1、主程序在主程序中，执行两个任务：1）初始化，键盘初始化，屏幕初始化；2）判断中断是否发生。
程序开始，进行初始化，若有中断发生，则屏幕有相应的显示；若无中断发生，则屏幕不显示或保留原显示，继续等待中断发生。
主程序流程图如图2.1所示。
2、初始化初始化函数主要包括键盘初始化和屏幕初始化。
51单片机8255A扩展IO口和单片机连接
PC4
PB口
PC5 PC6
PC7
PC口低4位
14
15
16
17
13 RD
12 11 10
WR A0
A1
RESET
读写 控制 逻辑
B组 控制
③ 读/写控制逻辑
CS
接收CPU传来的控制信号，以控制8255A的操作
CS WR A1、A0 、RESET
④ 数据总线缓冲器 双向三态8位缓冲器，与单片机的数据总线直接相连
8031
8255A与资料单仅供片参考 机的连接
D7
Q7
D6
Q6
74LS373
D5
Q5
D4
Q4
D3 Q3
D2
Q2
D1
Q1
D0
Q0
G OE
WR
RD RESET PA CS
8255A
A1 A0
PB
ALE EA
D7
D6
D5
D4
PC
D3
D2
D1
D0
CS 、A1、A0接地址总线
P0.7、P0.1、P0.0经锁存器74LS373接 CS 、A1、A0
控制
数据 总线
5
② A、B组控制电路 36 9 8 A、B两组控制电路将三个端口 35
分成A、B两组。 6
RD
PB0
WR 8255A PB1
A0
PB2
A1
PB3
RESET
PB4
CS
PB5
PB6
PB7
18 19
D0-D7
20
21
22
23
24
25
缓冲
单片机的输入输出设备接口详述
Dispaly(key); } }
} void delay10ms(unsigned char time)
{ unsigned char i; while(time--)
{ for(i=0;i<120;i++) ; } } void Dispaly(unsigned char k) { P0=table[k];
void main() { LABA=0; while(1) { KeyScan(); } } void KeyScan() { P0=0xFF; P0_0=0; temp=P0; temp&=0xF0; if(temp !=0xF0) { buzzer(); delay10ms(20);
temp=P0; key=13;break;
图12-8码拨盘开关
12.1.7 旋转拨码开关 旋转拨码开关常用于示波器手持电台等电子仪器设备
的输入,既具有数字输入的特点，又有电位器模拟操作方 便的优点。通过旋转拨码调节输入，旋转拨码开关是由 装在同一轴上的两个机械开关组成，转动转轴开关通断 可以完成输入，顺逆转动时两个开关的通断顺序不同， 可区分出增加还是减小输入量。旋转拨码开关的原理及 应用见图12-9。
BCD码盘拨盘后面有5个接点，其中A为输入控制线，另外4 根是BCD码输出信号。拨盘拨到不同位置时，输入控制线A分别 与4根BCD码输出线中的某根或几根接通，且拨盘的BCD码输出 线的状态正好是拨盘指示的十进制数码的8421码。
拨码开关可以直接接到口线上，由口线直接读入，但这样 需要较多的输入口线，可以采用动态的输入方法,实现拨码开 关与口线的连接，此方法与动态数码管相似。
temp&=0xF0; if(temp !=0xF0) {
键盘接口
P2.7 P2.0 WR RD ALE P0 8031 20µ F +5V 1K
3 4 5 6 7 5.1K×4 11 12 13 14 15 19 20 21 22 23 +5V 27 28 29 30 31
3.1.2 键盘信号的获取方法有三种： . 程序扫描法 中断扫描法 定时中断法 键盘监控程序设计方法有 . 直接分析法 状态矩阵法 3.1.3 编码键盘 . 编码键盘的基本任务是识别按键，提供按键读 数，一个高质量的编码键盘还应具有反弹跳、处理 同时按键等功能. . 静态编码器—普通编码器如74148 可编程键盘/显示接口 如8279
8279
8279的组成及引脚
8279 芯片有 40 条引脚, 由单一+5 V电源供电。 它主要由以下几部分组成:
1、 I/O控制和数据缓冲器：利用/CS、A0、/RD、 /WR等信号，控制读写的数据;
2、 控制和定时寄存器及定时控制部分：这些寄 存器储存键盘模式、显示模式，可由程序设置 其操作方式。定时控制包括定时计数器，第1个 计数器为除以N的分频器，可由程序设置，分频 值为2～31。;
8279按设计直接连到CPU总线，CPU通过可编程 控制8279的所有操作方式。这些方式包括： 输入方式： 扫描键盘—带有编码扫描线或译码扫描线。每按一 下按键，就产生一个表示按键位置的6位编码。存储 在FIFO中。 扫描传感器阵列—带有编码扫描线或译码扫描线。 按键的状态被存储在可由CPU寻址的RAM中。 选通输入—在控制线选通时，回送线上数据被传送 到FIFO中。 输出方式： 8字符或16字符的多路切换式显示器。该显示器可被 组合成两组4位或一组8位形式(B0=D0, A3=D7)。 右端输入或左端输入的显示格式。
RL7 RL6 RL5 RL4 RL3 RL2 RL1 RL0
单片机的电路原理
单片机的电路原理单片机技术自发展以来已走过了近20年的发展路程。
单片机技术的发展以微处理器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出较微处理器更具个性的发展趋势。
小到遥控电子玩具，大到航空航天技术等电子行业都有单片机应用的影子。
针对单片机技术在电子行业自动化方面的重要应用，为满足广大学生、爱好者、产品开发者迅速学会掌握单片机这门技术，于是产生单片机实验板普遍称为单片机开发板、也有单片机学习板的称呼。
比较有名的例如电子人DZR-01A单片机开发板。
单片机开发板是用于学习51、STC、AVR型号的单片机实验设备。
根据单片机使用的型号又有51单片机开发板、STC单片机开发板、AVR单片机开发板。
常见配套有硬件、实验程序源码、电路原理图、电路PCB图等学习资料。
例如电子人单片机开发板，针对部分学者需要特别配套有VB上位机软件开发,游戏开发等教程学习资料。
开发此类单片机开发板的公司一般提供完善的售后服务与技术支持。
单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。
概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。
各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。
单片机（Microcontrollers）诞生于1971年，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段，早期的SCM单片机都是8位或4位的。
其中最成功的是INTEL的8051，此后在8051上发展出了MCS51系列MCU系统。
基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。
第4章1键盘、显示、打印机及其它接口080414
D6：2行→1000：3列→0011
1000,1001,1010,1011
1100,1101,1110,1111
键码=行首键码+列号
列线 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3
行首键码 0行: 00000 列号 000~111 键码: 0行: 00000~00111
MOV A，P1
JNB ACC.0，K0 JNB ACC.1，K1
；键状态输入
；检测0号键是否按下，按下转 ；检测1号键是否按下，按下转
JNB ACC.2，K2 JNB ACC.3，K3 JNB ACC.4，K4 JNB ACC.5，K5 JNB ACC.6，K6
；检测2号键是否按下，按下转 ；检测3号键是否按下，按下转 ；检测4号键是否按下，按下转 ；检测5号键是否按下，按下转 ；检测6号键是否按下，按下转
2．键编码及键值
(1) 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
第四章 键盘、显示等接口
4.1 按键、键盘及其接口 4.2 LED显示及显示器接口 4.3 LCD显示及显示器接口 4.4 微型打印机接口 4.5 语音接口技术 4.6 其它接口
4.1 按键、键盘及其接口
4.1.1 键输入过程与软件结构 MCS–51单片机键输入过程 4.1.2 键盘接口和键输入软件中应解决的几个问题 1．消除键抖动 2．键编码及键值 3．键盘的监测方法 4.1.3 独立式按键 1．独立式按键接口结构 4.1.4 行列式键盘 1．行列式键盘的接口 2．键盘工作原理 1) 查询工作方式 2) 定时扫描工作方式 3) 中断工作方式 2．独立式按键的软件结构
(完整版)单片机原理及接口技术(C51编程)(第2版)-习题答案汇总
单片机答案第1章思考题及习题1参考答案一、填空1. 除了单片机这一名称之外，单片机还可称为或。
答：微控制器，嵌入式控制器.2.单片机与普通微型计算机的不同之处在于其将、、和三部分，通过内部连接在一起，集成于一块芯片上。
答：CPU、存储器、I/O口、总线3. AT89S51单片机工作频率上限为 MHz。
答：24MHz。
4. 专用单片机已使系统结构最简化、软硬件资源利用最优化，从而大大降低和提高。
答：成本，可靠性。
二、单选1. 单片机内部数据之所以用二进制形式表示，主要是A．为了编程方便B．受器件的物理性能限制C．为了通用性D．为了提高运算速度答：B2. 在家用电器中使用单片机应属于微计算机的。
A．辅助设计应用B．测量、控制应用C．数值计算应用D．数据处理应用答： B3. 下面的哪一项应用，不属于单片机的应用范围。
A．工业控制 B．家用电器的控制 C．数据库管理 D．汽车电子设备答：C三、判断对错1. STC系列单片机是8051内核的单片机。
对2. AT89S52与AT89S51相比，片内多出了4KB的Flash程序存储器、128B的RAM、11个中断源、1个定时器（且具有捕捉功能）。
对3. 单片机是一种CPU。
错4. AT89S52单片机是微处理器。
错5. AT89S51片内的Flash程序存储器可在线写入（ISP），而AT89C52则不能。
对6. 为AT89C51单片机设计的应用系统板，可将芯片AT89C51直接用芯片AT89S51替换。
对7. 为AT89S51单片机设计的应用系统板，可将芯片AT89S51直接用芯片AT89S52替换。
对8. 单片机的功能侧重于测量和控制，而复杂的数字信号处理运算及高速的测控功能则是DSP的长处。
对第2章思考题及习题2参考答案一、填空1. 在AT89S51单片机中，如果采用6MHz晶振，一个机器周期为。
答：2µs2. AT89S51单片机的机器周期等于个时钟振荡周期。
51单片机原理介绍
51单片机原理介绍单片机是一种控制芯片，一个微型的计算机，而加上晶振，存储器，地址锁存器，逻辑门，七段译码器（显示器），按钮（类似键盘），扩展芯片，接口等那是单片机系统，以下是8051系列单片机原理和内部结构基础介绍外部引脚功能存储空间配置和功能片内RAM结构和功能特殊功能寄存器的用途和功能程序计数器PC的作用和基本工作方式I/O端口结构、工作原理及功能 时钟和时序 复位电路、复位条件和复位后状态 低功耗工作方式的作用和进入退出的方法§2-1 单片机原理简介和引脚功能一、内部结构二、引脚功能40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O 引脚。
⒈ 电源: ⑴ VCC - 芯片电源，接+5V；⑵ VSS - 接地端；⒉ 时钟:XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。
⒊ 控制线:控制线共有4根，⑴ ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲① ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址② PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。
⑵ PSEN:外ROM读选通信号。
⑶ RST/VPD:复位/备用电源。
① RST（Reset）功能：复位信号输入端。
② VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。
⑷ EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。
① EA功能：内外ROM选择端。
② Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。
⒋ I/O线80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。
P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。
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51 单片机键盘接口电路及其源程序
键盘是由若干按钮组成的开关矩阵，它是单片机系统中最常用的输入设备，
用户能通过键盘向计算机输入指令、地址和数据。一般单片机系统中采和非编
码键盘，非编码键盘是由软件来识别键盘上的闭合键，它具有结构简单，使用
灵活等特点，因此被广泛应用于单片机系统。按钮开关的抖动问题组成键盘的
按钮有触点式和非触点式两种，单片机中应用的一般是由机械触点组成的。在
下图中，当开键盘结构图
图 1 图 2
关 S 未被按下时，P1。0 输入为高电平，S 闭合后，P1。0 输入为低电平。
由于按钮是机械触点，当机械触点断开、闭合时，会有抖动动，P1。0 输入端
的波形如图 2 所示。这种抖动对于人来说是感觉不到的，但对计算机来说，则
是完全能感应到的，因为计算机处理的速度是在微秒级，而机械抖动的时间至
少是毫秒级，对计算机而言，这已是一个漫长的时间了。前面我们讲到中断时
曾有个问题，就是说按钮有时灵，有时不灵，其实就是这个原因，你只按了一
次按钮，可是计算机却已执行了多次中断的过程，如果执行的次数正好是奇数
次，那么结果正如你所料，如果执行的次数是偶数次，那就不对了。为使 CPU
能正确地读出 P1 口的状态，对每一次按钮只作一次响应，就必须考虑如何去
除抖动，常用的去抖动的办法有两种：硬件办法和软件办法。单片机中常用软
件法，因此，对于硬件办法我们不介绍。软件法其实很简单，就是在单片机获
得 P1。0 口为低的信息后，不是立即认定 S1 已被按下，而是延时 10 毫秒或更
长一些时间后再次检测 P1。0 口，如果仍为低，说明 S1 的确按下了，这实际
上是避开了按钮按下时的抖动时间。而在检测到按钮释放后（P1。0 为高）再