单片机应用技术-汇编+C51项目教程

书名：单片机应用技术——汇编+C51项目教程ISBN：978-7-111-50040-7作者：姚存治出版社：机械工业出版社本书配有电子课件项目3可以调控的走马灯设计与制作走在大街上，看到五彩斑斓的走马灯，你是不是也想自己一试伸手，亲自做一个出来？本项目就将设计一个带按键控制的非常漂亮的走马灯效果。本项目涉及到的知识点有键盘接口、中断系统、定时器定时、C51编程。任务3.1学习键盘接口技术任务3.2可以调控的走马灯的设计与仿真下一页任务3.1学习键盘接口技术键盘接口是单片机系统的一个非常常见、实用的接口。用于实现人机交互中指令的输入。常见的键盘接口有独立式按键和行列式（也叫矩阵式）键盘。3.1.1独立式键盘应用3.1.2按键的消抖处理3.1.3矩阵式键盘应用上一页下一页返回3.1.1独立式键盘应用一、独立式按键结构如图所示。上一页下一页返回独立式按键的结构特点：每个按键单独占有一根I/O口线，按键的两个端子一端接地，另外一端接到一个单独的I/O口线，同时通过上拉电阻接到+5v电源端。每个按键的工作不会影响其它I/O口线的状态。在此电路中，按键输入为低电平有效，上拉电阻保证了按键断开时，I/O口线有确定的高电平。当I/O口线内部有上拉电阻时，外电路可以不配置上拉电阻。上一页下一页返回二、独立式按键的软件设计按上图的电路，设计出独立式键盘程序如下，此程序中Keyfun1~Keyfun8分别为每个按键对应的功能子程序标号（可根据实际需要编写），按键去除抖动采用软件延时，按键的接口选用P1端口。汇编源程序清单如下：START:MOVA，P1;读入键盘状态MOV30H，A;保存键盘状态值LCALLDL10ms;延时10ms消抖MOVA，P1;再读键盘状态CJNEA，30H,RETURN;再次结果不同。说明是抖动引起,返回CJNEA，#0FFH,KEY-1;确认是否有键按下LJMPRETURN上一页下一页返回KEY-1:CJNEA,#0FEH,KEY-2;K1键未按下,转KEY-2LJMPKeyfun1;是Kl键按下,转KEY1对应的功能子程序KEY-2:CJNEA,＃0FDH,KEY-3;K2键未按下,转KEY-3LJMPKeyfun2;K2键按下,转Keyfun2处理KEY-3:CJNEA,#0FBH,KEY-4;K3键未按下,转KEY-4LJMPKeyfun3;K3键按下,转Keyfun3处理KEY-4:CJNEA,#0F7H,KEY-5LJMPKeyfun4KEY-5:CJNEA,#0EFH,KEY-6LJMPKeyfun5KEY-6:CJNEA,#0DFH,KEY-7LJMPKeyfun6KEY-7:CJNEA,＃0BFH,KEY-8LJMPKeyfun7KEY-8:CJNEA,＃7FH,RETURN;K8未按下,返回LJMPKeyfun8;K8键按下,转Keyfun8处理RETURN:RET;重键或无键按下,不处理返回DL10ms:MOVR7,#12H;三循环延时程序，大约10ms。D0:MOVR5,#10HD1:MOVR4,#10HD2:DJNZR4,$D3:DJNZR5,D1DJNZR7,D0RET上一页下一页返回对应的C51程序为：#includeAT89X51.Hvoiddelay(){unsignedinti;for(i=0;i2000;i++);}voidmain(){unsignedcharkey;while(1){key=P1;if(key!=0xFF)delay();if(key!=0xFF)key=P1;while(P1!=0xFF);上一页下一页返回switch(key){case0xFE:Keyfun1（）;break;case0xFD:Keyfun2（）;break;case0xFB:Keyfun3（）;break;case0xF7:Keyfun4（）;break;case0xEF:Keyfun5（）;break;case0xDF:Keyfun6（）;break;case0xBF:Keyfun7（）;break;case0x7F:Keyfun8（）;break;}}}3.1.2按键的消抖处理在单片机应用系统中所用的键盘按键是一种机械开关，其机械触点在闭合或断开瞬间，会出现电压抖动现象，如图所示。为了保证按键识别的准确性，可采用硬件消抖和软件消抖两种方式进行消抖处理。硬件方法可采用RS触发器等消抖电路。软件方法则是采用时间延迟，由于键的前沿抖动时间大约为10ms左右，因此可在延时10ms后待按键稳定闭合时再判别键盘的状态，若仍有按键闭合，则确认有键按下，否则认为是按键的抖动。上一页下一页返回例3-1：如图所示，实现如下功能，按下某个键，在单个数码管上显示出键号。上一页下一页返回本题中，按键全部为独立式按键，读取P1口的状态即可判断按下的是哪个键，读取相应的键的编码送入P1口即可。C51源程序如下：#includeAT89X51.Hunsignedcharled[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8};voiddelay(){unsignedinti;for(i=0;i2000;i++);}voidmain(){unsignedcharkey;while(1){key=P2;if(key!=0xFF)delay();上一页下一页返回if(P2!=0xFF)key=P2;while(P2!=0xFF);switch(key){case0xFE:P1=led[0];break;case0xFD:P1=led[1];break;case0xFB:P1=led[2];break;case0xF7:P1=led[3];break;case0xEF:P1=led[4];break;case0xDF:P1=led[5];break;case0xBF:P1=led[6];break;case0x7F:P1=led[7];break;}}}上一页下一页返回3.1.3行列式键盘应用一、行列式键盘结构上一页下一页返回二、行列式键盘按键识别如上图所示AT89S51与4×4键盘的接口电路，按键识别时通过P1.0～P1.3(X0～X3)分别输出低电平，检测P1.4～P1.7(Y0～Y3)的状态是否为低电平来确定是否有键按下，通常把X3～X0称为行扫描输出线，Y0～Y3称为列检测输入线。具体识别过程如下：①判别键盘上有无键闭合。其方法为扫描口X0～X3输出全“0”，读Y0～Y3的状态，若为全“1”(键盘上列线全为高电平)则键盘上没有闭合键，若Y0～Y3不为全“1”则有键处于闭合状态。②去除键的机械抖动。其方法为判别到键盘上有键闭合后，可采用软件延迟一段时间(一般为10ms)再判别键盘的状态，若仍为有键闭合状态，则认为键盘上有一个确定的键被按下，否则认为是键的抖动。上一页下一页返回③判别闭合键的键号。方法为对X0～X3每位依次分别输出低电平，其它三位为高电平，对键盘的列线进行检测。即相应的顺次读Y0～Y3的状态，若Y0～Y3为全“1”，则行线为0的这一行上没有键闭合，否则这一行上有键闭合。闭合键的键号等于为低电平的列号加上为低电平行的首键号。例如：X0～X3输出为1101时，读出Y0～Y3为1101，则第2行与第2列相交的键处于闭合状态，第2行的首键号为8，列号为2，闭合键的键号为：N=为低电平的行首键号＋为低电平的列号＝8＋2＝10④使CPU对键的一次闭合仅作一次处理。闭合键一次仅进行一次键功能操作，采用的方法为等待闭合键释放以后再把键值送入A中，然后执行键功能操作。上一页下一页返回三、行列式键盘软件编程方式单片机应用系统中键盘扫描只是CPU工作的内容之一。CPU在忙于各项工作任务时，如何兼顾键盘扫描，既保证不失时机的响应键操作，又不过多占用CPU时间。因此要根据应用系统中CPU的忙、闲情况选择好键盘的工作方式。键盘的工作方式有编程扫描方式、中断扫描方式。①编程扫描工作方式编程扫描工作方式是利用CPU在完成其他工作的空余时间，调用键盘扫描子程序来响应键输入要求。在执行键功能程序时，CPU不再响应键输入要求。②中断扫描方式中断扫描方式又分为两种：定时器中断扫描方式和键盘按键中断扫描方式。。上一页下一页返回定时器中断扫描方式是利用单片机内部定时器产生定时中断(例如100ms)，CPU响应中断请求时，对键盘进行扫描和键值识别。定时中断扫描方式的键盘接口电路与程序扫描法的接口电路相同。定时器中断键盘扫描程序，实际上作为定时器中断服务程序。这种方式虽然可以改善程序结构，但是多数扫描仍然可能为“空扫描”，CPU效率提高不大。另外一种中断扫描方式是键盘按键中断扫描方式。下图是按键中断扫描方式的AT89S51与键盘的接口电路任务3.2可以调控的走马灯的设计与仿真3.2.1硬件电路设计3.2.2程序编制3.2.3综合仿真调试上一页下一页返回3.2.1硬件电路设计本项目在P2和P0口连接16个共阳极的发光二极管，在P1口在第0、1、2设置3个独立式按键，在P3口连接一只公阳极的7段数码管。要实现的功能如下：模式键K1设置走马灯的模式，共有8种模式可设置，每种模式对应的16只二极管的走动模式。选择某种模式后可在数码管上显示出模式号。加速键K2用来实现走马灯的速度加速。减速键则用来实现走马灯的速度减速。上一页下一页返回上一页下一页返回3.2.2程序编制本项目对应的C51源程序如下：#includeAT89X51.h#defineu8unsignedchar#defineu16unsignedintu8ModeNo;//模式编号u8MovingBit=0;//移动位数u8Tdx;//速度索引u8TCounter=0;//延时计数器u16Speed;//二极管移动速度bitDirection=1;//滚动方向u8codeModeDisplay[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8};u16code上一页下一页返回SpeedCommon[]={0,2,4,6,8,10,15,30,45,80,120,160,200,240,280};//速度常数//延时函数voidDelay(u16x){u8i;while(x--)for(i=0;i120;i++);}//三按键识别函数u8GetKey(){u8K;if(P1==0xFF)return0;//如果没有键按下，则返回0。Delay(10);switch(P1)//确认有键按下，判断是哪个键。{上一页下一页返回case0xFE:K=1;break;case0xFD:K=2;break;case0xFB:K=3;break;default:K=0;}while(P1!=0xFF);//等待按键释放再返回键值。returnK;}//按键处理voidKeyProcess(u8Key){switch(Key){case1:Direction=1;MovingBit=0;ModeNo=(ModeNo+1)%8;P3=ModeDisplay[ModeNo];break;case2:if(Tdx1)Speed=SpeedCommon[--Tdx];break;case3:if(Tdx14)Speed=SpeedCommon[++Tdx];上一页下一页返回}}//点亮16位LEDvoidLedLight(u16Led16bits){P2=Led16bits&0x00FF;//点亮前8个P0=Led16bits8;//点亮后8个