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1、基于单片机的键盘控制设计摘 要单片机即单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer），是集CPU,RAM,ROM,定时，计数和多种接口于一体的微控制器，广泛应用于各个领域1。本论文设计的单片机键盘主要由AT89C51单片机控制。该键盘控制系统是由单片机最小系统及LED显示电路组成。使用单片机C语言进行编程，实现可设定本论文主要介绍了键盘设计的软、硬件部分的设计，以及在设计、调试过程中遇到的问题及解决方案。本设计包括硬件设计和软件设计，其中的硬件设计包括时钟电路，复位电路，4*4矩阵式键盘电路和LED数字显示电路。其中需要选择使用的扫描方式；为防键盘判断失误，导致实现多次按
2、键按键的显示问题，需要去抖动的处理，其显示需要七段数码管显示。本设计的与众不同之处在于其既能实现常规数字的显示，同时还能实现作为简单的电子琴，不同的键表示不同的音符；还能够实现简单计算功能。本课题设计的键盘控制系统结构简单，造价成本低，功能齐全，具有很强的实用性。关键词： AT89C51单片机 矩阵式键盘 按键扫描 AbstractThe monolithic integrated circuit namely monolithic microcomputer (Single-Chip Microcomputer), is collection CPU, RAM, ROM, fixed tim
3、e, counting and many kinds of connections in a body micro controller.Widely applies in each domain. The present paper design monolithic integrated circuit keyboard mainly controls by at89C51 monolithic integrated circuit.This keyboard control system is composed by the monolithic integrated circuit s
4、mallest system and the LED display circuit. The use monolithic integrated circuit C language carried on the programming, the realization may establish the present paper mainly to introduce the keyboard designed the software and hardware part design, as well as the question and the solution which in
5、the design, the debugging process met13. This design including the hardware design and the software design, hardware design including the clock electric circuit, repositions the electric circuit, the 4*4 matrix form keyboard electric circuit and the LED digita display circuit.Need choice use scannin
6、g way; In order to guard against the keyboard judgment fault, causes the realization many times the pressed key demonstration question, needs to vibrate processing, its demonstration needs seven section of nixietube demonstrations.This design out of the ordinary place lies in it already to be able t
7、o realize the conventional numeral demonstration, meanwhile can realize takes the electric piano, the different key expresses the different note; Also can realize the simple computation function14.This topic design keyboard control system structure is simple, the construction cost cost is low, the f
8、unction is complete, has the very strong usability.Key words: AT89C51list slice machine Matrix form keyboard Pressed key scanningI目 录摘 要I1绪 论11.1 AT89C51单片机设计意义和目的：11.2设计要求：11.3思路及步骤11.3.1思路及成果：11.3.2 设计内容步骤安排：22 整体设计方案32.1单片机的基本概念32.2单片机的特点32.3单片机的应用领域42.4 AT89C51的引脚封装概述42.5 AT89C51单片机工作的基本时序62.6 A
9、T89C51单片机的内部结构及存储器配置:62.6.1 AT89C51单片机的内部结构62.6.2 AT89C51单片机的存储器配置72.7 AT89C51单片机键盘设计方案论证83 系统硬件设计与实现103.1系统原理图103.2 AT89C51单片机的最小系统设计103.2.1 最小系统设计103.2.2 时钟频率电路的设计113.2.3复位电路的设计113.3数码管显示电路123.3.1数码管的结构123.3.2数码管的设计选择133.4 键盘扫描电路的设计133.4.1键盘的作用133.4.2 键盘系统设计143.5 喇叭控制电路的设计174系统软件的设计184.1程序流程框图184.
10、2系统工作原理184.3系统程序设计194.3.1程序设计194.3.2键盘扫描程序的设计195仿真及其调试215.1键盘控制protenus软件的仿真215.2软件调试21结 论22致 谢23参考文献24附 录251绪 论1.1 AT89C51单片机设计意义和目的：随着计算机及电子技术的飞跃发展，单片机也在不断更新换代，并成为电子系统中进行数据采集，信息处理，通信联络和实施控制的重要器件。单片机技术已渗入到了各个领域，在智能仪器仪表，工业监测控制，电力电子，汽车电子等方面得到了广泛的应用，并取得了巨大的成果。在今后若干年，MCS-51单片机的应用仍将占主要地位，仍然是我国单片机应用领域的主流
11、机型。现今各个领域的工程技术人员都应掌握单片机应用技术。单片机键盘是单片机系统设计中一种主要的信息输入接口，其合理的设计，不仅可以节省系统的设计成本，更可使仪器设备的操作变得更为简单、方便，很大程度上提高系统综合性能。随着就业形势日趋严峻，我们大学生的动手能力、实践能力和综合素质越来越受到学校和用人单位的重视。在我们大学毕业时，必要的设计无疑是培养和锻炼动手能力、实践能力和综合素质的一个重要环节，这次关于单片机的键盘设计是对我们所学知识的一次综合实践，是对老师教学，我们学习成果的一次检验，也是我们即将毕业面临就业对自己就业信心的考验，对自己就业实力的测试。也使我们对MCS-51单片机的主要技术
12、深入理解，更深入掌握其原理及接口技术的应用，真正自己动手实践，做到能灵活应用2。1.2设计要求：单片机具有集成度高，功能强，结构简单，应用灵活，可靠性高等特点。在工业控制，机电一体化，通信终端，智能仪器仪表等诸多领域中得到了广泛应用。本设计基于ATmel公司的89c51单片机，结合C语言控制的特点，实现键盘扫描的相关功能。通过原理图设计，实现基本功能模块的组合，从而验证设计的可行性与可靠性。掌握用单片机制作的键盘的原理及应用，熟练的学习ATMEL公司所用的AT89C51系列。毕业设计的要求体现于整个工作的各个阶段中，可根据课题的特点有所侧重，但应该注意一下几点：1.根据课题任务制定合理、可行的
13、工作计划；2.进行必要的调研和资料搜集、文献阅读；3.制定适当的技术方案，并通过与其它方案的比较加以论证；4.独立完成系统或模块的设计，软件设计要符合软件工程规范，硬件设计符合原理表示、线路图纸和工艺要求的各种规范；5.制定系统（模块）的测试方法，并根据完整的测试数据对系统（模块）的性能指标做出分析和评价；1.3思路及步骤1.3.1思路及成果：本设计包括硬件设计和软件设计，其中的硬件设计包括时钟电路，复位电路，4*4矩阵式键盘电路和LED数字显示电路。其中需要选择使用的扫描方式；为防键盘判断失误，导致实现多次按键按键的显示问题，需要去抖动的处理，其显示需要七段数码管显示。本设计的与众不同之处在
14、于其既能实现常规数字的显示，同时还能实现作为电子琴，不同的键表示不同的音符；还能够实现简单计算功能。1.3.2 设计内容步骤安排：1、大量查阅单片机资料，明确设计要求，确定设计方案。2、进行硬件设计，绘制原理图。3、进行软件设计，电路板实物的完成。4、论文撰写、外文翻译，完成答辩。2 整体设计方案2.1单片机的基本概念图2-1 单片机组成框图单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管它的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统。单片机是将中央处理器，随机存储器。只读存储器，定时器芯片和I/O接口电路集成于一个芯片上的微
15、控制器3。单片机也被称为微控制器（Microcontroler），是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对提及要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。单片机是靠程序的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大PCB板！但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别！只因为单片机是通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性4！目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控
