单片机数码管显示系统课程设计.doc

数码管显示与键盘扫描系统 摘要： 现如今已经跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，就可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都是放置在一个机械装置的内部。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。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。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。数码管显示与键盘扫描系统是单片机系统中十分典型的应用，可将4×4键盘的按键对应显示在数码管上。 关键词：单片机??????数码管???? 一、绪论 1.?研究意义 用单片机驱动LED数码管有很多方法，按显示方式可分静态显示和动态（扫描）显示；按译码方式可分硬件译码和软件译码。静态显示数据稳定，占用很少的CPU时间。动态显示需要CPU时刻对显示器件进行数据刷新，显示数据有闪烁感，占用的CPU时间多。LED数码管的外围电路一般需要一个限流电阻和加大驱动电流的晶体管。 LED数码管是由发光二级管显示字段组成的显示器，有“8”字段和“米”字段之分，这种显示器有共阳极和共阴极两种。实际上不用驱动电路即可达到正常亮度，为了可靠性设计可采用晶体管构成驱动电路。 2.?设计目的 在单片机的产品设计中，人机界面是非常重要的部分，而且随着系统的日益复杂，以及人们对产品的人机交互能力的要求不断提升，常握单片机系统中的人机界面基础设计能力成为了学习单片机的基础课程，而4X4键盘的操作和LED数码管的动态显示是人机界面设计的基础内容，掌握这些基础设计能力，加深对人机界面的认识，同时提高人机界面系统设计能力。 3.研究范围及技术要求 半导体数码管，4×4键盘。做此实验用51板，因为51板提供了相应的LED模组，LED显示器是单片机应用中常用的输出器件，4×4键盘的扩展显示也是在MCS-51上进行实验。给?4×4?键盘的每个键定义一个功能，其中把定义为?0~9?的键盘称为数字键，把定义成?DEL?的键称为删除键，把定义成?ENT?的键成为确认键，其他键称为保留键。如果是数字键按下，把代表数字显示在数码管上：按键按下时，6?位数码管靠右边显示该键的代表数字；继续按键时，已经显示在数码管上的数字左移一位，按键代表的数字显示在最右边的数码管上。 4.发展及指导思想 单片机在开发过程中 ,常常会因为资源不足而不得不大量扩展接口芯片以满足应用系统的需要 单片机数码管显示控制程序设计仿真图 2.??4×4行列式键盘的工作原理 行列式键盘的工作方式是先用列线发送扫描字，然后读取行线的状态，查看是否有按键按下。键盘部分提供一种扫描的工作方式，可以和具有64个按键的矩阵键盘相连接，能对键盘不断扫描、自动消抖、自动识别按下的键，并给出编码，能对双键或n个键同时按下的情况实行保护。 　　在显示部分，它可以为发光二极管、荧光管及其他显示器提供按扫描方式工作的显示接口，而且为显示器提供多路复用信号，可以显示多达16位的字符或数字。 　　键盘中有无按键按下是由列线送入全扫描字、行线读入行线状态来判断的，其方法是将列线的所有I／O线均置成低电平，然后将行线电平状态读入累加器A中，如果有键按下，总会有一根行线被拉至低电平，从而使行输入不全为1。 键盘中哪一个键按下可由列线逐列置低电平后，检查行输入状态来判断，其方法是依次给列线送低电平，然后检查所有行线状态，如果全为1，则所按下的键不在此列，如果不全为1，则所按下的键必在此列，而且是在与0电平线相交的交点上的那个键。 4×4键盘电路图 图中C1~C4为4×4键盘的列扫描线，L1~L4为4×4键盘的行扫描线。先使行扫描线输出高电平，然后读取列扫描线的状态，得到与按键横向位置对应的4位列码；如果是有键被按下时，则对应的列扫描线必然会被读回高电平，如果是无键盘按下时，则读取的列码必定全是0（低电平）。这也就可以判断有无按键的按下了。 3． 程序开始先对第一列进行扫描，如果没有按键，再对第二列、第三列、第四列分 别进行扫描，如果没有返回到开始；如果第一列有按键，在分别对第一行、第二行、 第三行、地四行，进行扫描，若有按键按下分别显示 0、1、2、3；第二列、第三列、 第四列类似第一列，分别对第一行、第二行、第三行、第四行进行扫描，有按键相应 的显示出数值。流程图见附件1。 4．电路硬件说明 （2）.单片机与LED连接 在“单片机系统”