畢業(yè)論文-可編程計算機鍵盤顯示器接口電路設(shè)計.doc

中國人民解放軍防空兵指揮學院畢業(yè)論文解 放 軍防 空 兵 學 院畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書題 目：可編程計算機鍵盤顯示器接口- 電路設(shè)計 作 者： 張兵 學 號： 91591006 系 (院)： 計算機科學系 專 業(yè)： 計算機科學與技術(shù) 指導者： 評閱者： 2005 年 5 月 北 京 可編程計算機鍵盤顯示器接口電路設(shè)計第一章 引言隨著信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，以及計算機、通訊、數(shù)碼產(chǎn)品等領(lǐng)域已經(jīng)來臨。嵌入式設(shè)備是數(shù)字化時代的主流產(chǎn)品，嵌入式軟件是數(shù)字化產(chǎn)品的核心，作為嵌入式軟件的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，嵌入式操作系統(tǒng)在產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中扮演著越來越重要的角色，應(yīng)用遍及工業(yè)自動化、網(wǎng)絡(luò)通信、航天等領(lǐng)域?？删幊逃嬎銠C鍵盤顯示器接口電路設(shè)計就是采用一種8279單片機芯片。本設(shè)計采用8279單片機為控制芯片，8279是一種專用于鍵盤顯示可編程器的接口電路，能對鍵盤自動掃描，給出閉合健的鍵碼，能自動向數(shù)碼管顯示器輸出顯示代碼和位代碼。其中鍵盤接口電路可與64鍵點陣式鍵盤連接，具有二鍵封鎖或n鍵巡回功能，可自動消除按鍵抖動。顯示器接口電路可與8或16位數(shù)碼管顯示器連接，8279與鍵盤 、顯示器的連接，其中包括一個8鍵盤和8位led顯示器，代碼驅(qū)動器選用8708，sl2sl0信號譯碼器選用74ls138,時鐘信號由單片機的ale提供。在振蕩器頻率為12mhz時ale輸出頻率為2mhz。8279選擇2鍵封鎖、編碼掃描方式，顯示器左端輸入。第二章 led顯示器的結(jié)構(gòu)與原理:顯示器常作為單片機系統(tǒng)中最簡單的輸出設(shè)備，用以顯示單片機系統(tǒng)的運行結(jié)果與運行狀態(tài)等。常用的顯示器主要有l(wèi)ed數(shù)碼顯示器、lcd液晶顯示器和crt顯示器。在單片機系統(tǒng)中，通常用led數(shù)碼顯示器顯示各種數(shù)字或符號。由于它具有顯示清晰、亮度高、使用電壓低、壽命長的特點，因此使用非常廣泛。本節(jié)以led為例，介紹其結(jié)構(gòu)、工作原理及與單片機的接口技術(shù)。 led顯示器的結(jié)構(gòu)與原理 led顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件，也可稱為數(shù)碼管。單片機系統(tǒng)中通常使用8段led數(shù)碼顯示器，其外形及引腳如圖1（a）所示，由圖可見8段led顯示器由8個發(fā)光二極管組成。其中7個長條形的發(fā)光二極管排列成“日”字形，另一個圓點形的發(fā)光二極管在顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點用，通過不同的組合可用來顯示各種數(shù)字，包括af在內(nèi)的部分英文字母和小數(shù)點“”等字樣。 led顯示器有兩種不同的形式：一種是8個發(fā)光二極管的陽極都連在一起的，稱為共陽極led顯示器；另一種是8個發(fā)光二極管的陰極都連在一起的，稱為共陰極led顯示器。如圖1（b）所示。 共陰和共陽結(jié)構(gòu)的led顯示器各筆劃段名和安排位置是相同的，當二極管導通時，相應(yīng)的筆劃段發(fā)亮，由發(fā)亮的筆劃段組合從而顯示各種字符。8個筆劃段dpgfedcba對應(yīng)于1b（8位）的d7、d6、d5、d4、d3、d2、d1、d0，于是用8位二進制碼就可以表示欲顯示字符的字形代碼。例如，對于共陰極led顯示器，當公共陰極接地（為零電平），而陽極dpgfedcba各段為01110011時，顯示器顯示“p”字符，即對于共陰極led顯示器，“p”字符的字形碼是073。如果是共陽極led顯示器，公共陽極接高電平，顯示“p”字符的字形代碼應(yīng)為10001100（0x8c）。這里必須注意的是：很多產(chǎn)品為方便接線，常不按規(guī)則的方法去對應(yīng)字段與位的關(guān)系，這時字形碼就必須根據(jù)接線自行設(shè)計了。 led顯示器的顯示方法有靜態(tài)顯示與動態(tài)顯示兩種，下面分別予以介紹。 窗體頂端1窗體底端1.led靜態(tài)顯示接口數(shù)碼管工作在靜態(tài)顯示方式時，共陰極（共陽極）的公共端com連接在一起接地（電源）。每位的段選線與一個8位并行口相連。只要在該位的段選線上保持段選碼電平，該位就能保持相應(yīng)的顯示字符。這里的8位并行口可以直接采用并行i/o接口片（例如80c51的p1端口、8155和8255的i/o端口等），也可以采用串行輸入/并行輸出的移位寄存器?？紤]到若采用并行i/o接口，占用i/o資源較多，因而靜態(tài)顯示方式常采用串行接口方式，外接8位移位寄存器74hcl64構(gòu)成顯示電路，圖2是通過串行口擴展8位led顯示器靜態(tài)驅(qū)動電路，在txd(p3.1)運行時鐘信號，將顯示數(shù)據(jù)由rxd(p3.0)口串行輸出，串行口工作在移位寄存器方式（方式0）。 圖2中使用的是共陰極數(shù)碼管，因而各數(shù)碼管的公共極com端接地，要顯示某字段，則相應(yīng)的移位寄存器74hc164的輸出線必須是高電平。 顯然，要顯示某字符，首先要把這個字符轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的字形碼，然后再通過串行口發(fā)送到74hc164。74hc164把串行口收到的數(shù)變?yōu)椴⑿休敵黾拥綌?shù)碼管上。 先建立一個字形碼表，以十六進制數(shù)的次序存放它們的相應(yīng)字形碼，共陰極字形碼表如表1所示。 2. led動態(tài)掃描顯示接口led動態(tài)顯示的基本做法在于分時輪流選通數(shù)碼管的公共端，使得各數(shù)碼管輪流導通，在選通相應(yīng)led后，即在顯示字段上得到顯示字形碼。這種方式不但能提高數(shù)碼管的發(fā)光效率，而且由于各個數(shù)碼管的字段線是并聯(lián)使用的，從而大大簡化了硬件線路。 動態(tài)掃描顯示接口是單片機系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式。其接口電路是把所有顯示器的8個筆劃段adp同名端并聯(lián)在起，而每一個顯示器的公共極com是各自獨立地受i/o線控制。cpu向字段輸出口送出字形碼時，所有顯示器由于同名端并連接收到相同的字形碼，但究竟是哪個顯示器亮，則取決于com端，而這一端是由i/o控制的，所以就可以自行決定何時顯示哪一位了。而所謂動態(tài)掃描是指采用分時的方法，輪流控制各個顯示器的com端，使各個顯示器輪流點亮。 在輪流點亮掃描過程中，每位顯示器的點亮時間是極為短暫的（約1ms），但由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實際上各位顯示器并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感。 圖3是一個典型的動態(tài)掃描8位led顯示接口電路。該電路由74hc245提供段adp的驅(qū)動，74ls145提供位com1com8的驅(qū)動。請注意89c52的p0.0p0.7每個口線上有1個10kw的上拉電阻，圖中未示出。 3.led顯示器接口：一.led原理簡述 led顯示塊是用發(fā)光二極管顯示字段，單片機應(yīng)用系統(tǒng)常用的是七段led，如下圖，它有其陰極和共陽極兩種： +5v af b ge c d h a a b b c c d d e e f f g g h h 共陰極 共陽極例如，要顯示0字符，對于共陰極管應(yīng)輸出段碼：h g f e d c b a a 0 0 1 1 1 1 1 1 3 f h f b g e c對于共陽極管則應(yīng)輸出段碼： d h.h g f e d c b a 1 1 0 0 0 0 0 0 c 0 h 共陽極管和共陰極管的段碼是互為補碼的。 二.動態(tài)顯示的七段led基本用法：1. 動態(tài)顯示的七段led與單片機的硬件接口擴展顯示器接口實質(zhì)是輸出口的擴展，例如設(shè)計一個6位的數(shù)碼管顯示系統(tǒng)，它需要擴充兩個8位輸出口，一個輸出8段碼，一個輸出位選碼。如下圖： 輸出段碼 +5v1d 1q8d 8q1#377clk e 8 8 8 8 8 8 8a0 fehwr fdha1clk e1d 1q2#3778d 8q +5v 8由圖可知，要顯示哪個字符，該字符的段碼從1#377輸出，要使1#377輸出只要a0 = 0即可，因此1#377的地址為feh。該段碼輸出到6個數(shù)碼管上是相同的，要哪個管亮，必須使該管的相應(yīng)段二極管導通，則由2#377輸出的位碼控制，對應(yīng)哪個管為0，則該管可以亮。要使2#377輸出只要a1 = 0，2#377的地址為fdh。 在軟件設(shè)計上將6個led管輪流點亮，每管延時約1ms，利用人的視覺殘留，則可以看成持續(xù)點亮。2. 動態(tài)顯示的軟件設(shè)計：要點：代碼轉(zhuǎn)換：直接驅(qū)動7段led發(fā)光的是段碼，而我們習慣的是字符0、1、2、f等，因此軟件中必須將待顯示的字符轉(zhuǎn)換成段碼。 每次只能輸出同樣的段碼，因此要使某管亮，必須用軟件保證逐位輪流點亮并適當延時，給人的眼睛產(chǎn)生持續(xù)發(fā)光的效果。程序中使用的顯示緩沖區(qū)示意圖：01 02 03 04 05 06 79h 7ah 7bh 7ch 7dh 7eh顯示緩沖區(qū)共6個單元，自左至右一一對應(yīng)6個數(shù)碼管，其中存放待顯示字符在段碼表中的查表偏移量。程序如下：org 8100hdisup: mov r0 , #79h ;置顯示緩沖區(qū)首地址mov r2 , #0dfh ;11011111 位碼初值，最左面管亮dsp1: mov a , r0 mov dptr , #tabl movc a , a+dptr ;查表求段碼 mov r1 , #0feh ;選1#377 movx r1 , a ;送段碼 mov r1 , #0fdh ;選2#377 mov a , r2 movx r1 , a ;輸出位碼，最左面管亮 lcall d1ms ;延時 1nc r0 ;指向顯示緩沖區(qū)的下一地址 mov a , r2 rr a ;位碼右移一位 mov r2 , a xrl a , #7fh ;位碼右移6次后為7fh時6管全顯示完 jnz dsp1 ;不為7fh則未顯示完，返回送下一個led rettabl: 段碼轉(zhuǎn)換表略d1ms: 延時子程序略三.led靜態(tài)顯示在靜態(tài)顯示方式中，數(shù)碼管的共陰極或共陽極接地或十5v，每一個數(shù)碼管的8段碼需擴展一個8位輸出口與之相連接，輸出口可將令該管顯示某字符的段碼鎖存，同一時間里，每一位的段碼均可不同，即顯示不同字符。如圖： 8 8 8 84#3773#3772#3771#377 8 8 8 8靜態(tài)顯示方式中，有n位數(shù)碼管則需擴展n個8位輸出口，占用i/o資源較多。它的優(yōu)點是軟件不必動態(tài)掃描，送出段碼后可鎖存，直到需更改顯示字符，軟件簡單，同時由于始終保持顯示而亮度較好。第三章 鍵盤接口在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，為了控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，或向系統(tǒng)內(nèi)部輸入數(shù)據(jù)，常設(shè)有按鍵或鍵盤，使用這些鍵的開關(guān)狀態(tài)來設(shè)置控制功能或輸入數(shù)據(jù)。鍵盤的擴展實質(zhì)是輸入口的擴展。一.鍵輸入過程及軟件結(jié)構(gòu)：當所設(shè)置的數(shù)字鍵或功能鍵按下的時候，單片機應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)能完成該鍵所設(shè)定的功能。因此，鍵輸入的信息與軟件結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。不少應(yīng)用系統(tǒng)鍵掃描程序是應(yīng)用程序的核心部分。鍵輸入程序的軟件框圖大致如下：鍵 掃 描 no 有 鍵 按 下？ yes判 哪 一 鍵 按 下求鍵值 a (a)=00h (a)=01h 1#鍵處理程序0#鍵處理程序 cpu通過查訊或中斷方式掃描有無鍵按下及哪一鍵按下，將鍵號送入a，根據(jù)a的內(nèi)容跳轉(zhuǎn)到該鍵所應(yīng)完成的功能的程序中去，鍵處理完畢后再回到鍵掃描程序，查找有無另一鍵按下。二.鍵輸入接口與軟件應(yīng)解決的問題：1. 保證鍵開關(guān)狀態(tài)的可靠輸入鍵是一種常開式按鈕開關(guān)，按鍵和鍵盤都是利用機械觸點的閉合和斷開來輸入電平信號的，在鍵的閉合和斷開的瞬間的有抖動過程，會出現(xiàn)一系列負脈沖，一般為510ms ，為了保證cpu對鍵的一次閉合只進行一次鍵處理，必須消除抖動的影響。 通常去抖動措施可分別采用硬件和軟件兩種方法來解決，硬件的方法是在按鍵的硬件電路上增加rs觸發(fā)器或單穩(wěn)態(tài)電路，這需要增加硬件開銷。較為方便的軟件去抖措施是當檢測到有鍵按下時，執(zhí)行一個延時10ms的子程序，而后再檢測該鍵是否仍保持閉合狀態(tài)，若仍閉合才確認為該鍵按下。2. 對所有按鍵進行編碼，確定鍵值或直接確定鍵號。給每一按鍵確定一個鍵值或編號，當cpu掃描鍵盤時，可根據(jù)接收到的鍵輸入信息確定是哪一個鍵按下。3. 選擇鍵盤監(jiān)測方法：在應(yīng)用系統(tǒng)軟件中，鍵掃描程序、鍵處理程序只是應(yīng)用程序的一部分，在程序運行過程中什么時候查詢鍵輸入的情況，可有查詢方式和中斷方式兩種： 查詢方式在程序中以一定的時間間隔掃描鍵盤輸入的情況，無鍵按下則可執(zhí)行其它程序，有鍵按下則執(zhí)行鍵處理程序。 中斷方式中斷方式是當有鍵按下時引起中斷，在中斷服務(wù)程序中進行鍵處理，無鍵按下時cpu不必顧及鍵盤的工作情況。一般在鍵盤使用不多的情況采用中斷方式。4. 編制好鍵盤處理程序：它應(yīng)解決如下問題： 掃描有無鍵按下。 有鍵按下時，若無硬件去抖措施應(yīng)以軟件延時去抖動。 有可靠的邏輯處理，保證一次只處理一個鍵，一次鍵按下只進行一次鍵處理。 輸出確定的鍵號，一個鍵按下后能準確跳轉(zhuǎn)到該鍵的處理程序，處理結(jié)束后再返回鍵掃描。 三.獨立式按鍵結(jié)構(gòu)： 指直接用i/o線構(gòu)成的單個按鍵電路。每一鍵互相獨立地各自接通一條輸入線，每根i/o線上的按鍵工作狀態(tài)不影響其它i/o線的工作狀態(tài)，此亦稱非編碼鍵盤結(jié)構(gòu)。如下圖： +5v p1.0 p1.1 p1.2 p1.38031 k3 k2 k1 k0 （a）查詢式電路 查詢i/o輸入線0有效 即為0者該線上鍵閉合 地 +5v p1.0 p1.1 p1.2 p1.3 int08031 k3多輸入與門 k2 k1 k0 （b）中斷式電路 任一鍵按下則int0觸發(fā)中斷 地 在中斷服務(wù)程序中查詢哪一鍵按下獨立式按鍵結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是配置靈活，軟件簡單，缺點是使用i/o口線多，適于按鍵數(shù)量不多時使用。獨立式按鍵的軟件結(jié)構(gòu)：strat：mov a，#0ffh mov p1 ， a ；置p1口輸入方式 mov a ， p1 ；鍵狀態(tài)輸入 jnb acc.0 , p0 ;0號鍵按下轉(zhuǎn) jnb acc.1 , p1 jnb acc.2 , p2 jnb acc.3 , p3 ljmp start鍵處理程序略注：該程序中未包括軟件去抖措施，實際應(yīng)用中應(yīng)考慮去抖動處理。四.行列式鍵盤結(jié)構(gòu)：1. 鍵盤工作原理：如圖 3 2 1 0 0行 +5v p1.7 p1.6 7 6 5 4 1行 b a 9 8 2行 p1.5 f e d c 3行 p1.4 3列 p1.3 2列 p1.2 1列 p1.1 0列 p1.0用i/o口線組成行列式結(jié)構(gòu)，按鍵設(shè)置在行列的交叉點上，22的鍵盤結(jié)構(gòu)可構(gòu)成4個鍵的鍵盤，44的鍵盤結(jié)構(gòu)可構(gòu)成16個鍵的鍵盤。鍵掃描的過程： 判斷有無鍵按下列線輸出全0碼(d0d3)，將行線狀態(tài)讀入累加器a(d4d7)，若讀入狀態(tài)不全為1則有鍵按下，否則無鍵按下。 當有鍵按下時，判斷哪一鍵按下：由列線逐列置0，檢查行輸入狀態(tài)。例如列線輸出d3d0為1110，即d0=0，讀入行線狀態(tài)d7d4，若為0111，即d7=0，則可判斷為0鍵按下，若此時讀出行線狀態(tài)為全1，則本列無鍵按下，即0、4、8、c均未按下。接著再將下一列線置0輸出，檢查下一列鍵是否有鍵按下，直到每一列均查完為止。鍵盤上每一個鍵均有一個唯一的鍵值，一般用直接賦值方法定義鍵值，每個鍵的鍵值為當它按下時，鍵掃描程序的列碼和行碼按一定順序由二進制數(shù)排列。例如當0鍵按下時，鍵掃描程序輸出的列碼為1110，讀入的行碼為0111，將它們按d7d0的順序排列為：01111110，則0鍵的鍵值定義為7eh。類似的方法可得到：1鍵的鍵值為7dh4鍵的鍵值為beh f鍵的鍵值為e7h鍵掃描程序中只要將列碼輸出，再讀入行碼，然后將行列碼拼接，與鍵值比較，即可確定為哪一鍵按下。鍵掃描的方式可采取編程掃描、定時掃描或中斷方式定時器中斷原理：中斷的原理有關(guān)中斷的概念什么是中斷，我們從一個生活中的例子引入。你正在家中看書，突然電話鈴響了，你放下書本，去接電話，和來電話的人交談，然后放下電話，回來繼續(xù)看你的書。這就是生活中的“中斷”的現(xiàn)象，就是正常的工作過程被外部的事件打斷了。仔細研究一下生活中的中斷，對于我們學習單片機的中斷也很有好處。第一、什么可經(jīng)引起中斷，生活中很多事件可以引起中斷：有人按了門鈴了，電話鈴響了，你的鬧鐘鬧響了，你燒的水開了.等等諸如此類的事件，我們把可以引起中斷的稱之為中斷源，單片機中也有一些可以引起中斷的事件，8031中一共有5個：兩個外部中斷，兩個計數(shù)/定時器中斷，一個串行口中斷。 第二、中斷的嵌套與優(yōu)先級處理：設(shè)想一下，我們正在看書，電話鈴響了，同時又有人按了門鈴，你該先做那樣呢？如果你正是在等一個很重要的電話，你一般不會去理會門鈴的，而反之，你正在等一個重要的客人，則可能就不會去理會電話了。如果不是這兩者（即不等電話，也不是等人上門），你可能會按你通常的習慣去處理?？傊@里存在一個優(yōu)先級的問題，單片機中也是如此，也有優(yōu)先級的問題。優(yōu)先級的問題不僅僅發(fā)生在兩個中斷同時產(chǎn)生的情況，也發(fā)生在一個中斷已產(chǎn)生，又有一個中斷產(chǎn)生的情況，比如你正接電話，有人按門鈴的情況，或你正開門與人交談，又有電話響了情況?？紤]一下我們會怎么辦吧。第三、中斷的響應(yīng)過程：當有事件產(chǎn)生，進入中斷之前我們必須先記住現(xiàn)在看書的第幾頁了，或拿一個書簽放在當前頁的位置，然后去處理不同的事情（因為處理完了，我們還要回來繼續(xù)看書）：電話鈴響我們要到放電話的地方去，門鈴響我們要到門那邊去，也說是不同的中斷，我們要在不同的地點處理，而這個地點通常還是固定的。計算機中也是采用的這種方法，五個中斷源，每個中斷產(chǎn)生后都到一個固定的地方去找處理這個中斷的程序，當然在去之前首先要保存下面將執(zhí)行的指令的地址，以便處理完中斷后回到原來的地方繼續(xù)往下執(zhí)行程序。具體地說，中斷響應(yīng)可以分為以下幾個步驟：1、保護斷點，即保存下一將要執(zhí)行的指令的地址，就是把這個地址送入堆棧。2、尋找中斷入口，根據(jù)5個不同的中斷源所產(chǎn)生的中斷，查找5個不同的入口地址。以上工作是由計算機自動完成的，與編程者無關(guān)。在這5個入口地址處存放有中斷處理程序（這是程序編寫時放在那兒的，如果沒把中斷程序放在那兒，就錯了，中斷程序就不能被執(zhí)行到）。3、執(zhí)行中斷處理程序。4、中斷返回：執(zhí)行完中斷指令后，就從中斷處返回到主程序，繼續(xù)執(zhí)行。究竟單片機是怎么樣找到中斷程序所在位置，又怎么返回的呢？我們稍后再談. mcs-51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：由與中斷有關(guān)的特殊功能寄存器、中斷入口、順序查詢邏輯電路等組成，包括5個中斷請求源，4個用于中斷控制的寄存器ie、ip、econ和scon來控制中斷 類弄、中斷的開、關(guān)和各種中斷源的優(yōu)先級確定。中斷請求源：（1）外部中斷請求源：即外中斷0和1，經(jīng)由外部引腳引入的，在單片機上有兩個引腳，名稱為int0、int1，也就是p3.2、p3.3這兩個引腳。在內(nèi)部的tcon中有四位是與外中斷有關(guān)的。it0：int0觸發(fā)方式控制位，可由軟件進和置位和復位，it0=0，int0為低電平觸發(fā)方式，it0=1，int0為負跳變觸發(fā)方式。這兩種方式的差異將在以后再談。ie0：int0中斷請求標志位。當有外部的中斷請求時，這位就會置1（這由硬件來完成），在cpu響應(yīng)中斷后，由硬件將ie0清0。it1、ie1的用途和it0、ie0相同。（2）內(nèi)部中斷請求源tf0：定時器t0的溢出中斷標記，當t0計數(shù)產(chǎn)生溢出時，由硬件置位tf0。當cpu響應(yīng)中斷后，再由硬件將tf0清0。tf1：與tf0類似。ti、ri：串行口發(fā)送、接收中斷，在串口中再講解。2、中斷允許寄存器ie在mcs51中斷系統(tǒng)中，中斷的允許或禁止是由片內(nèi)可進行位尋址的8位中斷允許寄存器ie來控制的。見下表 eaxxeset1ex1et0ex0 其中ea是總開關(guān)，如果它等于0，則所有中斷都不允許。es串行口中斷允許et1定時器1中斷允許ex1外中斷1中斷允許。et0定時器0中斷允許ex0外中斷0中斷允許。如果我們要設(shè)置允許外中斷1，定時器1中斷允許，其它不允許，則ie可以是 eaxxeset1ex1et0ex0 10001100即8ch，當然，我們也可以用位操作指令setb easetb et1setb ex1來實現(xiàn)它。3、五個中斷源的自然優(yōu)先級與中斷服務(wù)入口地址外中斷0：0003h定時器0：000bh外中斷1：0013h定時器1：001bh串口 ：0023h它們的自然優(yōu)先級由高到低排列。寫到這里，大家應(yīng)當明白，為什么前面有一些程序一始我們這樣寫：org 0000hljmp startorg 0030hstart：。這樣寫的目的，就是為了讓出中斷源所占用的向量地址。當然，在程序中沒用中斷時，直接從0000h開始寫程序，在原理上并沒有錯，但在實際工作中最好不這樣做。優(yōu)先級：單片機采用了自然優(yōu)先級和人工設(shè)置高、低優(yōu)先級的策略，即可以由程序員設(shè)定那些中斷是高優(yōu)先級、哪些中斷是低優(yōu)先級，由于只有兩級，必有一些中斷處于同一級別，處于同一級別的，就由自然優(yōu)先級確定。開機時，每個中斷都處于低優(yōu)先級，我們可以用指令對優(yōu)先級進行設(shè)置?？幢?中斷優(yōu)先級中由中斷優(yōu)先級寄存器ip來高置的，ip中某位設(shè)為1，相應(yīng)的中斷就是高優(yōu)先級，否則就是低優(yōu)先級。 xxxpspt1px1pt0px0 例：設(shè)有如下要求，將t0、外中斷1設(shè)為高優(yōu)先級，其它為低優(yōu)先級，求ip的值。ip的首3位沒用，可任意取值，設(shè)為000，后面根據(jù)要求寫就可以了 xxxpspt1px1pt0px0 00000110第四章 8279的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原intel8279芯片是一種通用的可編程序的鍵盤、顯示接口器件，單個芯片就能完成鍵盤輸入和led顯示控制兩種功能。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6-10-1所示。8279包括鍵盤輸入和顯示輸出兩個部分。 鍵盤部分提供的掃描方式，可以和64個按鍵或傳感器的陣列相連。能自動消除開關(guān)抖動以及n個鍵同時按下的保護。 顯示部分按掃描的方式工作?？梢燥@示8或16位led顯示塊。 一、8279電路工作原理單片機系統(tǒng)中有兩種led顯示方式，即靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示，靜態(tài)顯示的優(yōu)點是顯示效果好，編程簡單，但由于輸出的每一位都需要鎖存，使用的硬件較多；動態(tài)顯示方式中，各位數(shù)碼管的ah端并連在一起，每一時刻只有一位數(shù)碼管被點亮，各位依次輪流被點亮，硬件電路簡單，但由于需要不停地進行刷新顯示，降低了cpu的效率，而且編程的工作量很大。為了解決動態(tài)顯示中存在的問題，intel公司研制出了專用的鍵盤、顯示器接口電路芯片8279，該芯片能自動完成對顯示的刷新，同時還可以對鍵盤自動掃描，識別閉合鍵的鍵號，使用非常方便。8279用a0來區(qū)分信息特征，當a0為0時，cpu從8279讀出的是狀態(tài)，寫入的是命令，且每個命令也有自己的特征；當a0=1時讀出和寫入的都是數(shù)據(jù)。8279內(nèi)部有兩個緩沖區(qū)，即一個8字節(jié)的fifo（firstinfirstout）鍵盤ram和一個16字節(jié)的顯示ram，顯示數(shù)據(jù)時只要將待顯示數(shù)據(jù)的段碼寫入顯示ram即可；當有鍵閉合時，8279會自動執(zhí)行去抖、得到鍵值、等待按鍵釋放等操作，最后,將鍵值存入fiforam中，程序只需從fifo中讀取鍵值即可，編程十分簡單,具體實驗線路圖17所示。8279鍵盤、顯示器接口器件是實現(xiàn)人機對話的主要部件，它已為廣大用戶歡迎和廣泛應(yīng)用。然而在有些應(yīng)用場合，既要鍵盤具有普通的數(shù)據(jù)輸入和控制功能，又要鍵盤具備按鈕功能。例如，微機控制的注塑機，在手動控制時需要有點動功能：按鈕按下進行調(diào)模運動，按鈕松開，調(diào)模運動停止。本文介紹使8279構(gòu)成的鍵盤具有以上功能的實現(xiàn)方法，供讀者參考使用。為了使8279具有合適的鍵盤、顯示功能，首先要對芯片初始化?？蛇m當?shù)靥暨x8279的控制字，例如：使8279具有8位顯示、右端輸入、編碼鍵盤、雙鍵鎖定時可選控制字10h.這時每次按鍵都將產(chǎn)生鍵特征碼，并且存放在fiforom中，同時使8279的irq引腳變?yōu)楦唠娖?，可作為向cpu申請中斷信號，如果cpu是中斷開放的，則轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序，可在中斷服務(wù)程序中讀取特征碼。每當cpu讀取fiforom中的數(shù)據(jù)后，8279自動撤消irq信號，irq引腳變?yōu)榈碗娖?。cpu返回主程序后，可由鍵特征碼來決定程序的流向。問題是，當cpu從8279的fiforom中讀取鍵特征碼后，irq雖然恢復底電平，但fiforom中的數(shù)據(jù)并沒有消失，仍保存在里面，這時即使使用對改8279清除的指令d3h，也不能將fiforom中的數(shù)改變，只有按其它鍵才能改變fiforom中的數(shù)據(jù)，因這樣是無法實現(xiàn)按鈕功能的。為了使鍵盤具有按鈕功能，應(yīng)該利用8279的傳感方式功能，在傳感器方式中，8279每當檢測到傳感狀態(tài)變化時，irq就變?yōu)楦唠娖剑瑘D1是以8031cpu構(gòu)成的系統(tǒng)為例，說明irq引腳電平的翻新過程。 8279的irq端經(jīng)反相器接到8031的int1端(即p3.3引腳)。先將8279設(shè)置成編碼鍵盤，允許int1中斷，當鍵按下時，反相器輸出低電平，cpu進入中斷服務(wù)程序，讀取鍵特征碼后，又為高電平。返回主程序后，轉(zhuǎn)向功能程序（例如調(diào)模進）。輸出控制信號（例如p1.0為“1”時調(diào)模進電磁閥得電）后，將8279設(shè)置為傳感器方式，并且不允許int1中斷，然后調(diào)試p3.3是否為低電平。如果按鍵松開，8279將測出傳感器狀態(tài)發(fā)生變化，而使irq由低電平轉(zhuǎn)為高電平。也就是說p3.3腳為低電平時，按鍵已經(jīng)松開，程序重新設(shè)置8279為編碼鍵盤，int1中斷開放，以便使鍵盤脫離按鈕功能。實現(xiàn)以上功能的程序清單如下： 根據(jù)結(jié)構(gòu)框圖，分別介紹各部分電路工作原理。 1.i/o控制及數(shù)據(jù)緩沖器 數(shù)據(jù)緩沖器是雙向緩沖器，連接內(nèi)、外總線，用于傳送cpu和8279之間的命令或數(shù)據(jù)；i/o控制線是cpu對8279進行控制的引線。cs是8279的片選信號，cs=0時，8279才被允許讀出或?qū)懭胄畔?。wr、rd為來自cpu的控制信號。 a0用于區(qū)別信息特性：a0=1時，表示數(shù)據(jù)緩沖器輸入為指令、輸出為狀態(tài)字；a=0時，輸入、輸出皆為數(shù)據(jù)。 2.控制與定時寄存器及定時控制 控制與定時寄存器用來寄存鍵盤及顯示的工作方式，以及由cpu編程的其它操作方式。這些寄存器一旦接受并鎖存送來的命令，就通過譯碼產(chǎn)生相應(yīng)的信號，從而完成相應(yīng)的控制功能。 定時控制包含基本記數(shù)鍵。首級計數(shù)器是一個可編程的n級計數(shù)器。n可以231之間由軟件編程，以便從外界時鐘clk分頻得到內(nèi)部所需要的100khz時鐘。然后再經(jīng)過分頻為鍵盤掃描提供適當?shù)闹鹦袙呙桀l率和顯示掃描時間。 3.掃描計數(shù)器 掃描計數(shù)器有兩種工作方式。按編碼方式工作時，計數(shù)器作二進制記數(shù)。4位記數(shù)狀態(tài)從掃描線sl0sl3輸出，經(jīng)外部譯碼器譯碼后，為鍵盤和顯示器提供掃描線；按譯碼方式工作時，掃描計數(shù)器的最低二位被譯碼后，從sl0sl3輸出。因此，sl0sl3提供了4中取1的掃描譯碼。 4.回復緩沖器、鍵盤去抖及控制 來自rl0rl3的8根回復線的回復信號，由回復緩沖器緩沖并鎖存。 在鍵盤工作方式中，回復線作為行列式鍵盤的行列輸入線。在逐行列輸入時，在逐行列掃描時，回復線用來搜索每一行列中閉合的鍵。當某一鍵閉合時，去抖電路被置位，延時等待10ms后，再檢驗該鍵是否繼續(xù)閉和，并將該鍵的地址和附加的移位、控制狀態(tài)一起形成鍵盤數(shù)據(jù)被送入8279內(nèi)部fifo（先進先出）存儲器。鍵盤數(shù)據(jù)格式如下： d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0控制移位掃描回復 控制和移位（d6、d7）的狀態(tài)由兩個獨立的附加開關(guān)決定，而掃描（d5、d4、d3）和回復（d2、d1、d0）則是被按鍵置位的數(shù)據(jù)。d5、d4、d3來自動掃描計數(shù)器，是按下鍵的行列編碼，而（d7d7d7）則來自行/列計數(shù)器，它們是根據(jù)回復信號而確定的行/列編碼。 在傳感器開關(guān)狀態(tài)矩陣方式中，回復線的內(nèi)容直接被送往和相應(yīng)的傳感器ram（即fifo存儲器）。在選通輸入方式中，回復線的內(nèi)容在cntl/stb線的脈沖上升沿被送入fifo存儲器。 5.fifo/傳感器及其狀態(tài)寄存器fifo/傳感器ram是一個雙重功能的88ram。 在鍵盤或選通方式工作時，它是fifo存儲器，其輸入或讀出遵循先入先出的原則。fifo狀態(tài)寄存器用于存放fifo的工作狀態(tài)。例如，ram是滿還是空；其中存有多少數(shù)據(jù)；是否操作出錯等。當fifo存儲器不空，狀態(tài)邏輯將產(chǎn)生irq=1信號向cpu申請中斷。 在傳感器矩陣方式工作時，這個存儲器以是傳感器不是存儲器。它存放著傳感器矩陣中的每一個傳感器狀態(tài)。在此方式中，若檢索出傳感器的變化，irq信號變?yōu)楦唠娖?，向cpu申請中斷。 6.顯示ram和顯示地址寄存器 顯示ram用來存儲顯示數(shù)據(jù)。容量為168位。在顯示過程中，存儲的顯示數(shù)據(jù)輪流從顯示寄存器輸出。顯示寄存器分別為a、b兩組，outa03和outb03可以單獨送數(shù)，也可以組成一個8位的字。顯示寄存器的輸出與顯示掃描配合，不斷從顯示ram中讀出顯示數(shù)據(jù)，同時輪流驅(qū)動被選中的顯示器件，以達到多路復用的目的，使顯示器件呈現(xiàn)穩(wěn)定的顯示狀態(tài)。 顯示地址寄存器用來寄存由cpu進行讀/寫顯示ram的地址，它可以由命令設(shè)定，也可以設(shè)置成每次讀寫或?qū)懭胫笞詣舆f減。 二.管腳、引線與功能 8279采用40引腳封裝，其管腳、引線功能如圖6-10-2所示。其引腳功能如下： d0d7（數(shù)據(jù)總線）：雙向、三態(tài)總線，和系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連；用于cpu和8279間的數(shù)據(jù)/命令傳遞。 clk（系統(tǒng)時鐘）：輸入線，為8279提供內(nèi)部時鐘的輸入端。 reset（復位）：輸入線，當reset=1時，8279復位，其復位狀態(tài)為： 16個字符顯示； 編碼掃描鍵盤-雙鍵鎖定； 程序時鐘編碼為31。 cs（片選）：輸入線，當cs=0時8279被選中，允許cpu對其讀、寫，否則被禁止。 a0（數(shù)據(jù)選擇）：輸入線。當a0=1時cpu寫入數(shù)據(jù)為命令字，讀出數(shù)據(jù)為狀態(tài)字；a0=0時cpu讀、寫的字節(jié)均為數(shù)據(jù)。 rd、wr（讀、寫信號）：輸入線。低電平有效，來自cpu的控制信號，控制8279的讀、寫操作。 irq（中斷請求）：輸出線。高電平有效。 在鍵盤工作方式中，當fifo/傳感器ram存有數(shù)據(jù)時，irq為高電平。cpu每次從ram中讀出數(shù)據(jù)時，irq變?yōu)榈碗娖?。若ram中仍有數(shù)據(jù)，則irq再次恢復高電平。 在傳感器工作方式中，每當檢測到傳感器狀態(tài)變化時，irq就出現(xiàn)高電平。 sl0sl3（掃描線）：輸出線。用來掃描鍵盤和顯示器。它們可以編程設(shè)定為編碼（4中取1）或譯碼輸出（16取1）。 rl0rl7（回復線）：輸入線。它們是鍵盤矩陣或傳感矩陣的列（或行）信號輸入線。 shift（移位信號）：輸入線、高電平有效。該輸入信號是鍵盤數(shù)據(jù)的最高位（d7），通常用來擴充鍵開關(guān)的功能，作為控制功能鍵用。 在選通輸入方式時，該信號的上升沿可將來自rl0rl7的數(shù)據(jù)存入fifo ram中。 在傳感器輸入下，該信號無效。 outa0outa3（a組顯示信號）：輸出線。 outb0outb3（b組顯示信號）：輸出線。 這兩組引線都是顯示數(shù)據(jù)輸出線，與多位數(shù)字顯示的掃描線sl0sl3同步，兩組可以獨立使用，也可以合并使用。 bd（顯示消隱）：輸出線。低電平有效。該信號在數(shù)字切換顯示或使用消隱命令時，將顯示消隱。 三、命令格式與命令字 8279的操作方式是通過cpu對8279送入命令時來實現(xiàn)編程的。當數(shù)據(jù)選擇端a0置1時，cpu對8279寫入數(shù)據(jù)為命令字，讀出的數(shù)據(jù)為狀態(tài)字。 8279共有八條命令。其功能及命令字定義分述如下。 1.鍵盤/顯示方式設(shè)置命令字 命令格式： d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0000ddkkk 其中： d7、d6、d5=000方式設(shè)置命令特征位。 d d（d4、d3）：來設(shè)定顯示方式，其定義如下： 00：8個字符顯示，左入口 00：16個字符顯示，左入口 00：8個字符顯示，右入口 00：16個字符顯示，右入口 所謂左入口，即顯示位置從最左一位（最高位）開始，以后逐次輸入的顯示字