基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)的論文

1、第一章緒論1.1課題的背景簡介1.1.1電梯的歷史與發(fā)展電梯進(jìn)入人們的生活已經(jīng)150年了。一個(gè)半世紀(jì)的風(fēng)風(fēng)雨雨，翻天覆地的是歷史的變遷，永恒不變的是電梯提升人類生活質(zhì)量的承諾。 生活在繼續(xù)，科技在發(fā)展，電梯也在進(jìn)步。150年來，電梯的材質(zhì)由黑白到彩色，樣式由直式到斜式，在操縱控制方面更是步步出新手柄開關(guān)操縱、按鈕控制、信號(hào)控制、集選控制、人機(jī)對(duì)話等等，多臺(tái)電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制，智能群控；雙層轎廂電梯展示出節(jié)省井道空間，提升運(yùn)輸能力的優(yōu)勢(shì)；變速式自動(dòng)人行道扶梯的出現(xiàn)大大節(jié)省了行人的時(shí)間；不同外形扇形、三角形、半菱形、半圓形、整圓形的觀光電梯則使身處其中的乘客的視線不再封閉。如今，以美國奧的斯公司

2、為代表的世界各大著名電梯公司各展風(fēng)姿，仍在繼續(xù)進(jìn)行電梯新品的研發(fā)，并不斷完善維修和保養(yǎng)服務(wù)系統(tǒng)。調(diào)頻門控、智能遠(yuǎn)程監(jiān)控、主機(jī)節(jié)能、控制柜低噪音耐用，一款款集納了人類在機(jī)械、電子、光學(xué)等領(lǐng)域最新科研成果的新型電梯競相問世，冷冰冰的建筑因此散射出人性的光輝，人們的生活因此變得更加美好。 中國最早的一部電梯出現(xiàn)在上海，是由美國奧的斯公司于1901年安裝的。1932年由美國奧的斯公司安裝在天津利順德酒店的電梯至今還在安全運(yùn)轉(zhuǎn)著。1951年，黨中央提出要在天安門安裝一臺(tái)由我國自行制造的電梯，天津從慶生電機(jī)廠榮接此任，四個(gè)月后不辱使命，順利地完成了任務(wù)。十一屆三中全會(huì)后，沐浴著改革開放的春風(fēng)，我國電梯業(yè)進(jìn)

3、入了高速發(fā)展的時(shí)期。在我國任何一個(gè)城市，電梯都在被廣泛應(yīng)用著。電梯給人們的生活帶來了便利，也為我國現(xiàn)代化建設(shè)的加速發(fā)展提供了強(qiáng)大的保障。電梯是高層建筑中安全、可靠、垂直上下的運(yùn)載工具，對(duì)改善勞動(dòng)條件、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度起到很大的作用。電梯的應(yīng)用范圍很廣，可用于賓館、飯店、辦公大樓、商場、娛樂場所、倉庫以及居民住宅大樓等。在現(xiàn)代社會(huì)中，電梯已成為人類必不可少的垂直運(yùn)輸交通工具。1.2課題的主要研究內(nèi)容及設(shè)計(jì)步驟本課題的主要任務(wù)是完成一個(gè)電梯系統(tǒng)的調(diào)度模塊，即根據(jù)每個(gè)樓層不同顧客的按鍵需求，讓電梯做出合理的判斷，正確高效地知道電梯完成各項(xiàng)載客任務(wù)。根據(jù)此任務(wù)，本課題需要研究的內(nèi)容有：1、根據(jù)系統(tǒng)的技術(shù)要

4、求，進(jìn)行系統(tǒng)硬件的總體方案設(shè)計(jì)；2、學(xué)習(xí)單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)，并且加以運(yùn)用；3、選擇恰當(dāng)?shù)男酒?，并?duì)其內(nèi)部協(xié)議有所掌握，便于應(yīng)用。4、研究C語言編程，并且規(guī)定電梯的工作規(guī)則，用C語言加以實(shí)現(xiàn)；5、對(duì)軟件和硬件進(jìn)行調(diào)試，讓其協(xié)調(diào)工作，完成指定任務(wù)。結(jié)合以上內(nèi)容，本課題的設(shè)計(jì)方案步驟如下：關(guān)于硬件部分：首先，對(duì)實(shí)際的電梯系統(tǒng)進(jìn)行模擬，一般情況下，一個(gè)電梯應(yīng)該具備相關(guān)按鍵、顯示二極管、數(shù)碼管等，由于這是一個(gè)調(diào)度模塊，故沒有設(shè)計(jì)具體的轎廂等機(jī)械部分。然后，結(jié)合這些實(shí)物，選擇恰當(dāng)?shù)男酒?，并分成若干模塊，安排好各自之間的關(guān)系。由于其有諸多按鍵和顯示環(huán)節(jié)，而單片機(jī)的I/O口管腳資源實(shí)在有限，故需要I/O口擴(kuò)展，

5、用以管理二極管；同時(shí)要有專門的按鍵控制芯片，從而便于按鍵管理。在此，我分別選擇了82C55和8279芯片。接著，要完成電路圖的設(shè)計(jì)，畫出PCB板，焊接相關(guān)器件后進(jìn)行硬件調(diào)試，看是否好用并加以適當(dāng)?shù)母?。關(guān)于軟件部分：處于最底層的是對(duì)兩個(gè)芯片的寄存器讀寫工作，完成后方可進(jìn)行更高層的應(yīng)用程序調(diào)試。為了使硬件簡單化，我選擇了模擬時(shí)序的方法讀寫寄存器，這比總線操作的方法節(jié)省了鎖存器。然后是關(guān)于電梯調(diào)度時(shí)所遵循的原則作出規(guī)定，其必須基于高效與人性化兩個(gè)原則。最后是使用C語言將規(guī)定程序化，以便電梯真正的運(yùn)作。當(dāng)然，二者的關(guān)系并不是分離的，它們是相輔相成，硬件依據(jù)軟件來驗(yàn)證，軟件依據(jù)硬件來調(diào)試。經(jīng)過一個(gè)個(gè)的

6、發(fā)現(xiàn)問題、一個(gè)個(gè)的解決問題，最終做出完美的電梯調(diào)度模塊。1.3課題的開發(fā)環(huán)境簡介 1.3.1電路圖制作軟件Altium designer 7.0Altium Designer 7.0 不斷通過為高速設(shè)計(jì)提供各種功能來提高用戶生產(chǎn)力，這些功能包括交互式長度調(diào)整和 PCB 層片增強(qiáng)等功能。新增的庫工具和各種新功能將 Altium Designer 提升成為統(tǒng)一的電子產(chǎn)品開發(fā)解決方案。這款最新的更新程序?qū)⑦M(jìn)一步增強(qiáng)您的能力，讓您能夠在更短的“設(shè)計(jì)到制造”周期內(nèi)生產(chǎn)更為尖端、更具創(chuàng)新性的電子產(chǎn)品。（Altium Designer完全取代了Protel） Altium Designer Summer 0

7、8新增匯入Allegro PCB(*.brd)的轉(zhuǎn)文件功能。 Altium Designer 提供了唯一一款統(tǒng)一的應(yīng)用方案，其綜合電子產(chǎn)品一體化開發(fā)所需的所有必須技術(shù)和功能。Altium Designer 在單一設(shè)計(jì)環(huán)境中集成板級(jí)和FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)、基于FPGA和分立處理器的嵌入式軟件開發(fā)以及PCB版圖設(shè)計(jì)、編輯和制造。并集成了現(xiàn)代設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理功能,使得Altium Designer成為電子產(chǎn)品開發(fā)的完整解決方案一個(gè)既滿足當(dāng)前，也滿足未來開發(fā)需求的解決方案。1.3.2C51的程序開發(fā)軟件Keil單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種

8、方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于MCS-51單片機(jī)的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級(jí)語言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-51系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部份組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多

9、RAM、20M以上空閑的硬盤空間、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。掌握這一軟件的使用對(duì)于使用51系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的，如果你使用C語言編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選（目前在國內(nèi)你只能買到該軟件、而你買的仿真機(jī)也很可能只支持該軟件），即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令你事半功倍。Keil C51 軟件是眾多單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)的優(yōu)秀軟件之一，它集編輯，編譯，仿真于一體，支持匯編,PLM 語言和 C 語言的程序設(shè)計(jì)，界面友好，易學(xué)易用。1.4 設(shè)計(jì)功能要求本設(shè)計(jì)是為一八層電梯設(shè)計(jì)一調(diào)度系統(tǒng)，即使電梯能夠合理

10、高效地運(yùn)行，完成各樓層顧客的接送任務(wù)。形象地說，就是要應(yīng)對(duì)不同樓層顧客的不同需求，作出合理高效的判斷，使所有顧客在整體運(yùn)用時(shí)間最短的條件下將其運(yùn)往各自的目的地。這個(gè)設(shè)計(jì)的成品應(yīng)該可以作為真實(shí)電梯的控制系統(tǒng)一樣，遵守以下兩個(gè)原則：一是高效性，二是人性化。而實(shí)際電梯所面臨的情況無比復(fù)雜，故本設(shè)計(jì)的難點(diǎn)除了硬件上面外，還有對(duì)這些復(fù)雜的情況歸類化，分為若干個(gè)基本情況，另外是用恰當(dāng)?shù)腃語言描述來表達(dá)這些復(fù)雜的邏輯。1.5 本文內(nèi)容安排在本設(shè)計(jì)制作的過程中，我查閱閱了大量的相關(guān)資料、期刊，并在導(dǎo)師的指導(dǎo)幫助下仔細(xì)地進(jìn)行了斟酌?，F(xiàn)將論文的章節(jié)安排再次做些簡要的說明：第一章，即緒論部分，先對(duì)電梯的背景知識(shí)等做

11、些介紹，并且對(duì)與本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)步驟與重點(diǎn)加以說明，簡單介紹了兩個(gè)與畢設(shè)有關(guān)的開發(fā)軟件。第二章，詳細(xì)地闡述了設(shè)計(jì)中所用到的各個(gè)模塊的硬件電路及其工作原理。其中包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、82C55發(fā)光二極管控制模塊、8279鍵盤控制模塊和串口下載模塊等。第三章，以硬件的物理連接作為基石，以讀寫芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)與命令寄存器作為基礎(chǔ)，以電梯判決函數(shù)作為核心，本章詳細(xì)地講述了軟件系統(tǒng)的工作原理，并對(duì)各個(gè)重要函數(shù)都有相關(guān)的說明。第二章系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)2.1引言由于電梯要運(yùn)送不同樓層的客人，所以要有很多按鍵才可以讓滿足不同樓層顧客的需求。而且，電梯還要有人性化的顯示，如哪個(gè)按鈕按下了，就把它對(duì)應(yīng)樓層按鈕的二極管點(diǎn)亮，還要

12、有一個(gè)數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示電梯所在層數(shù)，用發(fā)光二極管組成的上下箭頭來表示電梯當(dāng)前的運(yùn)行方向等等。而這些零碎的原件，又需要高效的芯片來控制，它們相互之間的物理連接問題這些就是本章所要敘述的硬件設(shè)計(jì)部分。硬件芯片的選擇合理的硬件設(shè)計(jì)是一個(gè)設(shè)計(jì)成功的基石，所以在設(shè)計(jì)之初，我便把自己的主要任務(wù)集中于籌劃硬件的搭建工作，當(dāng)然其中需要兼顧軟件設(shè)計(jì)的需求。由于本設(shè)計(jì)所模擬的樓層共有八層，其中所需要控制的器件較多，如每層都需有兩個(gè)上下的指示燈，電梯轎廂內(nèi)也需有去幾層的指示燈等，而現(xiàn)有單片機(jī)的管腳資源無法滿足需求，故第一步需要想法擴(kuò)展單片機(jī)的I/O口管腳資源。在此，我選擇了擴(kuò)展I/O口最典型的芯片82C55。其可把一

13、組八位I/O管腳擴(kuò)展為PA、PB、PC三組管腳，并通過寄存器對(duì)各組管腳進(jìn)行配置，從而滿足了本次設(shè)計(jì)的要求。考慮到電梯會(huì)有多個(gè)按鍵，而傳統(tǒng)的依據(jù)單片機(jī)自身的I/O口布局鍵盤的方法顯然也是不可行的，故本設(shè)計(jì)選擇了典型的管理鍵盤的芯片82C79，其重要意義不僅在于減輕了單片機(jī)I/O口的開支負(fù)擔(dān)，而且可以代替單片機(jī)完成各個(gè)按鍵的鍵值編寫工作，單片機(jī)只要從其FIFO寄存器中直接讀取鍵值即可得知哪個(gè)按鍵被按下，進(jìn)而進(jìn)行相應(yīng)的操作。另外，電路板上還有一些擴(kuò)展的子電路模塊，例如MAX232串口下載模塊，U口供電模塊等等，當(dāng)然這些都是方便程序的下載與調(diào)試的。并考慮到電路板的面積與價(jià)格問題，一些芯片與二極管、電阻

14、等用的是貼片封裝。2.2硬件電路單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。盡管他的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件：CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會(huì)具有外存。同時(shí)集成諸如通訊接口、定時(shí)器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘等外圍設(shè)備。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。單片機(jī)最小系統(tǒng),或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng),是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)。在本設(shè)計(jì)中，最小系統(tǒng)應(yīng)該包括：單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路等。如圖2.1所示，晶振電路由C1與C2和晶振組成，晶振是給單片機(jī)提供工作信號(hào)脈沖的。

15、它的速率就是單片機(jī)的工作速率，簡單地說，沒有晶振，就沒有時(shí)鐘周期，沒有時(shí)鐘周期，就無法執(zhí)行程序代碼，單片機(jī)就無法工作。并在晶振的兩引腳處接入兩個(gè)10pF-50pF的瓷片電容接地用來削減偕波對(duì)電路的穩(wěn)定性的影響。復(fù)位電路采取的為手動(dòng)按鍵復(fù)位電路，由電容C13，電阻R11、R12和開關(guān)RESET組成，當(dāng)單片機(jī)的復(fù)位引腳RESET出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。每次復(fù)位后，單片機(jī)的程序都會(huì)從第一條開始從新執(zhí)行。另外，還額外設(shè)計(jì)了濾波防干擾電路，由C13與R12組成，電源先經(jīng)過它們?cè)俳尤雴纹瑱C(jī)的Vcc，可以有效的減少其中的雜波帶來

16、的干擾。可編程I/O擴(kuò)展芯片82C55模塊8255是Intel公司生產(chǎn)的可編程并行I/O接口芯片，有3個(gè)8位并行I/O口。具有3個(gè)通道3種工作方式的可編程并行接口芯片(40引腳)。 其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強(qiáng)。8255可作為單片機(jī)與多種外設(shè)連接時(shí)的中間接口電路。其芯片引腳圖如圖2.2所示。圖2. 1單片機(jī)最小系統(tǒng)圖2.282C55引腳分布D7D0(data bus)：三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)線，與CPU數(shù)據(jù)總線連接，用來傳送數(shù)據(jù)。(chip select)：片選信號(hào)線，低電平有效時(shí)，芯片被選中。A1, A0(port address)：地址線，用來選擇內(nèi)部端口。(read)：讀出信號(hào)線，

17、低電平有效時(shí)，允許數(shù)據(jù)讀出。(write)：寫入信號(hào)線，低電平有效時(shí)，允許數(shù)據(jù)寫入。RESET(reset)：復(fù)位信號(hào)線，高電平有效時(shí)，將所有內(nèi)部寄存器(包括控制寄存器)清0。PA7PA0(port A)：A口輸入/輸出信號(hào)線。PB7PB0(port B)：B口輸入/輸出信號(hào)線。PC7PC0(port C)：C口輸入/輸出信號(hào)線。VCC：5V電源。 GND：電源地線。 8255作為主機(jī)與外設(shè)的連接芯片，必須提供與主機(jī)相連的3個(gè)總線接口，即數(shù)據(jù)線、地址線、控制線接口。同時(shí)必須具有與外設(shè)連接的接口A、B、C口。由于8255可編程,所以必須具有邏輯控制部分，因而8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為3個(gè)部分：與CPU

18、連接部分、與外設(shè)連接部分、控制部分。1、與CPU連接部分根據(jù)定義，8255能并行傳送8位數(shù)據(jù)，所以其數(shù)據(jù)線為8根D0D7。由于8255具有3個(gè)通道A、B、C，所以只要兩根地址線就能尋址A、B、C口及控制寄存器，故地址線為兩根A0A1。此外CPU要對(duì)8255進(jìn)行讀、寫與片選操作，所以控制線為片選、復(fù)位、讀、寫信號(hào)。各信號(hào)的引腳編號(hào)如下：(1)數(shù)據(jù)總線DB：編號(hào)為D0D7，用于8255與CPU傳送8位數(shù)據(jù)。(2)地址總線AB：編號(hào)為A0A1，用于選擇A、B、C口與控制寄存器。(3)控制總線CB：片選信號(hào)、復(fù)位信號(hào)RST、寫信號(hào)、讀信號(hào)。當(dāng)CPU要對(duì)8255進(jìn)行讀、寫操作時(shí)，必須先向8255發(fā)片選信

19、號(hào)選中8255芯片，然后發(fā)讀信號(hào)或?qū)懶盘?hào)對(duì)8255進(jìn)行讀或?qū)憯?shù)據(jù)的操作。2、與外設(shè)接口部分根據(jù)定義，8255有3個(gè)通道A、B、C與外設(shè)連接，每個(gè)通道又有8根線與外設(shè)連接，所以8255可以用24根線與外設(shè)連接，若進(jìn)行開關(guān)量控制，則8255可同時(shí)控制24路開關(guān)。各通道的引腳編號(hào)如下：(1)A口：編號(hào)為PA0PA7，用于8255向外設(shè)輸入輸出8位并行數(shù)據(jù)。(2)B口：編號(hào)為PB0PB7，用于8255向外設(shè)輸入輸出8位并行數(shù)據(jù)。(3)C口：編號(hào)為PC0PC7，用于8255向外設(shè)輸入輸出8位并行數(shù)據(jù)，當(dāng)8255工作于應(yīng)答I/O方式時(shí)，C口用于應(yīng)答信號(hào)的通信。3、控制器8255將3個(gè)通道分為兩組，即PA0

20、PA7與PC4PC7組成A組，PB0PB7與PC0PC3組成B組。如圖7.5所示，相應(yīng)的控制器也分為A組控制器與B組控制器，各組控制器的作用如下：(1)A組控制器：控制A口與上C口的輸入與輸出。(2)B組控制器：控制B口與下C口的輸入與輸出。在本設(shè)計(jì)中，8255與單片機(jī)間的通信采取的時(shí)模擬時(shí)序的方法。單片機(jī)的P0口只是用作了數(shù)據(jù)線，這樣與以往的采用P0口數(shù)據(jù)地址線分時(shí)復(fù)用的方法相比，簡化了電路構(gòu)造(因?yàn)檫@樣可以少用一個(gè)芯片74HC573)。具體的電路子模塊如圖2.3所示，三組擴(kuò)展管腳均得到了充分的利用。PA口與PB口負(fù)責(zé)每層樓的上下按鍵顯示燈的亮滅，而PC口負(fù)責(zé)電梯所到達(dá)當(dāng)前樓層的樓層顯示工作

21、。同時(shí)，由于干擾等原因，82C55所輸出的電壓值偶爾偏低，這樣直接驅(qū)動(dòng)二極管時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)顯示昏暗甚至不亮的問題，故而在此加上了一個(gè)非門，可以起到提高電平值的作用。P1與P2為兩個(gè)220歐的排阻，用于限流作用，以防二極管由于電壓過高所導(dǎo)致的可能被燒壞。芯片82C55的數(shù)據(jù)口D0D7分別與單片機(jī)的P0口各管腳相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。而和也當(dāng)然與單片機(jī)的和相連，方便數(shù)據(jù)或者命令的讀與寫。其尋址管腳A0與A1分別與單片機(jī)的P20與P21相連，操作時(shí)只需對(duì)P2口的對(duì)應(yīng)兩管腳輸出合理的高低電平組合，即可選中芯片82C55的相應(yīng)寄存器，進(jìn)而進(jìn)行相應(yīng)操作。芯片的片選由單片機(jī)的P26控制，且低電平有效。其復(fù)位管

22、腳RESET與單片機(jī)的復(fù)位管腳可直接相連。當(dāng)然，有時(shí)芯片82C55的反應(yīng)沒有單片機(jī)快速，此時(shí)可以進(jìn)行“軟復(fù)位”，即讓其復(fù)位管腳RESET與單片機(jī)的某個(gè)閑置的I/0管腳相連，通過人為的控制此管腳圖2.382C55數(shù)碼管控制模塊的高低電平及其時(shí)間來對(duì)芯片82C55進(jìn)行復(fù)位。即讓此I/O管腳輸出高電平，且保持一段時(shí)間，保證在此時(shí)間段內(nèi)，芯片82C55有足夠的時(shí)間復(fù)位后，再讓此管腳恢復(fù)低電平即可。另外，本設(shè)計(jì)中所用的數(shù)碼管為共陽型。其引腳分布如圖2.4所示。有圖可知，當(dāng)要顯示特定字符時(shí)，只需向其相應(yīng)段的管腳輸入低電平，此段即亮；反之同理，若要其某段不亮，只需輸入高電平即可。了解此原理便可方便對(duì)其的編程

23、工作。 圖2.4共陽極數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)可編程按鍵控制芯片82C79模塊Intel8279芯片是一種通用的可編程序的鍵盤、顯示接口器件，單個(gè)芯片就能完成鍵盤輸入和LED顯示控制兩種功能。其引腳分布如圖2.5所示。8279包括鍵盤輸入和顯示輸出兩個(gè)部分。鍵盤部分提供的掃描方式，可以和64個(gè)按鍵或傳感器的陣列相連。能自動(dòng)消除開關(guān)抖動(dòng)以及為N個(gè)鍵同時(shí)按下提供保護(hù)。圖2.5 8279引腳分布主要管腳的定義為：（片選）：輸入線，當(dāng)=0時(shí)8279被選中，允許CPU對(duì)其讀、寫，否則被禁止。A0（數(shù)據(jù)選擇）：輸入線。當(dāng)A0=1時(shí)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(shí)CPU讀、寫的字節(jié)均為數(shù)據(jù)。DB0

24、DB7：與單片機(jī)通信的數(shù)據(jù)引腳，用于傳送數(shù)據(jù)。Vcc、GND：電源端與地端，用于給芯片提供電源。、（讀、寫信號(hào)）：輸入線。低電平有效，來自CPU的控制信號(hào)，控制8279的讀、寫操作。IRQ（中斷請(qǐng)求）：輸出線。高電平有效。在鍵盤工作方式中，當(dāng)FIFO/傳感器RAM存有數(shù)據(jù)時(shí)，IRQ為高電平。CPU每次從RAM中讀出數(shù)據(jù)時(shí)，IRQ變?yōu)榈碗娖?。若RAM中仍有數(shù)據(jù)，則IRQ再次恢復(fù)高電平。在傳感器工作方式中，每當(dāng)檢測(cè)到傳感器狀態(tài)變化時(shí)，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(fù)線）：輸入線。它

25、們是鍵盤矩陣或傳感矩陣的列（或行）信號(hào)輸入線。SHIFT（移位信號(hào)）：輸入線、高電平有效。該輸入信號(hào)是鍵盤數(shù)據(jù)的最高位（D7），通常用來擴(kuò)充鍵開關(guān)的功能，作為控制功能鍵用。在選通輸入方式時(shí)，該信號(hào)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(hào)無效。OUTA0OUTA3（A組顯示信號(hào)）：輸出線。OUTB0OUTB3（B組顯示信號(hào)）：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(dú)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(hào)在數(shù)字切換顯示或使用消隱命令時(shí)，將顯示消隱。其在本設(shè)計(jì)中的工作電路圖模塊如圖2

26、.6所示：圖2.6 8279鍵盤控制模塊由圖可知，其八位并行數(shù)據(jù)管腳分別與單片機(jī)的P0口各管腳相連。讀寫信號(hào)端也分別與單片機(jī)的對(duì)應(yīng)。而其片選由P27控制，低電平有效。其CLK管腳與ALE相連，單片機(jī)正常工作時(shí)，ALE管腳輸出方波，頻率為單片機(jī)工作頻率的六分之一。而芯片82C79的掃描鍵盤的頻率正是由此而產(chǎn)生，當(dāng)然i用這么高的頻率，還需要繼續(xù)對(duì)其分頻后方可供82C79使用。復(fù)位鍵同樣與單片機(jī)的復(fù)位鍵相通。而至于有些管腳如BD、SHIFT、CNTL/S等由于在此設(shè)計(jì)中無甚意義，故均將其接地處理。其工作機(jī)理為：82C79的SL0SL2在芯片工作時(shí)，不斷以固定的頻率輸出低電平，當(dāng)然是同一時(shí)間只選擇其中

27、一根線為低電平，其他還未高電平，同時(shí)掃描RL0RL7端，若得到某各端口返回低電平，在經(jīng)過消抖處理后仍為低電平，則說明SL0SL2當(dāng)前輸出低電平的那根線與RL0RL7當(dāng)前返回低電平的那根線的交叉處的那個(gè)開關(guān)被按下了。那么芯片82C79會(huì)自動(dòng)將該按鍵按照規(guī)定的協(xié)議翻譯為相應(yīng)的鍵值(每個(gè)按鍵都有自己唯一的鍵值標(biāo)示，這便于在編寫程序時(shí)讀取鍵值進(jìn)而進(jìn)行散轉(zhuǎn))，存儲(chǔ)與FIFO寄存器中，同時(shí)，由于該寄存器中存有單片機(jī)未讀取的值，IRQ管腳就會(huì)自動(dòng)輸出高電平，再經(jīng)過非門后對(duì)單片機(jī)的INT0產(chǎn)生中斷，此時(shí)只需在編程時(shí)在中斷程序中對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)處理即可。MAX232串口下載模塊與附加電源模塊等由于程序絕不可能第一次

28、編寫完就可以達(dá)到預(yù)設(shè)的目的，其間要經(jīng)過很多次的更改修正，故為了便于程序的調(diào)試工作，我在此電路板上增設(shè)了一個(gè)MAX232串口下載模塊，這樣便可以不用取下單片機(jī)去其他的電路板上下載，而直接便可以在此電路板上完成了。同時(shí)為便于電源的引入，我選擇了電腦USB口輸出的5V直流電源，這樣無需再用大型的電源設(shè)備，隨處便可以調(diào)試。他們的電路圖如圖2.7所示：圖2.7 串口下載模塊MAX232電路時(shí)該芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)中提供的典型應(yīng)用圖。MAX232是一個(gè)電荷泵器件，它采用開關(guān)電容技術(shù)將5V電壓升壓和獲取負(fù)電壓。至于電源模塊，便比較簡單了，USB口通常有四條引出線，其中邊緣兩根便為電源線，一個(gè)為+5V直流端，一個(gè)為地

29、端。中間兩根為差分信號(hào)線D+與D-，負(fù)責(zé)信號(hào)的串行通信。但由于此處只用做電源功能，故中間兩根無需接入。+5V直流端通過一個(gè)按鍵開關(guān)并經(jīng)過一10微法的電容濾波后接入Vcc，供整個(gè)電路板供電。當(dāng)電源導(dǎo)通后，電源指示二極管會(huì)高亮。同時(shí)，基于人性化處理，在電梯上下行時(shí)，我專門用若干個(gè)二極管排列成上下箭頭的形狀，如圖所示。中間的四個(gè)發(fā)光二極管組成一豎線型，并處于常亮狀態(tài)，當(dāng)電梯上行時(shí)，與單片機(jī)P13管腳連接的UP端將輸出低電平，經(jīng)過一非門后使組成上三角的四個(gè)發(fā)光二極管點(diǎn)亮，從而形成以向上箭頭；同理，當(dāng)下行時(shí)，與單片機(jī)P11腳相連的DOWN端將輸出低電平，使組成下三角的四個(gè)發(fā)光二極管導(dǎo)通，形成向下箭頭，如

30、圖2.8所示。圖2.8 上下行箭頭顯示模塊2.3 本章小結(jié)本章對(duì)設(shè)計(jì)中的硬件環(huán)節(jié)作了詳細(xì)的介紹，并將其分為若干模塊，分別為單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、82C55發(fā)光二極管顯示模塊、8279鍵盤控制與數(shù)碼管顯示模塊、串口下載模塊、電源模塊等。它們均具有不可或缺的功能及特點(diǎn)。整個(gè)硬件系統(tǒng)的工作機(jī)理為：單片機(jī)最小系統(tǒng)為整個(gè)系統(tǒng)提供最基本的運(yùn)行環(huán)境，8279通過掃描按鍵是否按下，向單片機(jī)發(fā)出中斷，單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)處理，并通過82C55控制發(fā)光二極管的兩滅、通過8279控制當(dāng)前樓層的顯示。第三章芯片基本讀寫的實(shí)現(xiàn)3.1引言本設(shè)計(jì)主要用到三個(gè)芯片，即單片機(jī)82C82、I/O口擴(kuò)展芯片82C55、按鍵控制芯片8279

31、。它們之間只有完美無誤地進(jìn)行通信，才可以保證更高程序思想的實(shí)現(xiàn)。本章就以此為目的，詳細(xì)探討兩芯片的內(nèi)部協(xié)議，包括引腳排列，內(nèi)部寄存器的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，操作特點(diǎn)等等。最后是兩芯片的初始化函數(shù)。3.2單片機(jī)對(duì)芯片82C55的基本讀寫與一般其他的芯片類似，對(duì)82C55芯片的操作，一般也即對(duì)其內(nèi)部寄存器的操作。其內(nèi)部寄存器分為兩類，一類為命令寄存器，另一類為數(shù)據(jù)寄存器。很明顯，由于82C55的功能為將一組單片機(jī)I/O口擴(kuò)展為三組I/O口，那么肯定要有三組數(shù)據(jù)寄存器，分別對(duì)應(yīng)著它的三組I/O口，即PA口，PB口與PC口，那么82C55芯片便有四個(gè)寄存器，正好可以用兩位的地址線進(jìn)行尋址(即管腳A0與A1)。大概

32、得其讀寄存器的流程圖3.1圖3.1 讀寫寄存器流程圖具體的說，其過程為：開始選中該芯片（低電平有效），而后設(shè)置好所要讀寫的寄存器的地址，也即設(shè)置好A0與A1的數(shù)值組合，若為讀寄存器，則讓單片機(jī)讀引腳P37為低電平，反之若為寫寄存器，則讓單片機(jī)寫引腳P36為低電平，然后把要讀或者寫的數(shù)據(jù)放到數(shù)據(jù)口P0口上（需要注意的是，當(dāng)單片機(jī)讀寄存器時(shí)，對(duì)于其自身來說，是輸入數(shù)據(jù)，故此時(shí)需先讓P0口值為高電平0xff為下一步的輸入做準(zhǔn)備，而此流程圖的最后一步即為這種情況做準(zhǔn)備的），一段短短的穩(wěn)定時(shí)間后再讓讀引腳或者寫引腳為高電平，則在由低到高的跳變中，數(shù)據(jù)得到了轉(zhuǎn)移。然后再片選無效，以防以后的數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生相互

33、干擾。最后數(shù)據(jù)口P0置為0xff，為方便下次可能的輸入做準(zhǔn)備。3.3芯片82C55的初始化芯片82C55的邏輯構(gòu)造該芯片的邏輯構(gòu)造如圖3.2所示， 圖3.2 82C55邏輯構(gòu)造圖1、三個(gè)并行輸入輸出端口(端口A、端口B、端口C) 8255A有A、B、C三個(gè)并行輸入輸出端口(簡稱為A口、B口、C口)，其功能全部由程序設(shè)定，每個(gè)端口都有自己的特點(diǎn)。A口、B口通常作為獨(dú)立的I/O端口使用，C口也可以作為一般的I/O端口使用，但當(dāng)A口、B口作為應(yīng)答式的I/O口使用時(shí)，C口分別用來為A口、B口提供應(yīng)答控制信號(hào)。2、讀/寫控制邏輯讀/寫控制邏輯用于管理數(shù)據(jù)、控制字或狀態(tài)字的傳送，其控制信號(hào)有以下幾種：(1

34、) 片選信號(hào)，低電平有效允許8255A與CPU交換信息。(2) 讀信號(hào)，低電平有效允許CPU從8255A端口中讀取數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息。(3) ，寫信號(hào)，低電平有效允許CPU將數(shù)據(jù)、控制字寫入到8255A中。(4) RESET，復(fù)位信號(hào)，高電平有效。清除8255A所有控制寄存器內(nèi)容，并將各端口置成輸入方式。(5) A1、A0，8255A片內(nèi)端口尋址地址。3、A組和B組控制電路A組和B組控制電路接受讀/寫控制邏輯的信號(hào)和CPU送入的控制字，然后決定各端口的功能。A組控制電路控制A口和C口的高4位(PC7PC4)；B組控制電路控制B口和C口的低4位(PC3PC0)。還可根據(jù)控制字的要求對(duì)C口的某位實(shí)現(xiàn)置

35、0或置1的操作。4、數(shù)據(jù)總線緩沖器數(shù)據(jù)總線緩沖器是一個(gè)雙向三態(tài)的8位緩沖器，可與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線直接相連，實(shí)現(xiàn)CPU和8255A之間的信息傳送。82C55芯片內(nèi)部有四個(gè)寄存器，即命令寄存器、PA口寄存器、PB口寄存器、PC口寄存器。其中，向命令中寫入數(shù)據(jù)可以控制芯片各擴(kuò)展口的工作方式。向后三者寄存器中寫入數(shù)據(jù)，芯片會(huì)自動(dòng)將其取出，并以高低電平的形式分布于各相應(yīng)管腳。并且，三組擴(kuò)展口在作為輸出時(shí)，均具有鎖存功能。由于有四組口，故相應(yīng)的應(yīng)該有兩位地址來對(duì)其尋址。芯片上的A0、A1即為此而設(shè)計(jì)，當(dāng)A0=0，A1=0時(shí)，尋址的為PA口寄存器；當(dāng)A0=1，A1=0時(shí)，尋址的為PB口寄存器；當(dāng)A0=0，A1

36、=1時(shí)，尋址的為PC口寄存器；當(dāng)A0=1，A1=1時(shí)，尋址的為命令(控制)寄存器。具體的端口選擇與操作功能如表3.1所示表3.18255A端口選擇及操作功能表A1A0端口及操作功能00010端口A數(shù)據(jù)總線輸入操作(讀)01010端口B數(shù)據(jù)總線10010端口C數(shù)據(jù)總線00100數(shù)據(jù)總線端口A輸出操作(寫)01100數(shù)據(jù)總線端口B10100數(shù)據(jù)總線端口C11100數(shù)據(jù)總線控制寄存器1未選中8255A，數(shù)據(jù)總線三態(tài)11010非法狀態(tài)(不能讀控制寄存器)110數(shù)據(jù)總線三態(tài)芯片82C55的工作方式該芯片具有三種可選的工作方式，分別便于不同情況時(shí)供使用者以更為方便的選擇?，F(xiàn)對(duì)其工作方式做一簡要介紹如下：1

37、、方式0基本輸入輸出方式(1) 方式0的工作特點(diǎn)方式0稱為基本輸入輸出方式，該方式下可將3個(gè)數(shù)據(jù)端口劃分為4個(gè)獨(dú)立的部分：A口和B口作為兩個(gè)8位端口，C口的高4位和低4位可以用作兩個(gè)4位端口(當(dāng)然也可以作為一個(gè)8位端口)，各個(gè)端口都可以獨(dú)立用作輸入或輸出。其特性如下：1. 任何端口都具有輸出及輸入功能。2. 輸出時(shí)，各Port 均有鎖定功能，能將信號(hào)鎖定在最后一次的輸出狀態(tài)上。3. 輸入無鎖定功能，數(shù)據(jù)收到后，端口上的信號(hào)將不會(huì)保留最后一次輸入的狀態(tài)。4. 有2 個(gè)8 位端口(PA 和PB)及2 個(gè)4 位端口(PC0PC3 和PC4PC7)可供利用。5. 共可組成16 種不同的輸出入狀態(tài)。(2

38、) 方式0的使用場合方式0使用在無條件傳送和查詢式傳送兩種場合。2、方式1選通輸入輸出方式(1) 方式1的工作特點(diǎn)方式1是一種選通輸入輸出方式。在這種工作方式下，端口A、端口B和端口C被分為兩個(gè)組。端口A和端口B用作數(shù)據(jù)的輸入/輸出，端口C的一些引腳信號(hào)被規(guī)定為端口A、B的聯(lián)絡(luò)信號(hào)，這些聯(lián)絡(luò)信號(hào)和C口的各引腳保持固定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，不能用程序改變。1. A/B口輸入的聯(lián)絡(luò)信號(hào)STB ：輸入選通信號(hào)，低電平有效，外設(shè)輸入；當(dāng)該信號(hào)有效時(shí)，使8255的A/B口接收外設(shè)的8位數(shù)據(jù)。信號(hào)通過PC4/ A口、 PC2/ B口引入。IBF：輸入滿信號(hào)，高電平有效，8255輸出；當(dāng)該信號(hào)有效時(shí)，表示8255已接

39、收數(shù)據(jù)。信號(hào)通過PC5/ A口、 PC1/ B口引出。INTR：中斷請(qǐng)求信號(hào)，高電平有效，8255輸出；當(dāng)該信號(hào)有效時(shí)， 8255向CPU申請(qǐng)中斷(讀取數(shù)據(jù))，信號(hào)通過PC3/ A口、 PC0/ B口引出。INTE：中斷允許標(biāo)志，是否允許發(fā)出中斷申請(qǐng)( INTR )；當(dāng)設(shè)置PC4=1( A口的標(biāo)志)， PC2=1 ( B口的標(biāo)志)時(shí)，中斷允許。2. A/B口輸出的聯(lián)絡(luò)信號(hào)OBF ：輸出滿信號(hào)，低電平有效， 8255輸出； 當(dāng)該信號(hào)有效時(shí)，通知外設(shè)，A/B口的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好。信號(hào)通過PC7/ A口、 PC1/ B口引出。ACK：外設(shè)回答信號(hào)，低電平有效；當(dāng)該信號(hào)有效時(shí)，表示外設(shè)已空閑。信號(hào)通過PC6

40、/ A口、 PC2/ B口引入。INTR：中斷請(qǐng)求信號(hào)，高電平有效，8255輸出；當(dāng)該信號(hào)有效時(shí)， 8255向CPU申請(qǐng)中斷(輸入數(shù)據(jù))，信號(hào)通過PC3/ A口、 PC0/ B口引出。INTE：中斷允許標(biāo)志，是否允許發(fā)出中斷申請(qǐng)( INTR )；當(dāng)設(shè)置PC6=1( A口的標(biāo)志)， PC2=1 ( B口的標(biāo)志)時(shí)，中斷允許。方式1的工作特點(diǎn)可歸納如下：端口A和端口B均可工作在方式1輸入或輸出方式。若端口A和端口B中只有一個(gè)工作在方式1，而另一個(gè)工作在方式0，則端口C中有3位作為方式1的聯(lián)絡(luò)信號(hào)，端口C其余5位均可工作在方式0的輸入或輸出方式。若端口A和端口B都工作在方式1，則C口中6位作其聯(lián)絡(luò)信

41、號(hào)，剩下的2位還可工作在方式0的輸入輸出方式。方式1有兩種用法：(1) 中斷方式。將兩個(gè)INTE置為1，A組和B組可以使用各自的INTR信號(hào)申請(qǐng)中斷。(2) 查詢方式。微處理器通過讀端口C，可以查詢IBF、OBF#信號(hào)的當(dāng)前狀態(tài)，決定是否立即進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。3、方式2雙向輸入輸出方式方式2只適用于端口A，是雙向的輸入輸出傳輸方式。在方式2，外設(shè)可以在A口的8位數(shù)據(jù)線上分時(shí)向8255A發(fā)送數(shù)據(jù)或從8255A接收數(shù)據(jù)，但不能同時(shí)進(jìn)行。該方式需占用端口C的5位作為聯(lián)絡(luò)信號(hào)。端口A工作于方式2時(shí)，端口B可選方式0或方式1。芯片82C55的初始化由以上的分析可知，對(duì)芯片82C55的初始化，實(shí)質(zhì)上即是規(guī)定好

42、它每個(gè)擴(kuò)展口是作為什么方式使用，即是輸入還是輸出，并且工作于何種方式。圖3.3 8255A工作方式控制字格式根據(jù)本設(shè)計(jì)的需求可知，我們只需用到兩組擴(kuò)展口PA和PB，并且他們均是用于控制二極管的亮滅，可見是作為輸出使用的；并且他們不需要其他的控制，即只要求作為最基本的輸出即可，也即工作于方式0便可。而這一切，均可以通過芯片的方式控制字來加以限定。由以上要求，再結(jié)合圖3.3我們可以得到該控制字的數(shù)值為0x80(二進(jìn)制為1000 0000)。最后，再把這一命令控制字發(fā)送到82C55的命令寄存器即可，命令寄存器對(duì)應(yīng)的地址為A0=1，A1=1。3.4對(duì)芯片8279的基本讀寫與初始化芯片8279的基本讀寫

43、與82C55類似，由于未用諸如74HC573之類的鎖存器，P0口無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與地址的復(fù)用功能，對(duì)8279的讀寫控制也是基于模擬時(shí)序的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。并且他們的時(shí)序操作圖大概類似，故在此不再贅述。芯片8279的初始化對(duì)該芯片的初始化，也即規(guī)定好該芯片的工作方式等，當(dāng)然由于其功能較為強(qiáng)大，故對(duì)其操作的語句也相對(duì)多些。一般來說，對(duì)8279操作的命令分為八種，分別為：1、鍵盤/顯示器方式命令；2、時(shí)鐘編程命令；3、讀鍵字命令；4、讀顯示緩沖器命令；5、寫顯示緩沖器命令；6、顯示器禁止寫入/熄滅命令；7、清楚命令；8、結(jié)束中斷/錯(cuò)誤方式設(shè)置命令?，F(xiàn)分別介紹如下：1、鍵盤/顯示方式設(shè)置命令字（表3.2）表3

44、.2 鍵盤/顯示方式設(shè)置命令格式D7D6D5D4D3D2D1D0000DDKKK其中：D7、D6、D5=000方式設(shè)置命令特征位。DD(D4、D3)：來設(shè)定顯示方式，其定義如下（表3.3）：表3.3 D3、D4顯示方式 D4 D3顯示方式0 08個(gè)字符顯示，左入口開始0 116個(gè)字符顯示，左入口開始(復(fù)位后狀態(tài))1 08個(gè)字符顯示，右入口開始1 116個(gè)字符顯示，右入口開始所謂左入口，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符逐個(gè)向右順序排列； 所謂右入口，即顯示位置從最右一位（最低位）開始，以后逐次輸入的顯示字符時(shí)，已有的顯示字符逐個(gè)向左順序移動(dòng)。KKK（D2、 D1、 D0

45、）：用來設(shè)定七種鍵盤、顯示工作方式（表3. 4）：表3.4 D2、D1、D0操作方式D2 D1 D0操作方式0 0 0外部編碼掃描鍵盤（16取1），雙鍵互鎖0 0 1內(nèi)部譯碼掃描鍵盤（4取1），雙鍵互鎖0 1 0外部編碼掃描鍵盤N鍵依次讀出0 1 1內(nèi)部譯碼掃描鍵盤N鍵依次讀出1 0 0外部譯碼掃描傳感器矩陣方式1 0 1內(nèi)部譯碼掃描傳感器矩陣方式1 1 0選通輸入方式，外部編碼顯示掃描1 1 1選通輸入方式，內(nèi)部譯碼顯示掃描雙鍵鎖定與N鍵輪回是多鍵按下時(shí)的兩種不同的保護(hù)方式。雙鍵鎖定為兩鍵同時(shí)按下提供的保護(hù)方法。再消顫周期里，如果有兩鍵同時(shí)按下，則只有其中一個(gè)鍵彈起，而另一個(gè)鍵保持在按下位置

46、時(shí)，才被認(rèn)可。N鍵輪回為N鍵同時(shí)按下的保護(hù)方法。當(dāng)有若干鍵按下時(shí)，鍵盤掃描能夠根據(jù)發(fā)現(xiàn)他們的順序，依次將它們的狀態(tài)送入FIFO RAM中。2、程序時(shí)鐘命令（表3.5）表3.5程序時(shí)鐘命令格式D7D6D5D4D3D2D1D0001PPPPP其中：D7、D6、D5=001為時(shí)鐘命令特征位。PPPPP（ D4、D3、D2、D1、D0）用來設(shè)定外部輸入CLK端的時(shí)鐘進(jìn)行分頻的分頻數(shù)N。N取值為231。例如外部時(shí)鐘頻率為2MHZ，PPPPP被置為10100（N=20），則對(duì)輸入的外部時(shí)鐘20分頻，以獲得8279內(nèi)部要求的100KMZ的基本頻率。3、讀FIFO/傳感器RAM命令（表3.6）表3.6 讀FI

47、FO/傳感器RAM命令格式D7D6D5D4D3D2D1D0010AIXAAA其中：D7D6D5 =010為讀FIFO/傳感器RAM命令特征位。該命令字只在傳感器方式時(shí)使用。在CPU讀傳感器RAM之前，必須使用這條命令來設(shè)定傳感器RAM中的8個(gè)地址（每個(gè)地址一個(gè)字節(jié)）。AAA（D2、D1、D0）為傳感器RAM中的八個(gè)字節(jié)地址。AI（D4）為自動(dòng)增量特征位。當(dāng)AI=1時(shí)，每次讀出傳感器RAM后地址自動(dòng)加1使地址指針指向下一個(gè)存儲(chǔ)單元。這樣，下一個(gè)數(shù)據(jù)便從下一個(gè)地址讀出，而不必重新設(shè)置讀FIFO/傳感器RAM命令。在鍵盤工作方式中，由于讀出操做嚴(yán)格按照先入先出順序，因此，不需使用此命令。4、讀顯示R

48、AM命令（表3.7）表3.7 讀顯示RAM命令格式D7D6D5D4D3D2D1D0011AIAAAA其中：D7D6D5 =011為讀顯示RAM命令字的特征位。該命令用來設(shè)定將要讀出的顯示RAM地址。AAAA（D3、D2、D1、D0）用來尋址顯示RAM命令字的特征位。由位顯示RAM中有16個(gè)字節(jié)單元故需要4位尋址。AI（D4）為自動(dòng)增量特征位。當(dāng)AI=1時(shí)，每次讀出后地址自動(dòng)加1指向下一地址。5、寫顯示RAM命令（表3.8）表3.8 寫顯示RAM命令格式D7D6D5D4D3D2D1D0100AIAAAA其中：D7D6D5 =100為寫顯示RAM命令字的特征位。在寫顯示器RAM之前用該命令用來設(shè)定

49、將要寫入的顯示RAM地址。AAAA（D3、D2、D1、D0）為將要寫入的存儲(chǔ)單元地址。AI（D4）為自動(dòng)增量特征位。當(dāng)AI=1時(shí)，每次寫入后地址自動(dòng)加1指向下一次寫入地址。6、顯示禁止寫入/消隱命令特征位（表3.9）表3.9 顯示禁止寫入/消隱命令格式D7D6D5D4D3D2D1D0101XIWAIWBBLABLB其中：D7D6D5 =101為顯示禁止寫入/消隱命令特征位。IW/A、IW/B（D3、D2）為A、B組顯示RAM寫入屏蔽位。由于顯示寄存器分成A、B兩組，可以單獨(dú)送數(shù)，故用兩位來分別屏蔽。當(dāng)A組的屏蔽位D3=1時(shí)，A組的顯示RAM禁止寫入。因此，從CPU寫入顯示器RAM數(shù)據(jù)時(shí)，不會(huì)影

50、響A的顯示。這種情況通常在采用雙4位顯示器時(shí)使用。因?yàn)閮蓚€(gè)雙四位顯示器是相互獨(dú)立的。為了給其中一個(gè)雙四位顯示器輸入數(shù)據(jù)而又不影響另一個(gè)四位顯示器，因此必須對(duì)另一組的輸入實(shí)行屏蔽。BL/A、BL/B（D1、D0）為消隱顯示位。用于對(duì)兩組顯示輸出消隱。若BL=1時(shí)，對(duì)應(yīng)組的顯示輸出被消隱。當(dāng)BL=0時(shí)，則恢復(fù)顯示。7、清除命令（表3.10）表3.10 清除命令格式D7D6D5D4D3D2D1D0110CDCDCDCFCA其中：D7D6D5 =110清除命令特征位。CDCDCD（D4D3D2）用來設(shè)定清除顯示RAM方式，共有四種消除方式（表3.11）。表3.11 D4D3D2消除方式D4 D3 D2

51、清除方式1 0 X將顯示RAM全部清零1 1 0將顯示RAM清成20H（A組=0010，B組=0000）1 1 1將顯示RAM全部置10 X X不清除(CA =0)CF（D1）用來置空FIFO存儲(chǔ)器，當(dāng)=1時(shí)，執(zhí)行清除命令后，F(xiàn)IFO RAM被置空，使中斷輸出線復(fù)位。同時(shí)，傳感器RAM的讀出地址也被置0。CA（D0）為總清的特征位。它兼有CD和CF的聯(lián)合效能。在CD=1時(shí)，對(duì)顯示的清除方式由D3、D2的編碼決定。清除顯示RAM約需160S。在此期間FIFO狀態(tài)時(shí)的最高位DU=1，表示顯示無效。CPU不能向顯示RAM寫入數(shù)據(jù)。8、結(jié)束中斷/錯(cuò)誤方式設(shè)置命令（表3.12）表3.12 結(jié)束中斷/錯(cuò)誤

52、方式設(shè)置命令格式D7D6D5D4D3D2D1D0111EXXXX其中：D7D6D5 =111為該命令的特征位。此命令有兩種不同的作用。(1)作為結(jié)束中斷命令。在傳感器工作方式中使用。每當(dāng)傳感器狀態(tài)出現(xiàn)變化時(shí)，掃描檢測(cè)電路將其狀態(tài)寫入傳感器RAM，并啟動(dòng)中斷邏輯，使IRQ變高，向CPU請(qǐng)求中斷，并且禁止寫入傳感器RAM。此時(shí)，若傳感器RAM讀出地址的自動(dòng)遞增特征沒有置位（AI=0），則中斷請(qǐng)求IRQ在CPU第一次從傳感器RAM讀出數(shù)據(jù)時(shí)就被清除。若自動(dòng)遞增特征已置位（AI=1），則CPU對(duì)傳感器RAM的讀出并不能清除IRQ，而必須通過給8279寫入結(jié)束中斷/錯(cuò)誤方式設(shè)置命令才能使IRQ變低。因此

53、在傳感器工作方式中，此命令用來結(jié)束傳感器RAM的中斷請(qǐng)求。(2)作為特定錯(cuò)誤方式設(shè)置命令。在8279已被設(shè)定為鍵盤掃描N鍵輪回方式以后，如果CPU給8279又寫入結(jié)束中斷/錯(cuò)誤方式設(shè)置命令（E=1），則8279將以一種特定的錯(cuò)誤方式工作。這種方式的特點(diǎn)是：在8279的消顫周期內(nèi)，如果發(fā)現(xiàn)多個(gè)按鍵同時(shí)按下，則FIFO狀態(tài)字中的錯(cuò)誤特征位S/E將置1，并產(chǎn)生中斷請(qǐng)求信號(hào)和阻止寫入FIFO RAM。上述八種用于確定8279操作方式的命令字皆由D7D6D5特征位確定，輸入8279后能自動(dòng)尋址相應(yīng)的命令寄存器。因此，寫入命令字時(shí)唯一的要求是使數(shù)據(jù)選擇信號(hào)A0=1。8279只有一位地址線A0，那么當(dāng)然只可

54、以尋址兩個(gè)寄存器。實(shí)際上也是如此的，當(dāng)A0=0時(shí)，尋址的為其內(nèi)部的數(shù)據(jù)寄存器；當(dāng)A0=1時(shí)，尋址的為其內(nèi)部的控制寄存器。那么其控制命令有多種，單一的一個(gè)命令寄存器又是何以分辨如此多的命令呢？如上面所示，命令寄存器的八位中，高三位為命令的分辨符。故若想輸入不同的命令，只需寫入相應(yīng)的高三位數(shù)據(jù)即可。圖3.4 8279初始化在本畢設(shè)中，應(yīng)該規(guī)定哪些命令呢？如流程圖3.4所示，對(duì)8279的初始化供分為三步，即先后輸入三個(gè)命令。首先，我們要對(duì)芯片內(nèi)部的各寄存器進(jìn)行類似于復(fù)位的清零操作，方便以后的使用；其次，由于本設(shè)計(jì)中8279主管22各按鍵，而按鍵按下時(shí)又有多種復(fù)雜的情況，諸如同時(shí)有若干按鍵按下等，我們

55、要選擇此種情況的處理方式；再者，由于8279對(duì)按鍵實(shí)際上是通過掃描的方式確定有無按鍵按下，故我們還要設(shè)置好掃描的頻率等，由硬件電路知道，8279有一時(shí)鐘輸入引腳CLK接于單片機(jī)的ALE引腳上，在單片機(jī)正常工作時(shí)，ALE引腳輸出的為晶振頻率六分之一的脈沖，這正是8279掃描的時(shí)鐘源，當(dāng)然，8279的掃描頻率不可能達(dá)到單片機(jī)晶振的輸出頻率那么高，其實(shí)際的最大掃描頻率為100KH左右，故我們需要一設(shè)置分頻命令。那么這三個(gè)命令的命令字是如何得到的呢？參考上面命令字的格式可以知道：(1)清除寄存器命令的高三位特征位應(yīng)該為110，又由于我們是將顯示RAM全部清零，故D4到D2位應(yīng)該選擇為100，由于對(duì)顯示RAM的清除方式選擇由D3和D2控制，故要求其D0位為1。故最終得到的命令字為11010001，轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制即為0xd1。(2)設(shè)置按鍵方式中，其特征位的代碼為000。由于未用到顯示功能，故其對(duì)應(yīng)控制位D4與D3可以隨便設(shè)置，在此均設(shè)置為00。至于按鍵工作方式的選擇，我們只所以選擇內(nèi)部譯碼掃描鍵盤N鍵依次讀出的方式，是結(jié)合實(shí)際情況的結(jié)果。雙鍵互鎖的方法是當(dāng)鍵盤同時(shí)有兩個(gè)鍵按下時(shí)，任何一個(gè)鍵值均不能進(jìn)入FIFO RAM中，直至僅剩一個(gè)鍵保持閉合時(shí)，該鍵值才能進(jìn)入到FIFO RAM中。而N鍵依次讀出方式，是N個(gè)鍵同時(shí)按下的保護(hù)方法。當(dāng)有若干個(gè)鍵