单片机应用技术项目教程项目7呼叫器

,*,出版社 理工分社,单片机应用技术项目教程版,出版社 理工分社,单片机应用技术项目教程版,教学目标,*,出版社 理工分社,单片机应用技术项目教程版,项目分析,*,出版社 理工分社,单片机应用技术项目教程版,项目知识平台,*,出版社 理工分社,单片机应用技术项目教程版,项目实施,*,出版社 理工分社,单片机应用技术项目教程版,工作任务,*,出版社 理工分社,单片机应用技术项目教程版,项目小结,*,出版社 理工分社,单片机应用技术项目教程版,复习思考,*,出版社 理工分社,单片机应用技术项目教程版,项目考核,*,出版社 理工分社,单片机应用技术项目教程版,项目拓展,*,工程7：呼叫器,知识目标：,1,掌握矩阵式键盘的工作原理与接口连接；,2,掌握,C,语言开关语句,switch case,的使用；,3,掌握单片机矩阵键盘接口的程序设计方法。,技能训练目标：,1,熟悉数码管的原理与接口；,2,熟练使用,C,语言开关语句,switch case,；,3,熟悉单片机矩阵键盘接口的程序设计方法。,如下图，用AT89C52的并行口P1接44矩阵键盘，以P1.0P1.3作输入线，以P1.4P1.7作输出线；在两位数码管上显示每个按键的“015序号。对应的按键序号排列如下图。,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,图,7.1,矩阵键盘布局图,制作一个基于单片机的键值显示呼叫器,1.系统组成,本系统功能由硬件和软件两大部份协调完成，硬件局部主要完成信息的显示；软件主要完成信号的处理及控制功能等。,本系统的硬件采用模块化设计，以AT89C52单片机为核心，与数码管接口电路、键盘电路组成控制系统。该系统硬件主要包括以下几个模块：AT89C52主控模块、数码管显示模块、键盘模块等。其中AT89C52主要完成外围硬件的控制以及一些运算功能，数码管显示模块完成字符、数字的显示功能；键盘模块主要完成按键处理功能。系统组成方框图如下图。,一、总体设计,应用软件采用模块化设计方法。该系统软件主要由主程序、按键扫描子程序等模块组成，系统软件结构框图如图,3.3,所示。,数码管显示程序,主程序,按键扫描与功能程序,图,7,3,键值显示控制系统软件结构框图,数码管显示,按键输入电路,复位电路,时钟电路,电源电路,单 片 机,图,7,2,键值显示控制系统组成方框图,键盘的结构与原理,矩阵式键盘,单片机系统中，假设使用按键较多时，通常采用矩阵式键盘，其结构如以下图所示。由图可知，一个44的行、列结构，可以构成一个含有16个按键的键盘，节省了很多I/O口。,控制方式：先判断是否有键按下。如有，再判断哪一键按下，并得到 键码值，然后根据键码值转向不同的功能程序。,最常用的识别方法是键盘扫描法。,switch case,判断语句,switch case,判断语句,switch,语句的一般形式如下：,switch(,表达式,),case,常量表达式,1:,语句,1;break;,case,常量表达式,2:,语句,2;break;,case,常量表达式,3:,语句,3;break;,case,常量表达式,4:,语句,4;break;,default:,语句,N;,2.return,语句：,return,表达式；,或,return,(,表达式,),；,编写函数时，假设求函数值，就要用return，假设函数类型为void，那么不用return语句。,return,从当前的方法中退出,返回到该调用的方法的语句处,继续执行；,return,返回一个值给调用该方法的语句，返回值的数据类型必须与方法的声明中的返回值的类型一致，可以使用强制类型转换来是数据类型一致；,return,当方法说明中用,void,声明返回类型为空时，应使用这种格式，不返回任何值。,格式：,1return语句只能返回一个结果，假设有多个处理结果需返回调用函数，要采用其他方法。,2假设没有return语句，就一直执行到函数体的末尾，然后返回调用函数。,3流程从调用函数中的哪条语句转移到被调函数，返回时仍回到该语句。即从哪来哪回。哪,特点,:,1只能在循环体内和switch语句体内使用break语句。,2当break出现在循环体中的switch语句体内时，其作用只是跳出该switch语句体。,3当break出现在循环体中，但并不在switch语句体内时，那么在执行break后，跳出本层循环体。,4在循环结构中，应用break语句使流程跳出本层循环体，从而提前结束本层循环。,break,语句,1 continue语句的一般形式为：continue;,2其作用是结束本次循环，即跳过本次循环体中余下尚未执行的语句，接着再一次进行循环的条件判定。,3注意：执行continue语句并没有使整个循环终止。在while和do-while循环中，continue语句使得流程直接跳到循环控制条件的测试局部，然后决定循环是否继续进行。,4在for循环中，遇到continue后，跳过循环体中余下的语句，而去对for语句中的“表达式3求值，然后进行“表达式2的条件测试，最后根据“表达式2的值来决定for循环是否执行。在循环体内，不管continue是作为何种语句中的语句成分，都将按上述功能执行，这点与break有所不同。,Continue,语句,矩阵式键盘设计与实现,4X4,小键盘，,16,个键分别对应,116,；,有键按下，数码管显示；,无键按下，数码管显示,00,；,通过输出的列码和读取的行码来判断按下什么键；,有键按下，要有一定的延时，防止由于键盘抖动而引起误操作。,【,活动一,】,硬件电路设计,【,活动二,】,软件设计,1,、算法分析与流程图设计：,判断有无键按下,去除按键的抖动,求按键的键值,判断闭合键是否释放,主程序设计流程图,判断按键按下的方法,判断是否有键按下的方法是：,向所有的行输出口线输出低电平P1=0 x0f;不能为高电平，因为假设为高电平，按键按下与否都不会引起行线电平的变化，然后将行线的电平状态读入tmp=P1。,假设无键按下，所有的行线仍保持高电平状态；if(tmp=0 x0f)continue;,假设有键按下，列线中至少应有一条线为低电平,那么转入键扫描程序,确定键位.,识别按键的方法,按键识别的扫描方法：,往列线上按顺序一列一列的送出低电平。,先送第0列为低电平，其他列为高电平，读入的行的电平状态就说明了第0列的4个键的情况，假设读入的行值全为高电平，那么表示无键按下；,再送第1列为低电平，其他列为高电平，读入的行的电平状态那么显示了该行上的4个按键的情况；,依次轮流给各列送出低电平，直至4列全部送完，再从第0列开始，依此循环。,采用键盘扫描，我们再来观察第2行与第2列交叉点的键按下时的判断过程，当第2列送出低电平时，读第2行为低电平，而其他列送出低电平时，读第2行却为高电平，由此即可断定按下的键应是第2行与第2列交叉点的键。,主程序设计流程图,开始,初始化：系统上电显示,0,键盘扫描：置初始值第,1,列为,0,，即,P1=0 xef,，键值为,0,判断按键有无按下,扫描第一行按下否？,扫描第二行按下否？,扫描第三行按下否？,扫描第四行按下否？,最后一列否,/,？,求键值，显示,求键值，显示,求键值，显示,求键值，显示,扫描下一列,结束,判断有无键按下,P1.4P1.7输出0，然后读P0口；,假设低4位P1.0P1.3全为1，那么键盘上没有键按下；,假设P1.0P1.3不全为1，那么有键按下。,while(tmp=0 x0f)/循环判断是否有键按下,P1=0 x0f;/所有列输出低电平,tmp=P1;/读行信号,去除按键的抖动,当判断到键盘上有键按下后；,延时一段时间再判断键盘的状态；,假设仍为有键按下状态，那么认为有一个键按下，否那么当作按键抖动来处理。,delay10ms();/延时10ms去抖,P1=0 x0f;/所有列输出低电平,tmp=P1;/再次读键盘状态,if(tmp=0 x0f)continue;/如果无键按下那么认为是按键抖动，重新扫描键盘,键盘扫描确定键号,对键盘的列线进行扫描，P1.4P1.7循环输出1110、1101、1011和0111，依次读P1口，假设行低4位全为1，那么断定该列上没有键按下；,初始化：,unsigned char scan_key(void)/键盘扫描子程序,unsigned char n,scan,col,rol,tmp;,bit flag=0;/设有键按下标志位,scan=0 xef;/对键盘第0列扫描为0,即P1.40,P1=0 x0f;/行全为1,列扫描：,for(n=0;n4;n+),P1=scan;/逐列送出低电平,tmp=P1;/读行值，并取反,tmp=tmp /tmp=0,无键按下；否那么 有键按下,求按键的键值,否那么，该列上就有键按下，并且就是行线为0，列线为0的交叉点，行号和列号按公式：rol*4+col 计算得到按下键的键值。,例如，P1.4P1.7输出1101时，P1口的低四位读入的值为1011，不全为1，就可以断定有键按下，并且是第2行和第1列交叉点的键。于是，该键的键值=24+1=9。按照相同的方法可以得到所有键的键值。如：return(rol*4+col);,求按键的键值,col=n;,/,保存列号到,col,flag=1;,/,有键按下标志；有为,1,，无为,0,/*,判断哪一行有键按下，并保存行号到,rol*/,if(tmp=0 x01),rol=0;break;,/,第,0,行有键按下,else if(tmp=0 x02),rol=1;break;,/,第,1,行有键按下,else if(tmp=0 x04),rol=2;break;,/,第,2,行有键按下,else if(tmp=0 x08),rol=3;break;,/,第,3,行有键按下,else,flag=0;,scan=(scan1)+1;,if(flag=0),return-1;,else,return(rol*4+col);,【,活动三,】,系统仿真调试,启动Keil uVision4软件，创立新工程：CH7.UVPROJ，CPU选择Atmel 89C52。,对工程的属性进行设置：目标属性中选择“生成HEX文件。,编写参考源程序CH7.c，以C为扩展名保存在工程文件夹中。,将参考源程序参加程序组：鼠标右键单击程序组图标，参加文件组。,调试：进入调试状态，期间可能需要修改参考源程序，直到没有语法错误为止。翻开相应窗口，运行程序，观察运行结果。,【,活动四,】,实物制作,键值显示系统实物图,独立式按键,接口电路：,特点：一线一键，按键,识别,（编程）简单；但占用较多口线，适合,8,键以下使用。,考核项目,考核内容,技术要求,评分,标准,得分,备注,总体设计,任务分析,方案设计,软件和硬件功能划分,任务明确（,5分）；,方案设计合理、有新意（,10分）；,软件和硬件功能划分合理（,5分）；,20分,硬件设计,片内器件分配,；,电路原理图设计；,电路板制作；,片内器件分配正确、合理（,5分）；,电路原理图设计正确（,10分）；,电路板制作：布线正确、整齐、合理（,5分）；,20分,软件设计,算法和数据结构设计；,流程图设计；,编程；,算法和数据结构设计正确、合理（,5分）；,流程图设计正确、简明；（,5分）；,编程正确、有新意（,10分）；,20分,系统仿真与调试,调试顺序；,错误排除；,调试结果；,调试顺序正确（,5分）；,能熟练排除错误（,10分）；,调试后运行正确（,5分）；,20分,实训报告,书写；,内容；,图形绘制；,结果分析,书写规范整齐（,5分）；,内容翔实具体（,5分）；,图形绘制正确、完整、全面（,5分）；,能正确分析实验结构（,5分）；,20分,合计,100分,矩阵式按键,关键：如何判断键号？,3,2,1,0,4,7,6,5,11,10,9,8,15,14,13,12,+5V,P1.4,P1.3,P