单片机应用实践基于键盘输入单元的单片机实验或仿真和C语言开发

课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目：基于键盘输入单元的单片机实验或仿真和C语言开发初始条件：具备单片机和C语言的理论知识；具备电子电路的基础知识和设计能力；具备查阅资料的基本方法；熟悉常用的电子器件；熟悉Protues、Keil软件的使用。要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1．设计一种基于单片机的行列式键盘输入模块，能检测并判断是否有键按下；对按键开关进行时延的消抖；确定按键的键值，并实现相应状态的输入显示。2．要求进行电路实验或仿真，使用C语言进行程序的开发。时间安排：一周，其中3天程序设计，2天程序调试指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日武汉理工大学《单片机应用实践》课程设计说明书目录摘要...............................................................................................................I1概述...........................................................................................................11.151单片机简介....................................................................................11.2Keil软件简介......................................................................................21.3Protues软件简介................................................................................32总体设计.....................................................................................................52.1功能分析...........................................................................................52.2系统总体设计.....................................................................................53硬件模块.....................................................................................................73.1矩阵键盘输入模块..............................................................................73.2STC89C51最小系统模块.....................................................................83.3LCD1602液晶显示模块.......................................................................93.4循环流水灯模块...............................................................................104程序代码...................................................................................................115Protues仿真..............................................................................................146实物制作及调试.........................................................................................156.1实物展示.........................................................................................156.2实物调试.........................................................................................177心得与体会...............................................................................................20参考文献......................................................................................................23附录：元件清单表.........................................................................................22武汉理工大学《单片机应用实践》课程设计说明书I摘要此次单片机应用实践目的是基于键盘输入单元的单片机实验或仿真和C语言开发。本文先就本次应用实践进行功能分析和系统设计，之后详细介绍了各个硬件模块，给出了程序代码，并通过Protues对设计电路进行仿真。然后附上了实物制作图及调试结果。本次应用实践完成了基于单片机的行列式键盘输入模块，能检测并判断是否有键按下；对按键开关进行时延的消抖；确定按键的键值，并实现相应状态的输入显示；同时拓展了控制循环流水灯功能。关键词：单片机，矩阵键盘，C语言，Protues武汉理工大学《单片机应用实践》课程设计说明书IIAbstractThepurposeofthispracticeistodomicrocontrollerapplicationexperimentorsimulationandClanguagedevelopmentthatbasedonkeyboardinputunit.Thisarticlefirstonthisapplicationpracticefunctionalanalysisandsystemdesign,andthendetailsthevarioushardwaremodules,givestheprogramcodeanddesignbyProtuescircuitsimulation.ThenattachthephysicalproductionandcommissioningresultsinFig.Thecompletedapplicationpracticemicrocontroller-baseddeterminantofthekeyboardinputmodulethatcandetectanddeterminewhetherakeyispressed;thekeyswitchtodebouncedelay;OKbuttonkeys,andentertheappropriatestatetoachievedisplay;atthesametimeexpandthecontrolloopwaterlightsfunction.Keywords:Microcontroller,Matrixkeyboard,Clanguage,Protues武汉理工大学《单片机应用实践》课程设计说明书11概述1.151单片机简介单片机，全称单片微型计算机（single-chipmicrocomputer），又称微控制器（microcontroller），是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。与应用在个人电脑中的通用型微处理器相比，它更强调自供应（不用外接硬件）和节约成本。运算器由运算部件——算术逻辑单元、累加器和寄存器等几部分组成。算术逻辑单元的作用是把传来的数据进行算术或逻辑运算，输入来源为两个8位数据，分别来自累加器和数据寄存器。算术逻辑单元能完成对这两个数据进行加、减、与、或、比较大小等操作，最后将结果存入累加器；控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序发生器和操作控制器等组成，是发布命令的“决策机构”，即协调和指挥整个微机系统的操作；主要寄存器包括：累加器A、数据寄存器DR、指令寄存器IR、指令译码器ID、程序计数器PC、地址寄存器AR等。51单片机是对所有兼容Intel8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flashrom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。很多公司都有51系列的兼容机型推出，今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。52系列的单片机一般不具备自编程能力。MCS-51单片机内部包含哪些主要逻辑功能部件有：（1）一个8位的微处理器CPU。（2）一个片内振荡电路和时钟电路，只需外面接上一晶振或输入振荡信号就可产生单片机所需要的各种时钟信号。武汉理工大学《单片机应用实践》课程设计说明书2（3）4KB的片内程序存储器ROM，用于烧录运行的程序、常数数据。（4）128B的片内数据存储器RAM，在程序运行时可以随时写入数据和读出，用于存放函数相互传递的数据、接收的外部数据、最后结果以及显示的数据等。（5）可寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储空间的控制电路。（6）4个8位并行I/O端，每个端口既可以用作输入，也可以用于输出。（7）两个16位的定时器/计数器，每个定时器/计数器可以设置为计数方式，用于对外部事件信号进行计数，也可以设置为定时方式，满足各种定时要求。（8）一个可编程全双工串行I/O口，用于单片机之间的串行通信，或者单片机与PC机、其它设备、其它芯片之间的串行通信。（9）5个中断源、两个优先级嵌套中断系统。1.2Keil软件简介单片机开发中除必要的硬件外，同样离不开软件，我们写的汇编语言源程序要变为CPU可以执行的机器码有两种方法，一种是手工汇编，另一种是机器汇编，目前已极少使用手工汇编的方法了。机器汇编是通过汇编软件将源程序变为机器码，用于MCS-51单片机的汇编软件有早期的A51，随着单片机开发技术的不断发展，从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发，单片机的开发软件也在不断发展，Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件，这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境将这些部分组合在一起。（1）系统概述KeilC51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下