電子工程設(shè)計(jì)I-2顯示與鍵盤(pán)控制電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),顯示與鍵盤(pán)控制電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),一.基本要求,1.4位7段數(shù)碼顯示，前3位含小數(shù)點(diǎn),2.09數(shù)字輸入鍵及若干功能設(shè)置按鍵控制,3.獨(dú)立電路板安裝結(jié)構(gòu),2.1LED數(shù)碼顯示器內(nèi)部電路,a,b,c,d,e,f,g,dp,1,2,3,4,5,10,9,8,7,6,e,d,Vcc,c,dp,g,f,Vcc,a,b,1,2,3、8,4,5,10,9,7,6,e,d,c,dp,b,a,f,g,1,2,4,5,10,9,7,6,e,d,c,dp,b,a,f,g,3、8,共陽(yáng),共陰,二.顯示電路基本原理,本實(shí)驗(yàn)中用到2位數(shù)碼管,2.2用74LS273設(shè)計(jì)顯示數(shù)據(jù)輸出電路,顯示數(shù)據(jù)輸出,74LS273輸出,P2.0（A8）,D0D7,顯示內(nèi)容刷新,Q1Q8,Q1Q8,74LS273,C8051F023,74LS32,數(shù)碼管,“靜態(tài)”缺陷：芯片較多、影響總線驅(qū)動(dòng),2.3.1.靜態(tài)掃描顯示控制電路,2.3基本顯示控制電路,AT89C51（PDF：Rev.0265G02/00，第13頁(yè)）,CS,2.3.2.動(dòng)態(tài)掃描顯示控制電路,驅(qū)動(dòng),驅(qū)動(dòng),驅(qū)動(dòng),驅(qū)動(dòng),C8051F023,74LS32,74LS273,原理圖,“動(dòng)態(tài)”缺陷：需外加驅(qū)動(dòng)、程序控制麻煩（必須20ms以?xún)?nèi)寫(xiě)4次數(shù)）、瞬間點(diǎn)亮LED（LED的頻繁開(kāi)關(guān)影響電源，造成沖激，對(duì)模擬電路不利）,顯示控制電路方案對(duì)比,靜態(tài)顯示電路方案：使用的元件多，成本相對(duì)較高。每位獨(dú)立控制，程序設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，適用于顯示位數(shù)較少的場(chǎng)合。采用此方案。,動(dòng)態(tài)顯示電路方案：電路簡(jiǎn)單，成本低，控制程序復(fù)雜，適用于顯示位數(shù)較多的場(chǎng)合。,三.按鍵控制電路基本原理,3.1輕觸按鍵內(nèi)部電路,實(shí)物外形示意,內(nèi)部電路,電路符號(hào),3.2用74LS244設(shè)計(jì)鍵盤(pán)狀態(tài)讀入電路,鍵盤(pán)狀態(tài),74LS244輸出,P2.0（A8）,鍵盤(pán)狀態(tài)讀入,74LS244,C8051F023,74LS32,AT89C51（PDF：Rev.0265G02/00，第12頁(yè)）,3.3基本鍵盤(pán)狀態(tài)讀取方式,3.3.1按鍵狀態(tài)直接讀取電路,3.3.2陣列式鍵盤(pán)及其狀態(tài)讀取電路,陣列式鍵盤(pán)電路工作原理,S1,S2,S3,S4,R1,R2,R3,R4,K0,K1,K2,K3,K7,K11,K15,K14,K13,K12,K8,K9,K10,K6,K5,K4,原理圖,D0D7,D0D7,P2.0,P2.0,D0D7,R1R4,S1S4,1Y11Y4,74LS244,74LS273,原理圖,時(shí)序圖,74LS32,陣列式鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì)參考,鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)方案一：先寫(xiě)后讀,鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)方案二：僅讀操作,R1R2R3R4,調(diào)試代碼,直讀鍵盤(pán)電路方案：按鍵較多時(shí)，成本高，控制程序較簡(jiǎn)單，適用于按鍵較少的場(chǎng)合。,矩陣鍵盤(pán)電路方案：按鍵較多時(shí)，成本低，控制程序較直讀電路復(fù)雜，適用于顯示位數(shù)較多的場(chǎng)合。采用此方案。,按鍵狀態(tài)讀取方案對(duì)比,四.顯示控制與按鍵狀態(tài)讀取集成電路方案,顯示控制電路,鍵盤(pán)控制電路,譯碼電路,4.1.電路方案方框圖,4.2.安裝結(jié)構(gòu),顯示鍵盤(pán)電路,顯示鍵盤(pán)板電路板母版圖,顯示板焊接參考圖,1.顯示電路模塊調(diào)試匯編程序,$include(C8051F020.inc)DP_DATA1EQU000HDP_DATA2EQU100HDP_DATA3EQU200HDP_DATA4EQU300H清除顯示；MAIN:LCALLInit_DeviceCLRAMOVDPTR,#DP_DATA1MOVXDPTR,AMOVDPTR,#DP_DATA2MOVXDPTR,A,七.使用集成調(diào)試環(huán)境調(diào)試顯示電路模塊,MOVDPTR,#DP_DATA3MOVXDPTR,AMOVDPTR,#DP_DATA4MOVXDPTR,A顯示數(shù)據(jù)寄存器R7清0；MOVR7,#0H顯示數(shù)據(jù)加1；LOOP:INCR7數(shù)據(jù)合理性檢查（應(yīng)該小于10）；MOVA,R7小于10繼續(xù)處理；CJNEA,#10,L1否則，顯示數(shù)據(jù)寄存器清0；MOVR7,#0HCLRA,二進(jìn)制數(shù)值轉(zhuǎn)換為顯示段碼（換碼）；L1:CALLDECODE顯示段碼數(shù)據(jù)送第一位數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)所存器；MOVDPTR,#DP_DATA1MOVXDPTR,A延時(shí)等待；CALLDELAY顯示數(shù)據(jù)加1；INCR7數(shù)據(jù)合理性檢查（應(yīng)該小于10）；MOVA,R7小于10繼續(xù)處理；CJNEA,#10,L2否則，顯示數(shù)據(jù)寄存器清0；MOVR7,#0HCLRA,二進(jìn)制數(shù)值轉(zhuǎn)換為顯示段碼（換碼）；L2:CALLDECODE顯示段碼數(shù)據(jù)送第二位數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)所存器；MOVDPTR,#DP_DATA2MOVXDPTR,A延時(shí)等待；CALLDELAY顯示數(shù)據(jù)加1；INCR7數(shù)據(jù)合理性檢查（應(yīng)該小于10）；MOVA,R7小于10繼續(xù)處理；CJNEA,#10,L3否則，顯示數(shù)據(jù)寄存器清0；MOVR7,#0HCLRA,二進(jìn)制數(shù)值轉(zhuǎn)換為顯示段碼（換碼）；L3:CALLDECODE顯示段碼數(shù)據(jù)送第三位數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)所存器；MOVDPTR,#DP_DATA3MOVXDPTR,A延時(shí)等待；CALLDELAY顯示數(shù)據(jù)加1；INCR7數(shù)據(jù)合理性檢查（應(yīng)該小于10）；MOVA,R7小于10繼續(xù)處理；CJNEA,#10,L4否則，顯示數(shù)據(jù)寄存器清0；MOVR7,#0HCLRA,二進(jìn)制數(shù)值轉(zhuǎn)換為顯示段碼（換碼）；L4:CALLDECODE顯示段碼數(shù)據(jù)送第四位數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)所存器；MOVDPTR,#DP_DATA4MOVXDPTR,A延時(shí)等待；CALLDELAY返回；JMPLOOP二進(jìn)制數(shù)值轉(zhuǎn)換為顯示段碼（換碼）；段碼表頭（#TAB）送數(shù)據(jù)指針DPTR;DECODE:MOVDPTR,#TAB以顯示數(shù)據(jù)作變址以段碼表頭作基址取段碼；MOVCA,A+DPTRRET,延時(shí)等待；DELAY:MOVR5,#00HD1:MOVR6,#0HDJNZR6,$DJNZR5,D1RET顯示段碼表；TAB:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,099HDB092H,082H,0F8H,080H,090H$include(Init_Device.inc)END,LOOP,L1,L2,N,N,Y,Y,2.顯示電路模塊匯編調(diào)試程序流程圖,L3,L4,LOOP,N,N,Y,Y,3.顯示電路模塊調(diào)試C程序,#include"C8051F020.h"#include"absacc.h"#include"data_define.c"#defineDP1XBYTE0 x0000#defineDP2XBYTE0 x0001#defineDP3XBYTE0 x0002#defineDP4XBYTE0 x0003#defineTIMER0 x8000#include"Init_Device.c"unsignedchartable=0 xC0,0 xF9,0 xA4,0 xB0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xF8,0 x80,0 x90;voiddelay(void);voiddisplay(unsignedcharx,y);,voidmain(void)unsignedchari=0,num=0;Init_Device();DP1=DP2=DP3=DP4=!i;while(1)for(num=0;num<9;+num)i+;if(i<=4)display(i,num);elsei=1;display(i,num);delay();,voiddisplay(unsignedcharx,y)if(x=1)DP1=tabley;elseif(x=2)DP2=tabley;elseif(x=3)DP3=tabley;elseDP4=tabley;voiddelay(void)unsignedinti;for(i=0;i<TIMER;+i);,4.顯示電路模塊調(diào)試電路組成,JTAG適配器,單片機(jī)板,C8051F電路模塊,電源板,鍵盤(pán)及顯示板,5.顯示模塊故障檢測(cè)方法,運(yùn)行顯示模塊測(cè)試程序，如果電路工作正常，在4個(gè)數(shù)碼管上應(yīng)有數(shù)字0-9滾動(dòng)顯示。否則，說(shuō)明電路存在故障，可以根據(jù)故障現(xiàn)象，按照下面的方法進(jìn)行檢查。,全黑,-數(shù)碼管未接電源,-74LS237未接電源或地,-74LS237觸發(fā)控制信號(hào)（CK）不正常,-數(shù)據(jù)線全部漏接,全亮,-74LS237的CLR引腳未接高電平,亂顯示且無(wú)規(guī)律、無(wú)變化,-74LS237觸發(fā)控制信號(hào)（CK）不正常,顯示不正確，但有變化,-數(shù)據(jù)線順序接錯(cuò),74LS237觸發(fā)控制信號(hào)（CK）故障,-信號(hào)線漏接,-無(wú)信號(hào),74LS237觸發(fā)控制信號(hào)線上無(wú)信號(hào),-WR信號(hào)線漏接或信號(hào)線無(wú)信號(hào),-二次譯碼信號(hào)線漏接或信號(hào)線無(wú)信號(hào),WR信號(hào)線上無(wú)信號(hào),-逆向檢查至單片機(jī)板WR引腳,二次譯碼信號(hào)線上無(wú)信號(hào),-一次譯碼信號(hào)線漏接或信號(hào)線上無(wú)信號(hào),-二次譯碼電路74LS138的E2、E3連接錯(cuò)誤,-二次譯碼電路74LS138漏接電源或地線,-地址信號(hào)（74LS138的A、B、C輸入）不正常,一次譯碼信號(hào)線上無(wú)信號(hào),-逆向檢查至一次譯碼74LS138相應(yīng)引腳,地址信號(hào)不正常,-逆向檢查至單片機(jī)P2口,-訪問(wèn)地址錯(cuò)誤,-訪問(wèn)地址錯(cuò)誤,-訪問(wèn)地址錯(cuò)誤,1.鍵盤(pán)控制模塊調(diào)試匯編程序,$include(C8051F020.inc)KEY_WRITEEQU400HKEY_READEQU500HDP_DATA1EQU000HDP_DATA2EQU100HL_BUFEQU30HR_BUFEQU31H清除顯示；LCALLInit_DeviceMOVA,#0FFHMOVDPTR,#DP_DATA1MOVXDPTR,AMOVDPTR,#DP_DATA2MOVXDPTR,A,八.使用集成調(diào)試環(huán)境調(diào)試顯示鍵盤(pán)模塊,R7作為行鍵值計(jì)數(shù)器，并且清0；LOOP:MOVR7,#0INCR7當(dāng)前行鍵值為1，第一行線送低電平；MOVA,#0FEHMOVDPTR,#KEY_WRITEMOVXDPTR,A讀列鍵值；MOVDPTR,#KEY_READMOVXA,DPTR屏蔽列鍵值數(shù)據(jù)高3位，并更改為正邏輯；ORLA,#0E0HCPLA沒(méi)有鍵按下轉(zhuǎn)第二行按鍵檢查；JZJP3,列鍵值數(shù)據(jù)處理計(jì)數(shù)器R5送數(shù)據(jù)處理次數(shù)5；MOVR5,#5列鍵值數(shù)據(jù)寄存器R6清0；MOVR6,#0列鍵值數(shù)據(jù)處理列鍵值寄存器加1；JP1:INCR6列鍵值數(shù)據(jù)右移1位；RRCA移出位為1轉(zhuǎn)鍵值顯示處理；JCJP2否則，檢查是否處理的是最后1位數(shù)據(jù)（R5=0）;否，繼續(xù)處理后面的數(shù)據(jù)位；DJNZR5,JP1是，轉(zhuǎn)第二行按鍵檢查；JMPJP3,鍵值顯示處理；行鍵值（R7）送行鍵值數(shù)據(jù)緩沖器L_BUFJP2:MOVL_BUF,R7列鍵值（R6）送列鍵值數(shù)據(jù)緩沖器R_BUFMOVR_BUF,R6行列鍵值顯示；CALLDISPLAYCALLDELAY第二行按鍵檢查；JP3:INCR7當(dāng)前行鍵值為2，第二行線送低電平；MOVA,#0FDHMOVDPTR,#KEY_WRITEMOVXDPTR,A,讀列鍵值；MOVDPTR,#KEY_READMOVXA,DPTR屏蔽列鍵值數(shù)據(jù)高3位，并更改為正邏輯；ORLA,#0E0HCPLA沒(méi)有鍵按下轉(zhuǎn)第三行按鍵檢查；JZJP6列鍵值數(shù)據(jù)處理計(jì)數(shù)器R5送數(shù)據(jù)處理次數(shù)5；MOVR5,#5列鍵值數(shù)據(jù)寄存器R6清0；MOVR6,#0列鍵值數(shù)據(jù)處理列鍵值寄存器加1；JP4:INCR6列鍵值數(shù)據(jù)右移1位；RRCA,移出位為1轉(zhuǎn)鍵值顯示處理；JCJP5否則，檢查是否處理的是最后1位數(shù)據(jù)（R5=0）;否，繼續(xù)處理后面的數(shù)據(jù)位；DJNZR5,JP4是，轉(zhuǎn)第三行按鍵檢查；JMPJP6鍵值顯示處理；行鍵值（R7）送行鍵值數(shù)據(jù)緩沖器L_BUFJP5:MOVL_BUF,R7列鍵值（R6）送列鍵值數(shù)據(jù)緩沖器R_BUFMOVR_BUF,R6行列鍵值顯示；CALLDISPLAYCALLDELAY,第三行按鍵檢查；JP6:INCR7當(dāng)前行鍵值為3，第三行線送低電平；MOVA,#0FBHMOVDPTR,#KEY_WRITEMOVXDPTR,A讀列鍵值；MOVDPTR,#KEY_READMOVXA,DPTR屏蔽列鍵值數(shù)據(jù)高3位，并更改為正邏輯；ORLACC,#0E0HCPLA沒(méi)有鍵按下轉(zhuǎn)第四行按鍵檢查；JZJP9列鍵值數(shù)據(jù)處理計(jì)數(shù)器R5送數(shù)據(jù)處理次數(shù)5；MOVR5,#5,列鍵值數(shù)據(jù)寄存器R6清0；MOVR6,#0列鍵值數(shù)據(jù)處理列鍵值寄存器加1；JP7:INCR6列鍵值數(shù)據(jù)右移1位；RRCA移出位為1轉(zhuǎn)鍵值顯示處理；JCJP8否則，檢查是否處理的是最后1位數(shù)據(jù)（R5=0）;否，繼續(xù)處理后面的數(shù)據(jù)位；DJNZR5,JP7是，轉(zhuǎn)第四行按鍵檢查；JMPJP9,鍵值顯示處理；行鍵值（R7）送行鍵值數(shù)據(jù)緩沖器L_BUFJP8:MOVL_BUF,R7列鍵值（R6）送列鍵值數(shù)據(jù)緩沖器R_BUFMOVR_BUF,R6行列鍵值顯示；CALLDISPLAYCALLDELAY第四行按鍵檢查；JP9:INCR7當(dāng)前行鍵值為4，第四行線送低電平；MOVA,#0F7HMOVDPTR,#KEY_WRITEMOVXDPTR,A,讀列鍵值；MOVDPTR,#KEY_READMOVXA,DPTR屏蔽列鍵值數(shù)據(jù)高3位，并更改為正邏輯；ORLA,#0E0HCPLA沒(méi)有鍵按下返回；JZJP12列鍵值數(shù)據(jù)處理計(jì)數(shù)器R5送數(shù)據(jù)處理次數(shù)5；MOVR5,#5列鍵值數(shù)據(jù)寄存器R6清0；MOVR6,#0列鍵值數(shù)據(jù)處理列鍵值寄存器加1；JP10:INCR6列鍵值數(shù)據(jù)右移1位；RRCA,移出位為1轉(zhuǎn)鍵值顯示處理；JCJP11否則，檢查是否處理的是最后1位數(shù)據(jù)（R5=0）;否，繼續(xù)處理后面的數(shù)據(jù)位；DJNZR5,JP10返回；JMPJP12鍵值顯示處理；行鍵值（R7）送行鍵值數(shù)據(jù)緩沖器L_BUFJP11:MOVL_BUF,R7列鍵值（R6）送列鍵值數(shù)據(jù)緩沖器R_BUFMOVR_BUF,R6行列鍵值顯示；CALLDISPLAYCALLDELAY,返回；JP12:JMPLOOP行鍵值顯示；DISPLAY:MOVA,L_BUF行鍵值換碼；L1:CALLDECODE行鍵值段碼送顯示；MOVDPTR,#DP_DATA1MOVXDPTR,A列鍵值顯示；MOVA,R_BUF列鍵值換碼；L2:CALLDECODE,列鍵值段碼送顯示；MOVDPTR,#DP_DATA2MOVXDPTR,ARET行列鍵值換碼程序；DECODE:MOVDPTR,#TABMOVCA,A+DPTRRET$include(Init_Device.inc)END,2.鍵盤(pán)控制模塊匯編調(diào)試程序流程圖,3.鍵盤(pán)控制模塊調(diào)試C程序,#include"C8051F020.h"#include"absacc.h"#include"data_define.c"#include"Init_Device.c”#defineDP1XBYTE0 x0000#defineDP2XBYTE0 x0001#defineKEY_WRXBYTE0 x0002#defineKEY_RDXBYTE0 x0003#definelinescan10 xfe#definelinescan20 xfd#definelinescan30 xfb#definelinescan40 xf7#defineTIMER0 x8000unsignedchartable=0 xC0,0 xF9,0 xA4,0 xB0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xF8,0 x80,0 x90;voiddisplay(unsignedcharx,y)DP1=tablex;DP2=tabley;,鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)方案一,寫(xiě),讀,voidmain(void)unsignedcharl_val,r_val,r_state,temp,conter;DP1=DP2=0 xff;Init_Device();while(1)for(l_val=1;l_val<5;+l_val)switch(l_val)case1:KEY_WR=linescan1;break;case2:KEY_WR=linescan2;break;case3:KEY_WR=linescan3;break;default:KEY_WR=linescan4;r_state=KEY_RD,判定,4.鍵盤(pán)控制電路模塊調(diào)試電路組成,JTAG適配器,單片機(jī)板,C8051F電路模塊,電源板,鍵盤(pán)及顯示板,鍵盤(pán),5.鍵盤(pán)控制電路模塊故障檢測(cè)方法,運(yùn)行鍵盤(pán)控制電路的測(cè)試程序，如果電路工作正常，在鍵盤(pán)上每按1個(gè)鍵，都會(huì)通過(guò)2位數(shù)碼顯示管，顯示相應(yīng)的行編碼和列編碼。否則，說(shuō)明電路存在故障，有下面多種原因。,掃描數(shù)據(jù)鎖存電路和狀態(tài)讀入電路,-選通信號(hào)工作不正常,-數(shù)據(jù)線漏接或錯(cuò)接,-電源及地線漏接或錯(cuò)接,-上拉電阻漏接或錯(cuò)接,鍵盤(pán)電路,-L線和R線漏接或錯(cuò)接,