数字显示与键盘输入例程设计

1. 学习使用ZG211硬件综合实验平台，程序设计集成开发环境； 2. 根据课程设计题目，进行需求分析，搞清楚课程设计需要设计需求和需要解决的设计内容。 3. 查阅和学习课程设计题目需要的接口芯片资料，掌握接口芯片的使用方法和编程要领。查阅和学习课程设计题目需要的辅助芯片以及器件资料。 4. 设计接口芯片和辅助芯片以及器件与8051单片机连接硬件电路原理图。 5. 设计与硬件电路原理图对应的C语言程序（或8051汇编语言）。给出程序流程图。在集成开发环境中调试程序。给出程序的详细注释。能够解释使用程序模拟电路时序信号和数据。 ### 数字显示与键盘输入例程设计相关知识点 #### 一、课程设计目的与要求 1. **目的描述** - 本课程设计旨在深化学生对微型计算机接口技术和嵌入式系统原理的理解与实践能力。 - 掌握单片机（特别是8051系列）的输入输出操作及中断机制。 - 熟练运用显示接口芯片CH451进行数字显示和键盘输入处理。 2. **要求描述** - 使用单片机对键盘显示模块芯片CH451进行初始化和显示控制。 - 利用键盘显示模块芯片CH451控制键盘输入，并通过中断方式处理输入信息，实现实时显示功能。 - 实现程序的循环检测键盘输入功能，并能够实时更新显示内容。 #### 二、设计分析 1. **需求分析** - 本次课程设计需设计一个能连续检测键盘输入，并将输入结果显示在8个七段数码管上的程序。 - 要求程序具备循环检测键盘输入的功能，并能够实时更新显示内容。 - 需要使用中断方式处理键盘输入信息。 2. **背景知识** - **2.2.1 微控制器AT89S52** - AT89S52是基于MCS-51内核的一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器。 - 它拥有8KB的在系统可编程Flash存储器，支持1000次擦写周期。 - 提供了32个可编程I/O端口，三个16位定时器/计数器，以及八个中断源。 - 支持全双工UART串行通信，并且具有低功耗的空闲和掉电模式。 - 还包括了看门狗定时器、双数据指针等高级功能。 - **2.2.2 CH451芯片** - CH451是一款用于驱动LED数码管和键盘扫描的多功能集成电路。 - 可以驱动多达16个共阴极或共阳极LED数码管，并支持多达16键的键盘扫描。 - 通过简单的串行接口即可与单片机进行通信，大大简化了外部电路设计。 - 内置多种显示模式和键盘扫描模式，可以根据实际应用需求灵活配置。 #### 三、设计原理 1. **硬件平台** - ZG211硬件综合实验平台作为本次课程设计的基础硬件平台，提供了8051单片机为核心的实验环境。 - 平台内置了丰富的接口资源，包括多个I/O端口、定时器、串行通信接口等。 2. **设计原理** - 通过对AT89S52单片机的IO口进行操作，利用其中断功能实现键盘输入的检测与处理。 - 通过CH451芯片控制键盘输入的读取和数字显示的更新。 - 程序设计中需要考虑硬件电路的连接方式，确保各个部件之间的通信正确无误。 3. **硬件连接** - 单片机与CH451芯片之间通过串行接口连接，确保数据传输的高效性和准确性。 - CH451芯片负责与键盘和LED数码管的连接，实现键盘输入的检测和数字显示的功能。 4. **软件设计** - 在集成开发环境中编写C语言程序，实现单片机与CH451芯片的初始化、键盘输入的检测、显示控制等功能。 - 程序设计过程中需要绘制程序流程图，帮助理解程序执行逻辑。 - 对程序代码进行详细的注释，便于后续的维护和修改。 #### 四、详细设计 1. **平台初始化** - **4.1.1 MCU初始化** - 对AT89S52单片机进行必要的初始化设置，包括但不限于中断源的配置、定时器的设置等。 - **4.1.2 CH451芯片初始化** - 通过串行接口向CH451芯片发送初始化指令，配置其工作模式、显示模式等参数。 2. **模块说明** - **4.2.1 主要函数模块及功能** - 初始化模块：负责单片机和CH451芯片的初始化工作。 - 键盘扫描模块：定期检查键盘输入状态，并通过中断方式进行处理。 - 显示更新模块：根据键盘输入更新LED数码管的显示内容。 - **4.2.2 模块框图** - 绘制程序模块之间的连接关系图，清晰展示各模块之间的数据流和控制流。 - **4.2.3 程序流程图** - 绘制程序的整体执行流程图，帮助理解和跟踪程序的执行过程。 #### 五、开发平台及源程序 1. **开发平台** - 使用ZG211硬件综合实验平台进行硬件电路的搭建和调试。 - 采用KEIL C51集成开发环境编写和调试C语言程序。 2. **源程序的主要部分** - 主函数：程序的入口点，负责调用初始化模块和其他功能模块。 - 初始化模块：实现单片机和CH451芯片的初始化配置。 - 键盘扫描模块：实现键盘输入的检测和处理。 - 显示更新模块：实现LED数码管的显示更新。 #### 六、程序测试 1. **测试用例** - 测试不同的键盘输入情况下，LED数码管是否能够正确显示。 - 测试键盘输入的中断处理是否准确及时。 - 测试显示内容的更新是否同步于键盘输入的变化。 2. **程序运行结果及分析** - 分析测试结果，评估程序的稳定性和准确性。 - 根据测试反馈调整程序代码，优化程序性能。 #### 七、自我评价与总结 1. **自我评价** - 评估个人在项目中的表现，包括对技术难点的攻克、团队协作能力等方面的表现。 - 反思在项目实施过程中的不足之处，提出改进措施。 2. **经验与收获** - 总结在项目实施过程中获得的技术经验和管理经验。 - 分享个人在项目中的成长经历和个人感悟。 通过本次课程设计的学习与实践，不仅能够深入了解8051单片机的工作原理，还能掌握CH451芯片的使用方法，同时还能锻炼解决实际问题的能力，对于提高学生的实践能力和创新意识具有重要意义。