上海电力学院
微处理器综合设计实践报告
题目： 收银机的设计
院系： 计算机与信息工程学院
专业： 电子科学与技术 年级 2008
级
姓名： 钱阿权 学号： 20082677
指导老师： 杨芳 阮颖
一、课程设计目的：
综合应用所学的微处理器原理，汇编语言及相关硬件知识，设计一个具有一
定功能的电路。熟练掌握仿真器和编程器的使用。
二、课程设计要求：
要求：以单片机为核心器件，组成一个收银机系统，能通过 4×4 键盘的
“0”－“9”键实现商品单价和商品数量的输入，“A”、“ B”、“ C”、“ D”键作为功
能键，完成“×”、“＋”、“＝”和清零的功能，并通过 LED 显示结果。
三、系统组成与工作原理：
1、电路原理图
本电路原理图由基本的单片机系统组成，其中 P1 口与 4*4 键盘相连，行线
与 P1.0~P1.3 相连，列线与 P1.4~P1.7 相连；P0 口分别与七段数码管的字线
a，b，c，d，e，f，g，ph 相连，P0 口作为输出口时外接上拉电阻；P2.0~P2.3
分别控制七段数码管的位线 ABCD，每根线上加三极管作为驱动；P2.7 控制一
个蜂鸣器；最小系统包括晶振，上电自动复位电路，电源等。
2、工作原理
课程设计的基本要求是要通过键盘输入商品单价和数量，运算出结果并显
示到七段数码管上。以此要求，本程序应该主要包括三个方面：键盘输入单元、
逻辑运算单元以及结果显示单元。总体流程图如下：
单片机上电初始化之后始终处于键盘扫描，将扫描到的信息进行处理并将
处理结果通过七段数码管显示出来的循环之中。
下面来分析各个模块的功能实现以及其中注意的问题：
一、键盘扫描
本设计使用的是一个 4*4 的矩阵式键盘，它是用 4 条 I/O 线作为行线，4 条
I/O 线作为列线组成的键盘。在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键。
这样键盘中按键的个数是 4*4 个。这种行列式键盘结构能够有效地提高单片机
系统中 I/O 口的利用率。
下图是矩阵键盘的电路图，行线接 P1.0~P1.3，列线接 P1.4~P1.7。
开始
程序初始化
键盘扫描
逻辑运算
结果显示
K1
P14
K2
P15
K3
P16
K4
P17
K5
RESET
VCC
RESET
S4
3
S8
7
S3
2
S7
6
S2
1
S6
5
S1
Comment: 0
S5
4
S12
B
S11
A
S10
9
S9
8
S16
F
S15
E
S14
D
S13
C
距阵键盘
P10
P11
P12
P13
P14
P15
P16
P17
0 1 2 3
4 5 6 7
8 9 A B
C D E F
K1 K2 K3 K4
P14
P15
P16
P17
独立键盘
伟 纳 电 子
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当某一个按键按下时，该键所在的行与列相连，也就是在读取该键所在行
的状态时就是该列的状态，读取该键所在列的状态时就是该行的状态，以此原
理可以设计出键盘扫描程序，并得到各个按键的特征编码。
先从 P1 口的高四位输出低电平，低四位输出高电平，从 P1 口的低四位读
取键盘状态；再从 P1 口的高四位输出高电平，低四位输出低电平，从 P1 口的
高四位读取键盘状态。将两次读取结果组合起来就可以得到当前按键的特征编
码。各数字特征编码如下：
其余 ABCD*#特征码分别是 7EH，7DH，7BH，77H，B7H，E7H。未有键
按下的特征码是 FFH，部分扫描子程序如下：
MOV P1,#0FH
MOV A,P1
ANL A,#0FH
MOV B,A
MOV P1,#0F0H
MOV A,P1
ANL A,#0F0H
ORL A,B
最终累加器 A 中存储的是扫描到的特征码，随后可以通过建表查表的方式
得到具体按键值。扫描程序的流程图如下：
P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
Y
N
N
Y
Y
Y
N
Y
Y
Y
N
N
扫描子程序
开始
键按
下？
清
零？
+
？
×
？
=
？
*
？
#
？
清零子程序
主程序
乘号判定
# 判定
加号判定
* 判定
等号判定
存储操作数
N
N
扫描子程序的流程为：先判断有无按键按下，若无则返回主程序，若有按
键按下则判断是否为各功能键，若为功能键则跳转到相应的功能键子程序完成
相应功能，最终返回主程序。若非功能键则通过查表方式得到相应的数字，存
储后转到主程序。
二、结果显示
本设计运算的结果是通过四个七段数码管来显示，为了节省单片机的 I/O
口，采用了动态显示的方法。数码管不同位显示的时间间隔可以通过调整延时
程序的延时长短来完成。数码管显示的时间间隔也能够确定数码管显示时的亮
度，若显示的时间间隔长，显示时数码管的亮度将亮些，若显示的时间间隔短，
显示时数码管的亮度将暗些。若显示的时间间隔过长的话，数码管显示时将产
生闪烁现象。所以，在调整显示的时间间隔时，即要考虑到显示时数码管的亮
度，又要数码管显示时不产生闪烁现象。
需要显示的运算结果会分别存在千位单元 QW，百位单元 BW，十位单元
SW 以及个位单元 GW，因此结果显示子程序只需要读取各单元的内容，转换成
七段数码管的特征码输出即可。其流程图可表示如下：
结果显示子程序
取数
查表转换为特征码
赋 P0 口
移至下一位
延时 5MS
显 示 完
成？
主程序
Y
N
