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1、单单片机片机应应用技用技术项术项目化教程目化教程 项目三 键盘控制数码管显示 单片机输入/输出端口应用3.1 项项目学目学习习目目标标3.2 器件介器件介绍绍3.3 原理及背景知原理及背景知识识介介绍绍4.4 项项目系目系统统开开发发3.1 项目学习目标掌掌 握握-1、AT89C52单片机引脚；-2、单片机的I/O口功能与特性；-3、LED接口与开关接口电路与处理方法；-4、简单按键接口电路及消除抖动的措施；-5、按键软件消抖的编程实现。理理 解解巩巩 固固-1、I/O口功能与特性；-2、复位电路、晶振电路；-3、LED数码管；-4、简单按键接口电路；-5、使用C语言进行I/O控制程序的分析与
2、设计。-单片机的I/O口功能与特性、LED接口与开关接口电路与处理方法、简单按接口电路及消除抖动的措施和按键软件消抖的编程实现。3.2 器件介绍-3.2.1三极管一、结构与工作原理三极管的电特性和两个PN接面的偏压有关，工作区间也依偏压方式来分类，这里我们先讨论最常用的所谓”正向活性区”(forward active)，在此区EB极间的PN接面维持在正向偏压，而BC极间的PN接面则在反向偏压，通常用作放大器的三极管都以此方式偏压。二、三极管截止与饱合状态-1.截止(cut off)状态(a)基极(B)不加偏压使基极电流IB等于零(b)基极(B)加上反向偏压使基极电流IB等于零(c)此时集极(C
3、)与射极(E)之间形同段路，负载无电流通过-2.饱合状态(a)基极加上足够的顺向电流 (b)C-E极之间视同偏压导通-晶体管的电路符号和各三个电极的名称如下：图3-5 PNP型三极管 图3-6 NPN型三极管 三、三极管的特性曲线-1.输入特性-2.输出特性（a）三极管 （b)三极管的输入特性曲线 （c）输出特性曲线四、三极管的主要参数-1、直流参数-2、交流参数-3、极限参数五、晶体三极管用途晶体三极管的用途主要是交流信号放大，直流信号放大和电路开关。当三极管满足必要的工作条件,在B极和E极之间施加正向电压;在C极和E极之间施加反向电压后，其工作原理如下：-（1）基极有电流流动时。-（2）基
4、极无电流流动时。-3.2.2 蜂鸣器1.蜂鸣器的结构原理2.有源蜂鸣器和无源蜂鸣器3.有源蜂鸣器和无源蜂鸣器的区别4.用万用表区分有源蜂鸣器和无源蜂鸣器图3-9 单片机与蜂鸣器的控制电路图3.3原理及背景知识介绍-3.3.1键盘工作原理1按键的分类2按键输入原理3按键结构与特点M图3-10 按键被按下时电压的变化 图3-11硬件去抖动电路独立式按键-1独立式按键结构-2独立式按键的软件结构3.4 项目系统开发-3.4.1任务一：独立式按键的控制一、任务描述二、方案设计图3-13系统方案图三、能力培养本项目需要通过学习和查阅资料掌握和了解如下知识：-1、+5V电源原理及设计；-2、单片机复位电路
5、工作原理及设计；-3、单片机晶振电路工作原理及设计；-4、LED数码管显示原理及设计；-5、独立式按键控制原理及设计；-6、AT89C52单片机引脚；-7、单片机C语言及程序设计；-8、Keil u Vision 与Proteus软件的使用与调试。-2.元器件清单四、硬件设计-1.电路原理图元器件名称型号数量用途单片机AT89C521控制核心晶振12MHz1晶振电路瓷片电容30pF2晶振电路电解电容220F1复位电路数码管1位共阴1显示电路按键 4按键电路排阻10K1显示电路电阻5.1K1复位电路电源Vcc+5V/1A1提供+5V电源五、软件设计-1、主要模块功能-2、程序流程框图-3、程序源
6、代码图3-15 程序流程框图六、系统仿真及调试-1.硬件调试-2.软件调试-3.联机调试-4.Proteus仿真运行结果图3-16 独立式按键仿真运行界面（一）图3-17 独立式按键仿真运行界面（二）七、项目总结本项目充分考察了学生的理论与实践相结合的能力，要求设计者具有一定的理论知识及动手操作能力。比如用Proteus软件进行单片机系统电路的仿真设计、Protel软件的使用、PCB板的硬件制作，Keil软件编写和调试C语言程序。本项目的难点是硬件电路的故障检测和修复，原理电路图的仿真设计，汇编程序的编写和调试。-3.4.2 任务二：4X4矩阵键盘设计一、任务描述二、方案设计三、能力培养四、硬
7、件设计-1.电路原理图-2.元器件清单元器件名称型号数量用途单片机AT89C521控制核心晶振12MHz1晶振电路瓷片电容30pF2晶振电路电解电容220F1复位电路数码管1位共阳1显示电路按键 16按键电路排阻10K1显示电路电阻5.1K1复位电路电源Vcc+5V/1A1提供+5V电源五、软件设计-1、主要模块功能-2、程序流程框图-3、程序源代码六、系统仿真及调试-1.硬件调试-2.LED显示部分调试-3.键盘调试-4.Proteus仿真运行结果七、项目总结本项目充分考察了学生的理论与实践相结合的能力，要求设计者具有一定的理论知识及动手操作能力。比如用Proteus软件进行单片机系统电路的仿真设计、Protel软件的使用、PCB板的硬件制作，Keil软件编写和调试C语言程序。本项目的难点是硬件电路的故障检测和修复，原理电路图的仿真设计，汇编程序的编写和调试。-1、试着说明在矩阵键盘按键的识别中，如何快速判别有无按键按下？-2、键盘扫描是常用的单片机编码输入的方法，请编写出4x4键盘扫描程序。-3、简要说明软件去抖动与硬件去抖动的区别与优缺点？-4、在应用按键时没有消除抖动，对程序的运行会有什么影响？思考题谢谢观看