89C2051單片機在鍵盤(pán)顯示裝置中的應用

1引言

在嵌入式計算機系統設計中，經(jīng)常要考慮鍵盤(pán)顯示裝置的設置問(wèn)題。盡管有多種方案可以滿(mǎn)足鍵盤(pán)顯示的要求，但是這些方案都各有其優(yōu)缺點(diǎn)，比如采用專(zhuān)用的鍵盤(pán)顯示器管理芯片8279，在系統的按鍵及顯示器位數較多時(shí)是一種好的方案，但目前鍵盤(pán)的設置趨于簡(jiǎn)單化（即采用一鍵多用方式或利用增加鍵和減少鍵來(lái)取代數字鍵等），因此，一般系統按鍵不多，其顯示器的位數一般也不超過(guò)8位。這樣，采用 8279由于需要較多的外圍電路器件，因此顯得不是很方便了。而14499是顯示器管理芯片，它雖然可以管理四位顯示器，但它沒(méi)有按鍵管理功能。此外， PS7219是高性能的多位LED顯示驅動(dòng)器，可管理8位顯示器，并有很強的顯示管理功能，如位閃、復位等功能，但其售價(jià)較高，且不能獨立管理鍵盤(pán)。鑒于上述幾個(gè)芯片的情況，筆者用89C2051單片機設計了織機監測器鍵盤(pán)顯示裝置來(lái)對織機生產(chǎn)數據進(jìn)行處理與顯示。以下詳細描述為該織機監測器設計的鍵盤(pán)顯示裝置。

2硬件電路設計

鍵盤(pán)顯示裝置主要由89C2051單片機、譯碼驅動(dòng)器、按鍵、LED顯示器組成，其原理電路如圖1所示。

2．1 89C2051單片機

89C51單片機P1口的每個(gè)引腳都有20mA的吸電流能力，該電流足以驅動(dòng)共陰極LED顯示器的段片選端，因此可將P1口作為L(cháng)ED的段選線(xiàn)，P3．3、P3．4、P3．5經(jīng)譯碼驅動(dòng)后作LED的位選線(xiàn)，同時(shí)也可作為鍵盤(pán)的掃描線(xiàn)，另外，鍵盤(pán)的回饋線(xiàn)接INT0引腳。由于掃位選線(xiàn)（掃描線(xiàn)）為低電平有效，當有鍵按下時(shí)，回饋線(xiàn)INT0端將產(chǎn)生低電平信號以申請中斷，從而使其在中斷程序中判別鍵值并執行鍵處理程序；RXD、TXD引腳與監測器單片機的串行通信線(xiàn)相連。通過(guò)它們可在接收到按鍵命令后向監測器發(fā)送鍵盤(pán)命令，或在接收到監測器發(fā)送的數據后，將數據送入顯示緩沖區。

2．2按鍵設置

這種鍵盤(pán)顯示系統所需要設置的八個(gè)按鍵分別是：
　?。?）打緯數據鍵：該鍵壓合時(shí)可用于顯示當前打緯數（六位）。
　?。?）加時(shí)打緯數鍵：該鍵壓合可用于顯示當前的加時(shí)打緯數據（六位）。
　?。?）斷緯次數鍵：該鍵壓合以顯示當前斷緯數及斷緯時(shí)間，該數據亦為六位，其中前三位是斷緯數據，后三位是斷緯時(shí)間。
　?。?）斷經(jīng)次數鍵：該鍵壓合顯示當前斷經(jīng)數及斷經(jīng)時(shí)間，該數據為六位，其中前三位是斷經(jīng)數，后三位是斷經(jīng)時(shí)間。
　?。?）斷邊次數鍵：該鍵壓合顯示當前斷邊數及斷邊時(shí)間，共六位。前三位是斷邊數，后三位是斷邊時(shí)間。
　?。?）停車(chē)次數鍵：該鍵壓合顯示當前的停車(chē)時(shí)間，該數據共六位。前三位是停車(chē)數，后三位是停車(chē)時(shí)間。
　?。?）查日歷鍵：該鍵壓合可顯示當前時(shí)間“年、月、日、時(shí)、分、秒”，分兩屏顯示，第一屏是年、月、日，顯示2秒；第二屏是時(shí)、分、秒，各占兩個(gè)顯示位，顯示2秒。
　?。?）初始化鍵：可用于對機臺的串行EEPROM進(jìn)行初始化，同時(shí)顯示本機臺的ID號。

2．3 LED顯示器

LED顯示電路用了8個(gè)LED顯示器，其中1位是顯示標志，1位是標志與數據間的分隔符，其余六 位用來(lái)顯示數字。

2．4譯碼驅動(dòng)電路

譯碼驅動(dòng)電路輸入端與89C2051的引腳P3．3、P3．4和P3．5相連，其8個(gè)輸出端可作LED的位選信號（同時(shí)也是鍵盤(pán)的掃描信號）。

3應用軟件設計

該鍵盤(pán)顯示裝置的主要程序是LED顯示程序、鍵盤(pán)掃描程序和鍵值處理程序。各顯示器的顯示時(shí)間可調整定時(shí)器T0的定時(shí)值來(lái)設定。在T0中斷程序中，可通過(guò)判斷顯示標志的狀態(tài)來(lái)決定向哪個(gè)LED發(fā)送數據、更改位選線(xiàn)或更新顯示標志。程序中設有2EH和2FH兩個(gè)顯示標志單元；其中2EH為下一次顯示標志單元，該單元中有下一次應選中哪一位LED的信息；2FH為當前顯示標志單元，該單元中存有當前是哪個(gè)LED被選中的信息，如在T0中斷中判知2EH的值為＃80H，則表明這次應選中的是最左邊的LED，而下一次應選中的是最左邊的第二個(gè)LED。因此，通常設定2EH中的值為＃40H，2FH中的值為＃80H，以表明當前顯示的是最左邊的LED。下面是在T0中斷程序中判定應使哪個(gè)LED位選線(xiàn)有效的程序段，其中標號為Y1～Y8的程序是各LED的顯示處理程序。