-77-單片機控制的餐位訂餐發(fā)送系統(tǒng)硬件設計案例目錄TOC\o"1-3"\h\u23933單片機控制的餐位訂餐發(fā)送系統(tǒng)硬件設計案例 1156031.1電路總體構成 146301.2單片機最小系統(tǒng)硬件電路設計 2311821.3復位電路 320941.4LCD1602液晶顯示硬件電路設計 3234581.5按鍵模塊電路 4143371.6晶振電路 6264681.7Proteus軟件設計硬件電路 61.1電路總體構成經過分析，在確定使用C52型號的單片機后，就要設計其硬件電路，其中包括矩陣鍵盤輸入部分、復位，晶振部分、LCD1602液晶顯示部分以及上拉電阻部分，鍵盤輸入部分選擇矩陣鍵盤，顯示部分選擇LCD1602

液晶顯示屏來完成。本次餐位發(fā)送設計的各個模塊在之前的硬件選擇中已詳細介紹過，將各個模塊連接在一起后組成餐位發(fā)送硬件電路，鍵盤輸入模塊和

LCD1602

液晶顯示模塊是最主要的兩大模塊，鍵盤主要是完成票號的輸入、修改票號、消除票號等任務。而顯示模塊則是，完成輸入票號的顯示、票號發(fā)送以及票號的刪除。總體電路構成如圖3-1所示。圖3-1總體電路1.2單片機最小系統(tǒng)硬件電路設計在這次設計中控制部分毫無疑問使最重要的，它是連接鍵盤和顯示的一個橋梁。由單片機組成的最小系統(tǒng)就是本次設計的中的核心，分別有晶振電路，復位電路以及電源部分。如圖3-2所示圖3-2單片機最小應用系統(tǒng)在設計餐位發(fā)送系統(tǒng)時需注意以下幾點：考慮到鍵盤模塊和顯示模塊的需要，必須將單片機的所有的引腳都引出使用，因此設計復位和晶振電路是很有必要的，如此一來便可以防止其它模塊影響到最小系統(tǒng)。對單片機的外圍電路設計要足夠準確，對于組成晶振電路，復位電路，電源及接地的元器件要仔細檢查是否完好，之后再去連接焊接以及調試。由于實驗需要不停的進行調試，為了避免在調試的過中損壞單片機的引腳。因此可以把單片機的引腳用排針引導到外側。單片機的最小系統(tǒng)主要采用89C52單片機作為主板，給連接的電源部分輸入5V電壓，單片機有P0、P1、P2、P3四個端口。其中P2主要的作用是使LCD1602顯示數(shù)字。P1.0-P1.7用來與鍵盤模塊連接，P0.0與P0.7與顯示模塊連接。RST連接復位電路，XTAL1與XTAL2連接晶振電路，EA接+5V電源。1.3復位電路單片機復位是在單片機的復位引腳RST在本次設計的單片機連接在9口如圖3-2所示，連接一個阻值為10K的（R1）電阻，電阻連接地，再串聯(lián)一個10uF的（C3）電容，電容接5V電源。如此就構成了簡單的復位電路，將單片機初始化。1.4LCD1602液晶顯示硬件電路設計LCD1602用有16條引腳線的，是16*2的顯示，16是每行有16個字符，2表示有兩行。在本系統(tǒng)中通過單片機的P0.0~P0.7口與LCD1602的D0~D7口連接，且為了穩(wěn)定輸出端的電位，提高輸出端的驅動能力，在P0口接一個（RP1）上拉電阻，以便于數(shù)值在1602上能夠穩(wěn)定顯示。VSS接5V電源，VDD接地，RS、RW、E端口分別接單片機的P2.5、P2.6、P2.7端口。單片機對LCD1602模塊有四種基本操作：寫命令，寫數(shù)據，讀狀態(tài)和讀數(shù)據，RS,RW和E是三個控制引腳。寫數(shù)據或是寫命令都是由RS來確定，寫命令則是RS=0反之RS=1是寫數(shù)據。寫數(shù)據指數(shù)據需要顯示的內容。若此時要寫指令,就得先拉低

RS(RS=0)。液晶模塊操作比單片機慢，在寫操作之前，通過讀入查詢液晶模塊的忙標志，忙標志為0，才可進行操作。讀/寫控制端設置為寫模式,那就是

RW=0。注意,按道理應該是先寫一句RS=0(1)之后延遲

tan(最小

30

ns),再寫

RW=0,可單片機操作時間都在

is級,所以就不用特意延遲了;數(shù)據在單片機與液晶的連線上表示的僅僅是數(shù)據線上有了數(shù)據或者命令，然而數(shù)據并沒有真正發(fā)送到液晶顯示的內部。事實肯定并不是這樣,液晶內部已經接收到了數(shù)據,但是并沒有被運行罷了,執(zhí)行語句為

P2=Data(Commend)。給

EN一個下降沿之后，才能表示將數(shù)據送入1602內的控制器,如此才能完成一次寫操作,便可理解為此時單片機將數(shù)據完完整整地送到了液晶內部。為了讓其有下降沿，一般在

P2=Data(Commend)之前先寫一句

EN=1,待數(shù)據穩(wěn)定以后,流行的程序里面加了

DelayMS(5),為了液晶能穩(wěn)定運行,在調試程序時最后也加了

5

ms

的延遲。表3-1引腳功能說明編號符號引腳說明標號符號引腳說明1VSS電源地9D2|數(shù)據2VDD電源正極10D3數(shù)據3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據4RS數(shù)據/命令選擇12D5數(shù)據5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據6E使能信號14D7數(shù)據7D0數(shù)據15BLA背光源正極8D1數(shù)據16BLK背光源負極1.5按鍵模塊電路采用的是矩陣式按鍵鍵盤，也稱行列式鍵盤。矩陣式按鍵比獨立式按鍵鍵盤比較之下可以節(jié)省

1/O口，減少資源浪費。本設計中使用的這個

4*4

鍵盤能完成票號的輸入以及發(fā)送，清空顯示功能。在進行矩陣鍵盤模塊的仿真時將單片機的P1口作為接收與識別矩陣鍵盤輸出數(shù)據的端口，將P1.0~P1.3口作為矩陣鍵盤的列線，P1.4~P1.7口作為行線。矩陣式鍵盤按鍵的識別：使用逐列掃描技術來識別矩陣型鍵盤按鍵的操作方法。首先判斷鍵盤是否有鍵按下，方法就是向所有的列線上輸出一個低電平，再進行讀取所有的執(zhí)行信號。如果

16

個按鍵中沒有一個按鍵被依次按下，則讀入的行電平全為高。反之為低；如圖

3-5所示，如果S10鍵被按下，則S10鍵所在的行線2與列線

2

導通，行線

2

的電平被拉低，讀入的行信號為低電平，則說明有鍵按下。第二步，逐列掃描判斷具體的按鍵。往列線上逐列送低電平。先送列線0為低電平，列線1、2、3為高電平，讀入的行電平的狀態(tài)就顯示了位于列線0的S0、S4、S8、S12四個按鍵的狀態(tài)，若讀入的行值為全高，則表示無鍵按下；再送列線1為低電平，列線0、2、3

為高電平，讀入的行電平的狀態(tài)則顯示了

S1、S5、

S9、S13四個按鍵的狀態(tài)，依次類推，直至

4

列全部掃描完，再重新從列線

0

開始。行列反轉法:行列反轉法的基本原理是通過給行、列端口輸出兩次相反的值，再將分別讀入的行值和列值進行求和或按位“或”運算，得到每個鍵的掃描碼。先向所有的列線上輸出低電平，行線輸出高電平，然后讀入行信號。如果

16

個按鍵中任意一個被按下，那么讀入的行電平則不全為高；反之為低，記錄此時的行值。其次向所有的列線上輸出高電平，行線輸出低電平（行列反轉），讀入所有的列信號，并記錄此時的列值。最后將行值和列值合并成掃描碼，通過查找掃描碼表的方法得出鍵值。例如，在如圖

3-3所示的電路中，P1.4~P1.

7連接矩陣鍵盤的

4

根行線，P1.0~P1.3連接矩陣鍵盤的

4

根列線。首先，給

P1

口輸出

0x0f，即

00001111，假設

S0鍵按下了，此時讀入的

P2

口的值為00001110；再給

P2

口賦相反的值

0xf0，即

11110000，此時讀入的

P2

口的值為

11100000;再把兩次讀入的

P2

口的值進行相加或按位“或”操作，得到

11101110，即

0xee，這個值就是按鍵

S0的掃描碼，依次類推，可以得到其余

15

個按鍵的掃描碼，如圖

4.25

所示。圖3-3矩陣鍵盤1.6晶振電路STC89C52引腳XTAL1和XTAL2與及電容C2、C1，晶體振蕩器按如3-1所示，XTAL1與C1串聯(lián)，XTAL1與C2串聯(lián)后接地，用（X1）晶振并聯(lián)，晶振的取值為11.0592MHZ。其中電容C1、C2取值范圍在30pF左右。圖3-4晶振電路1.7Proteus軟件設計硬件電路Proteus是英國著名的EAD工具，是電路檢測以及實物仿真的軟件,它可以仿真、分析各種模擬器件和電路，具有的功能可以進行電路原理圖設計、仿真和設計印制電路板，其具有強大的原理圖繪制功能?？偟膩碇v，該軟件具有很強的實用功能，使用能夠應用于仿真的單片機和外圍器件，則該軟件完全可以滿足本次畢