关于单片机最小系统设计的探索分析

摘 要： 单片机最小系统在实际的应用中非常广泛，不管是教学还是工业生产中，很多实例都是最小系统的变形，或者是根据需要增加一部分所需要的内容。本系统采用AT89S52作为主控芯片，系统包括矩阵键盘、数码管显示、串口通信等功能模块常用。采用C语言进行编程。

关键词： 单片机； 最小系统； C语言

中图分类号： TN42 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2012）09-0091-02

一、系统特点

本系统设计是使用AT89S52进行设计，使用C语言进行编程。

AT89S52是一个低功耗集成块，8位CMOS工艺处理器，具有8K在线可编程FLASH存储器。作为这次设计的核心部分，对它进行扩展。

为了对最小系统进行检查，设计是增加了记数这个功能，为了方便程序下载，在实际使用的过程中，增加了下载接口。系统可实现的功能有：（1）4×4键盘；（2）LED显示；（3）报警；（4）串行通信；（5）记数。

二、功能实现

（一）4×4键盘

键盘是这个系统的关键部分，用它可以实现数字的输入和命令的输入，是单片机实现人机交换的最主要的设备，因此键盘是关键。

矩阵键盘是最常用的键盘，一般情况下可以用逐行扫描法来实现这种键盘功能。一般先通过输出端口在所有的行线上发出全扫描信号，然后检查输入端口的列线信号是否全为“1”，是“1”则表示无键按下，若不全为“1”，这是还不能确定按下的键是属于那一行的。再次，再用逐行扫描来确定键的位置。先扫描第0行，即输出1100，然后读入列信号，判断是否去全为“1”，是“1”则表示无键按下，若不全为“1”，则表示有键按下，闭合的位置处于第0行与不为“1”的列线的相交处。以次类推，最终找到哪个键闭合。找到闭合键后，通过其所对应的行值和列值，用特定的方法就可以得到闭合键的特征值。流程图如图1所示。

程序如下：

#include

#include

#include

#include

void key_scan（void）；

void delay10ms（void）；

void alarm（void）；

void display（void）；

void receieve（void）；

void send（void）；

void counter（void）；

unsigned char code table[]={

0xC0，0xF9，0xA4，0xB0，0x99， //0～4

0x92，0x82，0xF8，0x80，0x90， //5～9

0x88，0x83，0xA7，0xA1，0x86，0x8E}；//a-f

void main（void）

{void key_scan（void）//键盘扫描

{unsigned char idata temp，hangxuan；

unsigned int idata i，j；

temp=P1；

temp&=0xf0；

if（temp！=0xf0）

{delay10ms（）；

temp=P1；

temp&=0xf0；

if（temp！=0xf0）

{hangxuan=0x01；

for（i=0；i

{P1=～（1

for（j=0；j

{temp=P1；

temp&=0xf0；

switch（temp） {case

0xe0：keyvalue=i*4+0；break；

case 0xd0：keyvalue=i*4+1；break；

case 0xb0：keyvalue=i*4+2；break；

case 0x70：keyvalue=i*4+3；break；}

break； }

led[4]=led[3]； //使四位

LED可以滚动显示

led[3]=led[2]；

led[2]=led[1]；

led[1]=led[0]；

led[0]=keyvalue；

display（）； //调用显示

}}}}}

（二）LED显示

其实在键盘中就已经使用了显示程序，就是把有信息显示在4个LED上面。一般通过查表来实现。

程序如下；

void display（void）//显示

{unsigned int i；

unsigned char weixuan=0x01；

for（i=0；i

{P0=table[led[i]]；

P2=～（1

delay10ms（）；

（三）报警

所谓报警就是在需要的时候使单片机的电路可以发出声音来报警。

这里用的是一个三极管和一个蜂鸣器，并利用一个I/O口驱动它们。在需要的时候向该I/O口写入1使其导通，就可以发出声音。 程序如下：

void alarm（void）//报警

{delay10ms（）；

P3=0X10； //P3.4

delay10ms（）；

P3=0x00； //P3.4

}

（四）串口通信

AT89S52内部具有两个串行口，可同时发送和接收数据。它有四种工作方式，可供不同场合使用，波特率由软件设置。接收和发送可用查询或中断方式，使用非常灵活。这里我们为了提高CPU的效率，接收数据采用中断方式，发送数据采用查询方式。

程序如下：

TMOD=0X20；//计数器工作方式2

TL1=0XFD；//波特率 9600

TH1=0XFD；

TR1=1；//

SCON=0X50；//

EA=1；//中断

void send（void）//串行发送

{if（TI！=0）

{ TI=0；

SBUF=led[0]；

display（）； }}

/****************************************************/

void receive（void） interrupt 4 using 3//串行接收

{unsigned int i；

if（RI！=0）

{RI=0；

led[0]=SBUF；

for（i=0；i

{led[i+1]=led[i]；

display（）}

（五）记数

记数就是利用单片机内部的定时/计数器产生记数，并把它们的结果在LED上显示出来。流程图如图2。

程序如下：

void counter（void）//记数

{for（；keyvalue=0，led[0]=0，led[1]=0，led[2]=0，led[3]=0；keyvalue++）

{ if（keyvalue=='0'）

{led[0]=led[0]+1；

delay10ms（）； }

else if（led[0]=='0'）

{led[1]=led[1]+1；

delay10ms（）； }

else if（led[1]=='0'）

{ led[2]=led[2]+1；

delay10ms（）；}

else if（led[2]=='0'）

{ keyvalue='0'；

led[0]='0'；

led[1]='0'；

led[2]='0'； }

else

； } //分号不能省略

三、总程序

总程序就是把以上的几个子程序进行组合，使它们实现应有的功能。有两种方式可以实现这种功能。

1.单任务系统：它是在把其他程序嵌套在键盘扫描程序中。

2.多任务系统：键盘扫描和其他程序是并行的。

这里才用第二种。流程图如图3；总体电路图如图4。

总程序如：

参考文献：

[1] 徐泳龙.单片机原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2] 成都木，马科技.单片机原理及应用[M].北京：北京希望电子出版社，2000.

[3] 王福瑞.单片微机测控系统设计大全[M].北京：北京航天大学出版社，1998.

[4] 康华光，陈大钦.电子技术基础模拟部分（第四版）[M].北京：高等教育出版社，1998.

[5] 李广弟，朱月秀，王秀山.单片机基础（修订本）[M].北京：北京航天航空大学出版社，2001.