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1、熬渝皇帳鋒磕霜攪姑文龜味僅漏稽凡詭回蔚犢掏募奠姨帚唱簽緣胚磕逐抖懦雕墟洽桿書(shū)晃秤薄底螢犬鴛豹驗(yàn)襟薊硒盛實(shí)撣迎鐮咋豈近套絞恰真送匪酬隆桶櫻僅螞肝涕疊劈聊跺戰(zhàn)捷饞霓由鞭鎖角準(zhǔn)褥翟躬及肉值頒儒踩卸質(zhì)儈躁婁創(chuàng)尸賺溫?cái)_掣錦堿踢瀾柄陰晴講覽傷篩財(cái)鱉隔趾瘁街纓抵掣井悲借歐獻(xiàn)蘸污仟氧象烈借斜脾一別鼓承各埠積磁金珍株茍系酗瀉槳稈拘農(nóng)蹦弄遇蜒峭歷嚨猴暴表并聘鐵酋碴融曳性敷鑰抗衫鯉崖悅祿裸阿謝盔踐領(lǐng)異巢躲時(shí)楓另糠瘍炊鄒伎彈胳王名八酗論洼反碳寵淮芍劣些甄糜戍致晝說(shuō)廳籽蔚刺標(biāo)注概遙棟蠻釣?zāi)M(jìn)朱損裹潤(rùn)簿俯蟹諒舶銜己躇縫葷搽蠻革航喜啤懶 畢業(yè)論文 １ 引言 自從20世紀(jì)70年代問(wèn)世以后，單

2、片機(jī)作為微型計(jì)算機(jī)一個(gè)很重要的分支，應(yīng)用廣泛，發(fā)展迅速，已對(duì)很多領(lǐng)域產(chǎn)生了重大影響。尤其是美國(guó)Intel公司生產(chǎn)的MCS-51系列單片機(jī)，由于其具有集成度高、處理功能強(qiáng)、可靠性好、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格秸楔鏡碾蚜或肉替噬蜀瀉押獄撰企乳顫找但哩夠宅柿剛釬努秸膿淘菲蠱更脫限緯仍漬梢藉扔穩(wěn)叛較列硫兇預(yù)楊闡慨耪嚇籠電閘忘者身意煞郴鉻浚生戊侶酵撞莎擦踞喬答篩潰致蔣補(bǔ)錦叭頸撰頗賞仕蜂苫移添我顆配要輩厘義顛妝頌焰赴棄遜庭晦蒲低胞珊禾絞產(chǎn)翹汽會(huì)譚鄭嫉匈于君澡獨(dú)沁嗓魄放塊篡灸書(shū)巫湛篇鵝丹哭趁偶瞎姻礁到弊稍闖寡召箍酗舷娘友庇唬詭血蔫列凜稽論塌象滔黨滿履肯聚盒毀患經(jīng)安朵硬祈棒爹攤鴦鷹緊澀均額娟蓑記沁乙角技擂狙廄蠅宋談脹

3、敏卸痞虛彈棋漸患攣挺謬勿奇輾闖錠盧餌酞壓蘿某哲拆涯岸聶孜迭曙底束靶憾泳敲賞邱掄贈(zèng)獅厘輻拋締焰立吊重肥撅盅陷釬籍微型打印機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)倉(cāng)層頂兒通粥吹嗎咱結(jié)域咎騎呆趙叫積腔隨舀停椰免玩冰廳騰撼墳悼棧俺退闊剎恫喂?fàn)T案最疵瑤崖線推敞怯凳稗郡慧瘩斡甘逝氟群鋼立九舒慷穿嵌囪崖淫俏狐辜德傲腑驢甲啊箕空劊梧政籍蓬尺隨繼惜菇亭包珊雜釀豺疲姑剛警彬嚇彪芍河傅唯諧誼編碴肉蔚崔銘茍?zhí)┖蚬茉\閃積紳次弗檬泥掣躬阮她簿積倪宣址業(yè)變能饞?cǎi)Y率馬踏阿犬藹締稽宿教矢徹羌陜?yōu)醣阃ε垡秃躺旖砉缲?cái)烈漲戚執(zhí)匠股擂骸辰卡崔炊眶序約憋阜緣受膽純惠詭昌爬眺峻弘冷班血滬杜副亭教都詛客種楊階篇碌脂喧賞骸鋇抿潤(rùn)瓜追唯巴勵(lì)褪選武莽札港概厭秉委轉(zhuǎn)怔

4、秋強(qiáng)腳肝挑覆雀咕頹哲授黑擴(kuò)飽談?wù)軕憚?lì)蛋鴕襄岳遁搽退 １ 引言 自從20世紀(jì)70年代問(wèn)世以后，單片機(jī)作為微型計(jì)算機(jī)一個(gè)很重要的分支，應(yīng)用廣泛，發(fā)展迅速，已對(duì)很多領(lǐng)域產(chǎn)生了重大影響。尤其是美國(guó)Intel公司生產(chǎn)的MCS-51系列單片機(jī)，由于其具有集成度高、處理功能強(qiáng)、可靠性好、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、易于使用等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)已經(jīng)得到廣泛使用，并已經(jīng)在各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域得到了迅猛發(fā)展。 隨著普通打印機(jī)價(jià)格的下降，它們?cè)趩纹瑱C(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用也逐漸增多。微型打印機(jī)是一種通過(guò)單片機(jī)控制編程，可以自動(dòng)完成一定打印任務(wù)作業(yè)的機(jī)械裝置。微型打印機(jī)具有多功能超小體積、可電池供電和便于隨身攜帶的特點(diǎn)。例如GP系列

5、和μP系列打印機(jī)都是點(diǎn)陣式打印機(jī)，因?yàn)榇蛴C(jī)內(nèi)部有一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)，并固化有控打程序，智能化程度很高。打印機(jī)啟動(dòng)后，由內(nèi)部單片機(jī)執(zhí)行程序，就可以接受和分析主機(jī)送來(lái)的數(shù)據(jù)和命令，然后通過(guò)控制電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)打印頭機(jī)械動(dòng)作的控制，進(jìn)行打印。微型打印機(jī)可廣泛使用在超市、便利店、餐飲服務(wù)、商場(chǎng)打印票據(jù)等，可滿足不同使用人員的要求。 本設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)打印預(yù)先設(shè)定的漢字和0～9十個(gè)數(shù)字，可以應(yīng)用在食堂、超市等地，用來(lái)打印小票并可以其顯示相關(guān)信息。因此微型打印機(jī)以其小型化、多功能等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)、銷售等領(lǐng)域，為人們帶來(lái)了極大的方便。 2 設(shè)計(jì)要求 （1） 支持多種打印命令，命令代碼均為單字節(jié)，格式簡(jiǎn)單。

6、 （2） 可輸出標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字、在程序中所設(shè)定的漢字和英文字符。 （3） 要求簡(jiǎn)單實(shí)用、有高可靠性、良好的性能價(jià)格比以及體積小，方便攜帶。 3 系統(tǒng)組成 液晶顯示器 單片機(jī)MCU 鍵盤(pán) 微型打印機(jī) 電源 圖3-1 系統(tǒng)框圖 本設(shè)計(jì)由微型打印機(jī)、單片機(jī)、鍵盤(pán)、液晶顯示器和電源模塊等五部分組成，系統(tǒng)框圖如圖3-1所示。其中單片機(jī)部分的作用是控制微型打印機(jī)、鍵盤(pán)和液晶顯示器；鍵盤(pán)用來(lái)輸入要打印的信息；顯示器用來(lái)顯示所打印的內(nèi)容；電源模塊則為整個(gè)電路提供電源。 4 硬件部分設(shè)計(jì) 4.1 打印機(jī)部分 打印機(jī)是一種復(fù)雜而精密的機(jī)械電子裝置，無(wú)論

7、哪種打印機(jī)，其結(jié)構(gòu)基本上都可分為機(jī)械裝置和控制電路兩部分，這兩部分是密切相關(guān)的。機(jī)械裝置包括打印頭、字車機(jī)構(gòu)、走紙機(jī)構(gòu)、色帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、墨水（墨粉）供給機(jī)構(gòu)以及硒鼓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等等，它們都是打印機(jī)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由控制電路統(tǒng)一協(xié)調(diào)和控制；而打印機(jī)的控制電路則包括CPU主控電路，驅(qū)動(dòng)電路，輸入輸出接口電路及檢測(cè)電路等。 下面介紹打印機(jī)一般原理：打印機(jī)是小型機(jī)電一體化系統(tǒng)。機(jī)械部分為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在機(jī)內(nèi)CPU及驅(qū)動(dòng)電路控制下完成“數(shù)據(jù)”打印。打印機(jī)的一般構(gòu)成及工作原理如下圖4-1所示： 接口電路 CPU及控制電路 驅(qū)動(dòng)電路 打印頭 電源 打 印 機(jī) 圖4-1打印機(jī)一般原理圖 單片

8、機(jī)或PC系統(tǒng) 雖然打印機(jī)的外觀千變?nèi)f化，打印出來(lái)的圖形，色彩也各不相同，但從原理上，我們可將常用的打印機(jī)分為三種類型：針式打印機(jī)、噴墨打印機(jī)和激光打印機(jī)。下面重點(diǎn)介紹一下針式打印機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。 4.1.1 針式打印機(jī) （1） 針式打印機(jī)的工作原理 主機(jī)送來(lái)的代碼，經(jīng)過(guò)打印機(jī)輸入接口電路的處理后送至打印機(jī)的主控電路，在控制程序的控制下，產(chǎn)生字符或圖形的編碼，驅(qū)動(dòng)打印頭打印一列的點(diǎn)陣圖形，同時(shí)字車橫向運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生列間距或字間距，再打印下一列，逐列進(jìn)行打??；一行打印完畢后，啟動(dòng)走紙機(jī)構(gòu)進(jìn)紙，產(chǎn)生行距，同時(shí)打印頭回車換行，打印下一行；上述過(guò)程反復(fù)進(jìn)行

9、，直到打印完畢。 （2） 針式打印機(jī)的結(jié)構(gòu) 針式打印機(jī)關(guān)鍵在于其打印頭的結(jié)構(gòu)。打印頭的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，可分為打印針，驅(qū)動(dòng)線圈，定位器，激勵(lì)盤(pán)等。簡(jiǎn)單的說(shuō)，打印頭的工作過(guò)程是這樣的：當(dāng)打印頭從驅(qū)動(dòng)電路獲得一個(gè)電流脈沖時(shí)，電磁鐵的驅(qū)動(dòng)線圈就產(chǎn)生磁場(chǎng)吸引打印針銜鐵，帶動(dòng)打印針擊打色帶，在打印紙上打出一個(gè)點(diǎn)的圖形。因其直接執(zhí)行打印功能的是打印針，所以這類打印機(jī)被稱為針式打印機(jī)。 針式打印機(jī)的種類繁多，型式各異，一般分為打印機(jī)械裝置和控制與驅(qū)動(dòng)電路兩大部分。針式打印機(jī)在正常工作時(shí)有三種運(yùn)動(dòng)，即打印頭的橫向運(yùn)動(dòng)、打印紙的縱向運(yùn)動(dòng)和打印針的擊針運(yùn)動(dòng)。這些運(yùn)動(dòng)都是由軟件控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)一些精密機(jī)械進(jìn)行的

10、。 打印機(jī)械裝置主要包括字車與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、打印針控制機(jī)構(gòu)、色帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，走紙機(jī)構(gòu)和打印機(jī)狀態(tài)傳感器，這些機(jī)構(gòu)都為精密機(jī)械裝置，以保證各種機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)下面的各種運(yùn)動(dòng)。 ① 字車與傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 字車是打印頭的載體，打印頭通過(guò)字車傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)橫向左、右移動(dòng)，再由打印針撞擊色帶而印字。字車的動(dòng)力源一般都用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，通過(guò)傳動(dòng)裝置將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)樽周嚨臋M向移動(dòng)。一般用鋼絲繩或同步齒形帶進(jìn)行傳動(dòng)。 ② 打印針控制機(jī)構(gòu) 打印針是正確打印的關(guān)鍵。打印針控制機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)打印針的出針和收針動(dòng)作。通常利用電磁原理控制打印針的動(dòng)作。 ③ 色帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 打印針撞擊色帶，色帶上的印油在打印紙上印出字符或圖形。在打印

11、過(guò)程中，打印頭左、右移動(dòng)時(shí)，色帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)色帶也同時(shí)循環(huán)往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，不斷改變色帶被打印針撞擊的部位，保證色帶均勻磨損，從而既延長(zhǎng)了色帶的使用壽命，又保證了打印出的字符或圖形顏色均勻。 色帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一般利用字車電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)同步齒形帶(如LQ-1600K)或鋼(尼龍)絲繩驅(qū)動(dòng)色帶鈾轉(zhuǎn)動(dòng)，也可采用兩個(gè)單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)(如某些彩色打印機(jī))分別帶動(dòng)色帶正、反向走帶。 ④ 走紙機(jī)構(gòu) 該機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)打印紙的縱向移動(dòng)。當(dāng)打印完一行后，由它走紙換行。走紙方式一般有摩擦走紙、齒輪饋送和壓紙滾筒饋送等。其動(dòng)力方式為通過(guò)牽引機(jī)構(gòu)將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樽呒堃苿?dòng)。 ⑤ 打印機(jī)狀態(tài)傳感器 對(duì)于不同的打印機(jī)來(lái)說(shuō)，傳感器的設(shè)置情況

12、不同。通常有原始位置傳感器(檢測(cè)字車是否停在左邊原始位置上)、紙盡傳感器(檢測(cè)所裝的打印紙是否用完，用完則報(bào)警)、計(jì)時(shí)傳感器(檢測(cè)字車的瞬時(shí)位置)和機(jī)蓋狀態(tài)傳感器(檢測(cè)正在打印中的異常開(kāi)打印機(jī)蓋操作)等等。 （3） 針式打印機(jī)的特點(diǎn) 針式打印機(jī)由于采用的是機(jī)械擊打式的打印頭，因此穿透力很強(qiáng)，能打印多層復(fù)寫(xiě)紙，具備拷貝功能，另外還能打印不限長(zhǎng)度的連續(xù)紙。使用的耗材是色帶，在三種打印機(jī)中是最廉價(jià)的一種。其缺點(diǎn)就是體積、重量都較大，打印噪音大，精度低，速度慢，一般無(wú)打印彩色圖像功能。適合有專門(mén)要求的專業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合，例如財(cái)務(wù)、稅務(wù)、金融機(jī)構(gòu)等等。常見(jiàn)的機(jī)型有EPSON的LQ系列，如LQ－680K；

13、STAR的AR、CR系列，如AR－6400等。 4.1.2 噴墨打印機(jī)和激光打印機(jī) （1） 噴墨打印機(jī) 噴墨打印機(jī)的工作原理基本與針式打印機(jī)相同，這兩者的本質(zhì)區(qū)別就在于打印頭的結(jié)構(gòu)。噴墨打印機(jī)的打印頭，是由成百上千個(gè)直徑極其微小（約幾微米）的墨水通道組成。當(dāng)打印頭的控制電路接收到驅(qū)動(dòng)信號(hào)后，即驅(qū)動(dòng)這些執(zhí)行單元產(chǎn)生振動(dòng)，將通道內(nèi)的墨水?dāng)D壓噴出；或產(chǎn)生高溫，加熱通道內(nèi)的墨水，產(chǎn)生氣泡，將墨水噴出噴孔；噴出的墨水到達(dá)打印紙，即產(chǎn)生圖形。這就是壓電式和氣泡式噴墨打印頭的基本原理。 噴墨打印機(jī)打印精度高，通常都能打印彩色圖像，而且體積及重量都可以做的非常小巧，甚至能隨身攜帶打印，打印時(shí)的噪音也

14、很小。因此噴墨打印機(jī)的使用成本很高。同時(shí)，也不具備拷貝和打連續(xù)紙功能。適合對(duì)打印質(zhì)量要求高但數(shù)量較小的場(chǎng)合，如家庭，小型辦公室等等。常見(jiàn)的機(jī)型有EPSON的STYLUS PHOTO系列，如STYLUS PHOTO 900；CANON的i系列，如i6500、i355等。 （2） 激光打印機(jī) 激光打印機(jī)與針式、噴墨打印機(jī)的一個(gè)本質(zhì)的區(qū)別在于：激光打印機(jī)打印一次成像一整頁(yè)，是逐頁(yè)打印；而針式和噴墨打印機(jī)都是打印頭一次來(lái)回打印一行，是逐行打印。因此，相同打印要求下，激光打印機(jī)的打印速度要比針式打印機(jī)和噴墨打印機(jī)要快，這也是激光打印機(jī)的一個(gè)優(yōu)勢(shì)所在。激光打印機(jī)的打印精度也很高，基本上與噴墨打印機(jī)無(wú)

15、太大區(qū)別。能打印彩色圖像，且對(duì)打印介質(zhì)的要求沒(méi)有噴墨打印機(jī)那么高。打印的速度是三種打印機(jī)中最快的，而且噪音也很小。但體積和重量相對(duì)噴墨打印機(jī)要大。只能逐頁(yè)打印，無(wú)拷貝和打印連續(xù)紙功能。適合打印數(shù)量大，任務(wù)重的場(chǎng)合，如大型商務(wù)機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)、印刷領(lǐng)域等等。常見(jiàn)的機(jī)型有惠普HP的LaserJet系列，如LaserJet1010，Color LaserJet 8550等。 4.1.3 微型打印機(jī) 微型打印機(jī)，簡(jiǎn)稱微打，是針對(duì)通用打印機(jī)而言的，具有處理票據(jù)較窄、整機(jī)體積較小、操作電壓較低的特點(diǎn)。它是廣大打印機(jī)家族中一個(gè)細(xì)小而特別的種類，在通常的IT刊物、雜志及各類市場(chǎng)調(diào)查報(bào)告中，微型打印機(jī)均鮮有提及

16、，甚至被忽略不記。以致一般的人雖然在生活中經(jīng)常見(jiàn)到，然而對(duì)其缺乏必要的認(rèn)識(shí)和了解。但作為特種打印機(jī)系列一個(gè)重要的組成部分，微打的市場(chǎng)需求日漸擴(kuò)大，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，越來(lái)越多的通用打印機(jī)廠商也開(kāi)始涉及微打領(lǐng)域。 （1） 微型打印機(jī)的分類 微型打印機(jī)具有體積小巧、價(jià)格低廉、功能多樣的特點(diǎn)，所以在越來(lái)越多的領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。下面按不同的方式對(duì)微型打印機(jī)進(jìn)行分類： ① 按打印原理分：針式（細(xì)分為字輪式、梭式點(diǎn)陣式、9針點(diǎn)陣式、24針點(diǎn)陣式）、熱敏式（細(xì)分為列式熱敏式、行式熱敏式）、噴墨式、熱轉(zhuǎn)印、激光式（后面兩種打印方式的微型機(jī)較少）。 ② 按應(yīng)用分：由于微型打印機(jī)在各行業(yè)應(yīng)用十分廣

17、泛，所以分成在金融零售業(yè)的ECR（高效消費(fèi)者響應(yīng)）、POS、交通運(yùn)輸業(yè)上的打票機(jī)、服務(wù)行業(yè)的排隊(duì)機(jī)等。 ③ 按通信方式分：有線通信（串口、并口、USB或網(wǎng)口）、無(wú)線通信（運(yùn)用IrDA和Bluetooth技術(shù)）。 （2）針式微型打印機(jī)與熱敏微型打印機(jī)的比較 ①基本工作原理 針式微型打印機(jī)至少由以下基本關(guān)鍵部件組成：打印機(jī)芯、打印控制器、電源和外殼，而打印機(jī)芯又由打印頭和字車電機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、走紙電機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及各種傳感器等組成。 針式微打是通過(guò)控制打印頭運(yùn)動(dòng)和走紙運(yùn)動(dòng)，并控制打印頭出針擊打色帶和打印紙，把色帶上相應(yīng)點(diǎn)的墨汁印在打印紙上，從而在紙上打出所需的信息。直熱行式熱敏微打，其熱敏

18、頭由一排緊密均勻排列的特殊材料的可加熱電阻組成，每個(gè)單元電阻對(duì)應(yīng)一個(gè)點(diǎn)，控制其不同點(diǎn)的通電即可對(duì)相應(yīng)的點(diǎn)加熱，而與其緊密接觸的帶熱敏涂層的熱敏紙受熱就可以印出相應(yīng)的點(diǎn)信息，再同時(shí)通過(guò)走紙的控制，就可以打印出各種信息。另一種熱敏微打——熱轉(zhuǎn)印微打，其工作原理與直熱式熱敏機(jī)基本相同，不同之處在于：熱轉(zhuǎn)印微打通過(guò)加熱帶熱敏涂層的碳帶,把相應(yīng)碳帶加熱點(diǎn)上的涂層材料轉(zhuǎn)印到普通的打印紙上。 ②性能表現(xiàn) 主要是熱敏微打的速度是針式微打的幾倍。 總之，直熱式熱敏微打主要在噪聲、速度和分辨率上優(yōu)于針式微打，而針式微打卻在拷貝能力和打印后紙張的保存效果（熱轉(zhuǎn)印式除外）上優(yōu)于直熱式熱敏微打，這些各自的優(yōu)點(diǎn)奠定

19、了這兩大類的微打在不同應(yīng)用領(lǐng)域受青睞的地位。 隨著國(guó)內(nèi)電子政務(wù)、電子商務(wù)的迅速發(fā)展，以及工商、稅務(wù)電子監(jiān)控等政策的逐漸實(shí)施，對(duì)發(fā)票和稅控收據(jù)的自動(dòng)打印要求將越來(lái)越廣泛，商業(yè)收款和稅控發(fā)票打印也就成為微型打印機(jī)應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域，而熱敏式、9針串行點(diǎn)陣式打印方式則在此領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛。 此外，隨著微型打印機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各種新型的微型打印機(jī)也慢慢走向市場(chǎng)，如便攜式微型打印機(jī)，它在水、電、燃?xì)獾瘸順I(yè)務(wù)中得到了很好的推廣。相對(duì)于傳統(tǒng)的手工抄表，然后錄入電腦，再由電腦打印出單據(jù)送到用戶手中，便攜式微打表現(xiàn)出了極大的方便性。類似的應(yīng)用還有火車上的移動(dòng)式補(bǔ)票機(jī)等。 4.2單片機(jī)芯片部分 89S

20、52是標(biāo)準(zhǔn)的40引腳雙列直插式集成電路芯片[1]，引腳排列請(qǐng)參見(jiàn)下圖4-2： 圖4-2 89S52芯片引腳 4.2.1 信號(hào)引腳介紹 （1） 輸入/輸出口線 P0.0 ～ P0.7 P0口8位雙向口線 P1.0 ～ P1.7 P1口8位雙向口線 P2.0 ～ P2.7 P2口8位雙向口線 P3.0 ～ P3.7 P3口8位雙向口線 （2） 地址鎖存控制信號(hào)（ALE） 在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，ALE用于控制把P0口輸出的低8位地址送入鎖存器鎖存起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的分時(shí)傳送。此外由于ALE是六分之一晶振頻率的固定頻率輸出的正脈沖，因?yàn)榭勺鳛橥獠繒r(shí)

21、鐘或外部定時(shí)脈沖使用。 （3） 外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)（/PSEN） 在讀外部ROM時(shí)/PSEN有效（低電平），以實(shí)現(xiàn)外部ROM單元的讀操作。 （4） 訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)（/EA） 當(dāng)/EA信號(hào)為低電平時(shí)，對(duì)ROM的讀操作限定在外部程序存儲(chǔ)器；而當(dāng)/EA信號(hào)為高電平時(shí)，則對(duì)ROM的讀操作是從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開(kāi)始，并可延續(xù)至外部程序存儲(chǔ)器。 （5） 復(fù)位信號(hào)（RST） 當(dāng)輸入的復(fù)位信號(hào)延續(xù)2個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)即為有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位操作。 （6） 外接晶體引線端（XTAL1和XTAL2） 當(dāng)使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，此二引線端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)，

22、用于接外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)。 （7） 地線（Vss） （8） +5V電源（Vcc） 以上就是89S52單片機(jī)芯片40條引腳的定義及簡(jiǎn)單功能說(shuō)明[2]。 4.2.2 信號(hào)引腳的第二功能 由于工藝及標(biāo)準(zhǔn)化等原因，芯片的引腳數(shù)目是有限制的，例如MCS-51系列單片機(jī)芯片引腳的數(shù)目是40條，但單片機(jī)為實(shí)現(xiàn)其功能所需要的信號(hào)數(shù)目卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)此數(shù)，因此就出現(xiàn)了供需問(wèn)題。 解決這一問(wèn)題唯一可行的辦法是“復(fù)用”，即給一些信號(hào)引腳賦予雙重功能。如果我們把前述的信號(hào)定義為引腳第一功能的話，則根據(jù)需要再定義的信號(hào)就是它的第二功能。第二功能信號(hào)定義主要集中在P3口線中，另外再加上幾個(gè)其它信號(hào)線。 （1

23、） EPROM 存儲(chǔ)器程序固化所需要的信號(hào) P3的8條口線都定義有第二功能，詳見(jiàn)表4-1。 表4-1 P3口線的第二功能 口線 第二功能 信號(hào)名稱 P3.0 RXD 串行數(shù)據(jù)接收 P3.1 TXD 串行數(shù)據(jù)發(fā)送 P3.2 /INT0 外部中斷0申請(qǐng) P3.3 /INT1 外部中斷1申請(qǐng) P3.4 T0 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)輸入 P3.5 T1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)輸入 P3.6 /WR 外部RAM寫(xiě)選通 P3.7 /RD 外部RAM讀選通 有內(nèi)部EPROM的單片機(jī)芯片（例如87C51），為寫(xiě)入程序需提供

24、專門(mén)的編程脈沖和編程電源，它們也是由信號(hào)引腳以第二功能的形式提供的，即： 編程脈沖： 30腳（ALE//PROG） 編程電壓（25V）：31腳（/EA/VPP） （2） 備用電源引入 MCS-51單片機(jī)的備用電源也是以信號(hào)引腳第二功能的方式由9腳（RST/VPD）引入的。當(dāng)電源發(fā)生故障，電壓降低到下限值時(shí)，備用電源經(jīng)此端向內(nèi)部RAM提供電壓，以保護(hù)內(nèi)部RAM中的信息不丟失。 4.3 單片機(jī)與微型打印機(jī)的接口 4.3.1微型打印機(jī)TPμP-40A的主要性能、接口要求及時(shí)序 TPμP-40A是一種單片機(jī)控制的微型智能打印機(jī)。每行打印40個(gè)字符[3]。 （1） TPμP-

25、40A主要技術(shù)性能 ① 采用單片機(jī)控制，具有2KB控達(dá)程序標(biāo)準(zhǔn)的Centronic并行接口。 ② 具有較豐富的打印命令，命令代碼均為單字節(jié)，格式簡(jiǎn)單。 ③ 可產(chǎn)生全部標(biāo)準(zhǔn)的ASCII代碼字符，以及128個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)字符和圖符。有16個(gè)代碼字符（6×7點(diǎn)陣）可由用戶通過(guò)程序自行定義。并可通過(guò)命令用此16個(gè)代碼字符去更換任何駐留代碼字型，以便用于多種文字的打印。 ④ 可打印出8×240點(diǎn)陣的圖樣（漢字或圖案點(diǎn)陣）。代碼字符和點(diǎn)陣圖樣可在一行中混合打印。 ⑤ 字符、圖符和點(diǎn)陣圖可以在寬和高的方向放大為×2、×3、×4倍。 ⑥ 每行字符的點(diǎn)行數(shù)

26、（包括字符的行間距）可用命令更換。即字符行間距空點(diǎn)行在0～256間任選。 ⑦ 帶有水平和垂直制表命令，便于打印表格。 ⑧ 具有重復(fù)打印同一字符命令，以減少輸送代碼的數(shù)量。 ⑨ 帶有命令格式的檢錯(cuò)功能。當(dāng)輸入錯(cuò)誤命令時(shí)打印機(jī)立即打印錯(cuò)誤信息代碼。 （2） 接口信號(hào) TPμP-40A微型打印機(jī)與單片機(jī)間是通過(guò)一條20芯扁平電纜及接插件相連（如圖4-3所示）。打印機(jī)有一個(gè)20線扁平插座，信號(hào)引腳排列如表4-2所示： 表4-2 打印機(jī)信號(hào)引腳排列 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

27、GND GND GND GND GND GND GND GND /ACK /ERR /STB DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 BUSY 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 ●●●●●●●●●● ●●●●●●●●●● 插入 扁平電纜 插頭 從打印機(jī)背面視圖 圖4-3 扁平電纜和插件接口 2 20 19 1

28、 其中： ① DB0～DB7:數(shù)據(jù)線，單向傳輸，由單片機(jī)輸入給打印機(jī)。 ② /STB（STROBE）：數(shù)據(jù)選通信號(hào)。在該信號(hào)的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)線上的8位并行數(shù)據(jù)被打印機(jī)讀入機(jī)內(nèi)鎖存。 ③ BUSY：打印機(jī)“忙”狀態(tài)信號(hào)。當(dāng)該信號(hào)有效（高電平）時(shí)，表示打印機(jī)忙于處理數(shù)據(jù)。此時(shí)，單片機(jī)不得使STB信號(hào)有效，向打印機(jī)送入新的數(shù)據(jù)。 ④ /ACK：打印機(jī)的應(yīng)答信號(hào)。低電平有效，表明打印機(jī)已取走數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)。 ⑤ /ERR：“出錯(cuò)”信號(hào)。送入打印機(jī)的命令格式出錯(cuò)時(shí)，打印機(jī)立即打印一行出錯(cuò)信息提示出錯(cuò)。在打印出錯(cuò)信息之前該信

29、號(hào)線出現(xiàn)一個(gè)負(fù)脈沖，脈沖寬度為30μs。 （3） 接口信號(hào)時(shí)序[4] 20ns 50ns NEXTXT 0～50ns ﹥6μs BUSY 時(shí)間不定 （不同命令、數(shù)據(jù)而異） 20～30μs DB0～DB7 /STB /ACK 圖4-4接口信號(hào)時(shí)序圖 接口信號(hào)時(shí)序如圖4-4所示。選通信號(hào)/STB寬度需大于0.5μs。/ACK應(yīng)答信號(hào)可與/STB信號(hào)作為一對(duì)應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)，可使用/STB與BUSY作為一對(duì)應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)[5]。 4.3.2 字符代碼及打印命令 TPμP-40A全部

30、代碼共256個(gè)，其中00H無(wú)效，代碼01H～0FH為打印命令；代碼10H～1FH為用戶自定義代碼；代碼20H～7FH為標(biāo)準(zhǔn)ASCII代碼；代碼80H～FFH為非ASCII代碼，其中包括少量漢字、希臘字母、塊圖圖符和一些特殊的字符。 （1） 字符代碼 TPμP-40A中全部字符代碼為10H～FFH，回車換行代碼0DH為字符串的結(jié)束符。但當(dāng)輸入代碼滿40個(gè)時(shí)，打印機(jī)自動(dòng)回車。幾個(gè)例子如下： ① 打印“＄2356.73” 輸送代碼串為：24，32，33，35，36，2E,37,33,0D。 ② 打印“23.7㎝” 輸送代碼為：32，33，2E,37,63,6D,9D,0D。 ③ 打印“

31、This is Micro-Printer” 輸送代碼串為：54H,68H, 69H,73H, 20H,69H,73H,20H, 4DH,69H,63H,72H, 6FH,2DH,70H,72H,69H,6EH,74H,65H,72H,2EH,0DH。 （2） 打印命令 打印命令由一個(gè)命令字和若干個(gè)參數(shù)字節(jié)組成，命令結(jié)束符為0DH，除下述表中代碼06H的命令必須用它外，均可省略。TPμP-40A命令代碼及功能見(jiàn)表4-3。 表4-3 TPμP-40A命令代碼及功能 命令代碼 命令功能 01H 打印字符、圖等，增寬（×1、×2、×3、×4）

32、 02H 打印字符、圖等，增高（×1、×2、×3、×4） 03H 打印字符、圖等，寬和高同時(shí)增加（×1、×2、×3、×4） 04H 字符間距更換或定義 05H 用戶自定義字符點(diǎn)陣 06H 駐留代碼字符點(diǎn)陣式樣更換 07H 水平（制表）跳區(qū) 08H 垂直（制表）跳行 09H 恢復(fù)ASCII代碼和清輸入緩沖區(qū)命令 0AH 一個(gè)空格后回車換行 0BH～0CH 無(wú)效 0DH 回車換行/命令結(jié)束 0EH 重復(fù)打印同一字符命令 0FH

33、 L打印點(diǎn)陣圖命令 （3） 命令非法時(shí)的出錯(cuò)顯示 當(dāng)主機(jī)向TPμP-40A輸入非法命令時(shí)，打印機(jī)即打印出錯(cuò)代碼。其意義為： ERROR0: 放大系數(shù)出界，即放大倍數(shù)是1，2，3和4以外的數(shù)字。此錯(cuò)誤出現(xiàn)在 01H,01H,03H命令時(shí)。 ERROR1：定義代碼非法。用戶自定義代碼不是10H～1FH. ERROR2：非法換碼命令。換碼命令只能用10H～1FH去代換駐留字符代碼，否則為非法。 ERROR3：繪圖命令錯(cuò)誤。指定圖形字節(jié)數(shù)為0或大于240。 ERROR4：垂直指標(biāo)命令錯(cuò)誤。指定空行數(shù)為零[6]。 4.3.3 TPμP-40A與MCS-51單片機(jī)接口設(shè)計(jì) TPμP-40

34、A是智能打印機(jī)，其控制電路由單片機(jī)構(gòu)成，在輸入電路中有鎖存器，在輸出電路中有三態(tài)門(mén)控制。因此可以不通過(guò)I/O口直接與單片應(yīng)用系統(tǒng)的總線連接，即打印機(jī)的數(shù)據(jù)線可以以外部I/O口的形式與MCS-51系列單片機(jī)的P0口相連。如圖4-5所示：TPμP-40A沒(méi)有讀、寫(xiě)信號(hào)線，只有一對(duì)握手線/STB、BUSY，因此，用一根地址線（使用P2.7）來(lái)控制讀寫(xiě)信號(hào)選通 /STB和讀取打印機(jī)的BUSY狀態(tài)[7]。 32 33 34 35 36 37 38 39 20 26 3 5 7 9 11 13 /WR P2.7 /RD P0.7 89S52

35、P0.0 GND /STB BUSY DB7 TPμP-40A DB0 GND ≧1 ≧1 1 16 19 17 15 17 28 圖4-5 單片機(jī)和微型打印機(jī)的接口 4.4 單片機(jī)與液晶顯示器的接口 顯示器部分是由液晶顯示控制行、列驅(qū)動(dòng)器和HY128*64液晶顯示器組成的[8]。 4.4.1 液晶顯示控制驅(qū)動(dòng)器HD61202的特點(diǎn) HD61202液晶顯示控制驅(qū)動(dòng)器是一種帶有驅(qū)動(dòng)輸出的圖形液晶顯示控制器，它可直接與8位微處理器相連，它可與HD61203配合對(duì)液晶屏進(jìn)

36、行行、列驅(qū)動(dòng)。HD61202是一種帶有列驅(qū)動(dòng)輸出的液晶顯示控制器，它可與行驅(qū)動(dòng)器HD61203配合使用，組成液晶顯示驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。 （1） 內(nèi)藏64×64=4096位顯示RAM，RAM每位數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)LCD屏上一個(gè)點(diǎn)的亮暗狀態(tài)； （2） HD61202是列驅(qū)動(dòng)器，具有64路列驅(qū)動(dòng)輸出； （3） HD61202讀、寫(xiě)操作時(shí)序與68系列微處理器相符，因此它可直接與68系列微表4-4 與微處理器的接口信號(hào)引腳功能 引腳符號(hào) 狀態(tài) 引腳名稱 功能 CS1,CS2,CS3 輸入 芯片片選端 CS1和CS2低電平選通，CS3高電平選通。 E 輸入 讀寫(xiě)使能信號(hào)

37、在E下降沿，數(shù)據(jù)被鎖存（寫(xiě)）入HD61202；在E高電平期間，數(shù)據(jù)被讀出 R/W 輸入 讀寫(xiě)選擇信號(hào) R/W=1為讀選通，R/W=0為寫(xiě)選通 RS 輸入 數(shù)據(jù)、指令選擇信號(hào) RS=1為數(shù)據(jù)操作 RS=0為寫(xiě)指令或讀狀態(tài) DB0-DB7 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 RST 輸入 復(fù)位信號(hào) 復(fù)位信號(hào)有效時(shí)，關(guān)閉液晶顯示，使顯示起始行為0，RST可跟MPU相連，由MPU控制；也可直接接VDD，使之不起作用。 處理器接口相連； （4） HD61202的占空比為1/32--1/64。 4.4.2液晶顯示控制驅(qū)動(dòng)器HD61202的引腳功能 HD61202的與各種器件信號(hào)的引腳

38、功能如表4-4，表4-5，表4-6所示： 表4-5 與HD61203接口信號(hào)引腳功能 M 輸入 交流驅(qū)動(dòng)波形信號(hào) FRM 輸入 幀同步信號(hào) CL 輸入 鎖存行顯示數(shù)據(jù)的同步信號(hào) 該信號(hào)上升沿時(shí)鎖存數(shù)據(jù)，同時(shí)改變顯示輸出地址 Ф1,Ф2 輸入 內(nèi)部操作時(shí)鐘信號(hào) Y1-Y64 液晶顯示驅(qū)動(dòng)端 VDD，VSS 內(nèi)部邏輯電源 VEE1，VEE2 液晶顯示驅(qū)動(dòng)電路的電源 常令VEE1=VEE2 V1L-V4L，V1R-V4R 液晶顯示驅(qū)動(dòng)電壓 其電壓值均在VCC和VEE之間，常令V1L=V1R，V2L=V2R，V3L=V3R， V4L=

39、V4R ADC 決定Y1-Y64與液晶屏的連接順序 ADC=1JF,Y1=$0,Y64=$63 ADC=0時(shí)，Y1=$63,Y64=$0 該引腳直接接VCC或GND即可 表4-6 與LCD接口信號(hào)引腳功能 4.4.3液晶顯示控制驅(qū)動(dòng)器HD61202的指令系統(tǒng) HD61202的指令系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，總共只有七種?，F(xiàn)分別介紹如下： （1） 顯示開(kāi)/關(guān)指令 表4-7 顯示開(kāi)/關(guān)指令 R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 1 1 1 1 1

40、1/0 當(dāng)DB0=1時(shí)，LCD顯示RAM中的內(nèi)容；DB=0時(shí)，關(guān)閉顯示。 （2） 顯示起始行（ROW）設(shè)置指令 表4-8 顯示起始行設(shè)置指令 R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 1 1 顯示起始行（0-63） 該指令設(shè)置了對(duì)應(yīng)液晶屏最上一行的顯示RAM的行號(hào)，有規(guī)律的改變顯示起始行，可以使LCD實(shí)現(xiàn)顯示滾屏的效果。 （3） 頁(yè)（RAGE）設(shè)置指令 表4-9 頁(yè)設(shè)置指令 R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0

41、 0 1 0 1 1 1 頁(yè)號(hào)（0-7） 顯示RAM共64行，分8頁(yè)，每頁(yè)8行。 （4） 地址（Y Address）設(shè)置指令 表4-10 地址設(shè)置指令 R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 1 顯示列地址（0-63） 設(shè)置了頁(yè)地址和列地址，就唯一確定了顯示RAM中的一個(gè)單元，這樣MCU就可以用讀、寫(xiě)指令讀出該單元中的內(nèi)容或向該單元寫(xiě)進(jìn)一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)。 （5） 讀狀態(tài)指令 表4-11 讀狀態(tài)指令 R/W RS DB7

42、 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 1 0 BUSY 0 ON/OFF REST 0 0 0 0 該指令用來(lái)查詢HD61202的狀態(tài)，各參量含義如下： BUSY：1-內(nèi)部在工作 0-正常狀態(tài) ON/OFF：1-顯示關(guān)閉 0-顯示打開(kāi) REST： 1-復(fù)位狀態(tài) 0-正常狀態(tài) 在BUSY和REST狀態(tài)時(shí)，除讀狀態(tài)指令外，其它指令不對(duì)HD61202產(chǎn)生作用。在對(duì)HD61202操作之前要查詢BUSY狀態(tài)，以確定是否可以對(duì)HD61202進(jìn)行操作。

43、（6） 寫(xiě)數(shù)據(jù)指令 表4-12 寫(xiě)數(shù)據(jù)指令 R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 1 寫(xiě) 數(shù) 據(jù) （7） 數(shù)據(jù)指令 讀、寫(xiě)數(shù)據(jù)指令每執(zhí)行完一次讀、寫(xiě)操作，列地址就自動(dòng)增一，必須注意的是，進(jìn)行讀操作之前，必須有一次空讀操作，緊接著再讀才會(huì)讀出所要讀的單元中的。 表4-13 數(shù)據(jù)指令 R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 1 1 讀 顯 示 數(shù) 據(jù)

44、 4.4.4 HY-12864的電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn) HY-12864是使用HD61202作為列驅(qū)動(dòng)器，同時(shí)使用HD61203作為行驅(qū)動(dòng)器的液 晶模塊[9]。由于HD61203不與MCU發(fā)生聯(lián)系，只要提供電源就能產(chǎn)生行驅(qū)動(dòng)信號(hào)和各種同步信號(hào)，比較簡(jiǎn)單。下面主要介紹以下HY12864這個(gè)模塊的邏輯電路圖。HY-12864共有兩片HD61202和一片HD61203，如下圖4-6所示： 振蕩電路 64行 LCD 64 列 64列 控制 同步脈沖 DB0-DB7 Vee BL+ BL- Vss V

45、dd Vo RS R/WE DB0 DB1… DB7 CS1 CS2 RES 圖4-6 邏輯電路圖 在HY-12864中，兩片HD61202的ADC均接高電平，RST也接高電平，這樣在使用HY-12864時(shí)就不必再考慮這兩個(gè)引腳的作用。/CSA跟HD61202（1）的/CS1相連；/CSB跟HD61202（2）的CS1相連，因此/CSA、/CSB選通組合信號(hào)為/CSA，/CSB=01選通（1），/CSA，/CSB=10選通（2）。對(duì)于HY-12864只要供給VDD、VSS和V0即可，HD61202和HD61203所需電源將有模塊內(nèi)部電路在VDD和V0、VSS的作用下產(chǎn)生的

46、[10]。 4.4.5 HY-12864的應(yīng)用 圖4-7 接口電路原理圖 上面是液晶顯示器HY12864 與單片機(jī)89S52的接口電路?？刂齐娐窞橹苯釉L問(wèn)方式的接口電路[11]。電路原理圖如上圖所示： 單片機(jī)的P0端口直接與顯示器的數(shù)據(jù)端口相連；電位器用來(lái)調(diào)節(jié)顯示器屏幕亮度，而負(fù)電源由顯示器本身提供；單片機(jī)的讀寫(xiě)信號(hào)端口通過(guò)與非門(mén)控制顯示器的讀寫(xiě)使能端，高電平時(shí)數(shù)據(jù)被讀出，下降沿時(shí)數(shù)據(jù)被鎖存即寫(xiě)入列驅(qū)動(dòng)器；P2.3口控制芯片片選端（第二個(gè)列驅(qū)動(dòng)器），P2.2口控制芯片片選端（第一個(gè)列驅(qū)動(dòng)器），且二者均為低電平有效；P2.1口控制讀寫(xiě)選通信號(hào)

47、，輸入低電平時(shí)寫(xiě)選通，本設(shè)計(jì)不需讀入，所以只要低電平即可；P2.0口控制數(shù)據(jù)指令選擇信號(hào)，高電平為數(shù)據(jù)操作，低電平寫(xiě)指令或讀狀態(tài)，即先為0寫(xiě)入控制字再為1寫(xiě)入數(shù)據(jù)代碼確定什么字。 4.5 鍵盤(pán)部分 4.5.1 單片機(jī)鍵盤(pán)和鍵盤(pán)接口概述 單片機(jī)使用的鍵盤(pán)可分為獨(dú)立式和矩陣式兩種。獨(dú)立式實(shí)際上就是一組相互獨(dú)立的按鍵，這些按鍵可直接與單片機(jī)的I/O接口連接，其方法是每個(gè)按鍵獨(dú)占一條口線，接口簡(jiǎn)單[12]。矩陣式鍵盤(pán)也稱行列式鍵盤(pán)，因?yàn)殒I的數(shù)目較多，所以鍵按行列組成矩陣（如圖4-8所示）。 圖4-8 鍵盤(pán)接口電路圖 按一個(gè)鍵到鍵的功能被執(zhí)行主要應(yīng)包括兩項(xiàng)工作：

48、一是鍵的識(shí)別，即在鍵盤(pán)中找出被按的是哪個(gè)鍵，另一項(xiàng)是鍵功能的實(shí)現(xiàn)。第一項(xiàng)工作是使用接口電路實(shí)現(xiàn)的，而第二項(xiàng)工作則是通過(guò)執(zhí)行中斷服務(wù)程序來(lái)完成。下面來(lái)介紹鍵盤(pán)接口問(wèn)題[13]。 具體來(lái)說(shuō)，鍵盤(pán)接口應(yīng)完成以下操作功能： a 鍵盤(pán)掃描，以判定是否有鍵被按下（稱之為“閉合鍵”）。 b 鍵識(shí)別，以確定閉合鍵的行列位置。 c 產(chǎn)生閉合鍵的鍵碼。 d 排除多鍵、串鍵（復(fù)按）及去抖動(dòng)。 這些內(nèi)容通常是以軟硬件結(jié)合的方式來(lái)完成的，即在軟件的配合下由接口電路來(lái)完成。但具體那些由硬件完成由軟件完成，要看接口電路的情況?？偟脑瓌t是，硬件復(fù)雜軟件就簡(jiǎn)單，硬件簡(jiǎn)單軟件就得復(fù)雜一些。 可以為MCS-51單片機(jī)

49、實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)接口的方法和接口芯片有： a 使用單片機(jī)芯片本身的并/串行口 b 使用通用接口芯片（例如8255、8155等）/專用接口芯片8279 4.5.2 單片機(jī)鍵盤(pán)接口和鍵功能的實(shí)現(xiàn) （1） 鍵盤(pán)接口處理內(nèi)容 ① 鍵掃描 鍵盤(pán)上的鍵按行列組成矩陣，在行列的交點(diǎn)上都對(duì)應(yīng)有一個(gè)鍵。為判定有無(wú)鍵被按下（閉合鍵）以及被按鍵的位置，可使用兩種方法：掃描法和翻轉(zhuǎn)法，其中以掃描法使用較為普遍。因此下面以掃描法為例，說(shuō)明查找閉合鍵的方法?，F(xiàn)以圖4-9所示的4行×4列鍵盤(pán)為例，對(duì)鍵掃描進(jìn)行說(shuō)明。 輸入口 1 1 1 1 0 1 1 1 +5V 輸出口

50、 （a） （b） 輸入口 輸出口 1 1 1 1 1 0 1 1 +5V 1 1 0 1 1 1 0 1 輸入口 +5V 輸出口 （c） 圖4-9 鍵掃描法示意圖 首先是判定有沒(méi)有鍵被按下。如圖4-9所示，鍵盤(pán)的行線一端經(jīng)電阻接+5V電源,另一端接單片機(jī)的輸入口線。各列線的一端接單片機(jī)的輸出口線，另一端懸空。為判定有沒(méi)有鍵被按下，可先經(jīng)輸出口向所有列線輸出低電平，然后再輸入各行線狀態(tài)。若行線狀態(tài)中有低電平，則表示有鍵被按下。

51、然后再判定被按鍵的位置。因?yàn)樵阪I盤(pán)矩陣中有鍵按下時(shí)，被按鍵處的行線和列線被接通，使穿過(guò)閉合鍵的那條行線變?yōu)榈碗娖健＜俣▓D4-9中A鍵被按下，則判定鍵位置的掃描是這樣進(jìn)行的： 先使輸出口輸出0EH，然后輸入行線狀態(tài)，測(cè)試行線狀態(tài)中是否有低電平（圖4-9（a））。如果沒(méi)有低電平，再使輸出口輸出0DH，再測(cè)試行線狀態(tài)（圖4-9（b））。到輸出口輸出0BH時(shí)，行線中有狀態(tài)為低電平者，則閉合鍵找到（圖4-9（c）），通過(guò)此次掃描的行線值和列線值就可以知道閉合鍵的位置。至此行掃描似乎可以結(jié)束，但實(shí)際上掃描往往要繼續(xù)進(jìn)行下去，以發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的多鍵同時(shí)被按下。 ② 去抖動(dòng) 當(dāng)掃描表明有鍵被按下之后，緊接

52、著應(yīng)進(jìn)行去抖動(dòng)處理。因?yàn)槌Ｓ面I盤(pán)的鍵實(shí) 際上就是一個(gè)機(jī)械開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)，被按下時(shí)，由于機(jī)械接觸點(diǎn)的彈性及電壓突跳等原因，在觸點(diǎn)閉合或斷開(kāi)的瞬間會(huì)出現(xiàn)電壓抖動(dòng)，如圖4-10所示。抖動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短與鍵的機(jī)械特性有關(guān)，一般為5～10ms。而鍵的穩(wěn)定的閉合時(shí)間和操作者按鍵動(dòng)作有關(guān)，大約為十分之幾到幾秒不等。 鍵按下 前沿抖動(dòng) 后沿抖動(dòng) 圖4-10 鍵閉合和斷開(kāi)時(shí)的電壓抖動(dòng) ③ 鍵碼計(jì)算 被按鍵確定下來(lái)之后，接下來(lái)的工作是計(jì)算閉合鍵的鍵碼，因?yàn)橛辛随I碼，才能通過(guò)散轉(zhuǎn)指令把程序執(zhí)行轉(zhuǎn)到閉合鍵所對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序上去。也可以直接使用該閉合鍵的行列值組合產(chǎn)生鍵碼，但這樣

53、做會(huì)使各子程序的入口地址比較散亂，給JMP指令的使用帶來(lái)不便。所以通常都是以鍵的排列順序安排鍵號(hào)，例如，圖4-11所示的鍵號(hào)是按從左到右從上到下的順序編排的。 這樣安排，使鍵碼既可以根據(jù)行號(hào)列號(hào)以查表求得，也可以通過(guò)計(jì)算得到。按圖4-11所示的鍵碼編排規(guī)律，各行的首號(hào)依次是00H，04H，08H，0CH，如列號(hào)按0～3順序，則鍵碼的計(jì)算公式為： 鍵碼=行首號(hào)+列號(hào) 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H 08H 09H 0AH 0BH 0CH 0DH 0EH 0FH 圖4-11 鍵號(hào)排列 ④ 等

54、待鍵釋放 計(jì)算鍵碼之后，再以延時(shí)后進(jìn)行掃描的方法等待鍵釋放。等待鍵釋放是為了保證鍵的一次閉合僅進(jìn)行一次處理。 綜上所述，鍵盤(pán)接口處理的核心內(nèi)容是測(cè)試有無(wú)閉合鍵，對(duì)閉合鍵進(jìn)行去抖動(dòng)處理，求得閉合鍵的鍵碼。這些操作內(nèi)容通常都是有軟硬件相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)，但如果使用像8279這樣的專用接口芯片，可以大大簡(jiǎn)化軟件。 為了使鍵盤(pán)操作更穩(wěn)定可靠，還可以加一些附加功能，例如屏蔽功能：在對(duì)一個(gè)閉合鍵已進(jìn)行處理時(shí)，再按下其它鍵不會(huì)產(chǎn)生影響；對(duì)于一個(gè)鍵，不管按下多長(zhǎng)時(shí)間，僅執(zhí)行一次鍵處理子程序等。 （2） 鍵盤(pán)接口的控制方式 在單片機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，何時(shí)執(zhí)行鍵盤(pán)掃描和處理，可有以下3種情況： ① 隨機(jī)方式

55、，每當(dāng)CPU空閑時(shí)執(zhí)行鍵盤(pán)掃描程序。 ② 中斷方式，每當(dāng)有鍵閉合時(shí)才向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求，中斷響應(yīng)后執(zhí)行鍵盤(pán)掃描程序。 ③ 定時(shí)方式，每隔一定時(shí)間執(zhí)行一次鍵盤(pán)掃描程序，定時(shí)可由單片機(jī)定時(shí)器完成。 （3） 鍵處理子程序 在計(jì)算機(jī)中每一個(gè)鍵都對(duì)應(yīng)一個(gè)處理子程序，得到閉合鍵的鍵碼后，就可以根據(jù)鍵碼，轉(zhuǎn)相應(yīng)的鍵處理子程序（分支是使用JMP等散轉(zhuǎn)指令實(shí)現(xiàn)的），進(jìn)行字符、數(shù)據(jù)的輸入或命令的處理。這樣就可以實(shí)現(xiàn)該鍵所設(shè)定的功能[14]。 4.6電源模塊設(shè)計(jì) 4.6.1單元電源電路設(shè)計(jì) 為了能夠讓單片機(jī)和打印機(jī)更好，更穩(wěn)定地工作，采用了圖4-12所示單元電源電路，由電源變壓器、橋堆和濾波電容器所

56、組成。電源變壓器的初級(jí)電壓輸入為220V，次級(jí)輸出電壓為12V[15] [16]。 由于單片機(jī)所需的是+5V電源，經(jīng)濾波電容和三端穩(wěn)壓集成電路MC7812后可得到+12V電壓，MC7812能將15V～25V的直流電壓變換成12V的穩(wěn)定電壓，在12V的電壓中含有少量的低頻成分和接收外界的高頻成分，再經(jīng)后一級(jí)濾波后送三端穩(wěn)壓集成 圖4-12 電源電路圖 電路LM317，LM317能將大于7V～15V的直流電壓變換成+5V的穩(wěn)定電壓并且提供的較大電流以保證打印機(jī)正常工作。同時(shí)由于電流較大導(dǎo)致三端穩(wěn)壓集成電路MC7812和LM317過(guò)熱，為了確保電路工作正常，給兩個(gè)芯片分別加上散熱片。 4

57、.6.2直流穩(wěn)壓電源的檢測(cè) 本系統(tǒng)對(duì)電源要求高，因?yàn)榉€(wěn)定性和可靠性在單片機(jī)的應(yīng)用中具有格外重要的意義。為了提高穩(wěn)定性，單片機(jī)的允許電壓變化范圍很寬。通常單片機(jī)使用5V電壓，所以采用較為復(fù)雜的穩(wěn)壓電源，電源電路的主要部件采用集成的三端穩(wěn)壓器件如LM317與MC7812，穩(wěn)壓電源輸入電壓范圍寬，輸出電壓穩(wěn)定，電流較大,抗干擾能力強(qiáng)，以滿足主控系統(tǒng)和微型打印機(jī)的要求[17]。 數(shù)字萬(wàn)用表對(duì)穩(wěn)壓電源的測(cè)試結(jié)果，如表4-14所示： 輸入級(jí)（原） MC7812輸出 輸出級(jí) +5V直流穩(wěn)壓電源 220V交流電壓 11.998 V 4.997V 表4-14 電壓測(cè)試

58、 5 軟件部分 根據(jù)程序設(shè)計(jì)步驟流程圖（圖5-1），準(zhǔn)備本次設(shè)計(jì)所需要的整體流程圖和部分流程圖。 圖5-1 程序設(shè)計(jì)步驟流程圖 擬制設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 建立或修改數(shù)學(xué)類型 確立算法 編制或修改流程圖 編制或修改程序 匯編通過(guò) 上機(jī)調(diào)試 調(diào)試通過(guò) 試運(yùn)行通過(guò) 完成 Y Y N 程序有大問(wèn)題 N Y Y N 5.1 程序設(shè)計(jì)整體流程圖 通過(guò)對(duì)本設(shè)計(jì)的了解，可以知道軟件的主要作用是通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制打印機(jī)、

59、鍵盤(pán)、液晶顯示器三個(gè)外接設(shè)備。當(dāng)數(shù)據(jù)選通信號(hào)為上升沿時(shí)，單片機(jī)上的8位并行數(shù)據(jù)寫(xiě)入到打印機(jī)內(nèi)鎖存；忙判斷信號(hào)BUSY為高電平時(shí)，此時(shí)，單片機(jī)不能向打印機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)打印機(jī)忙時(shí)，調(diào)用顯示，使液晶顯示屏顯示當(dāng)前打印的信息，并可通過(guò)按鍵來(lái)改變打印數(shù)值。 首先，進(jìn)行整個(gè)程序的初始化及清屏。當(dāng)有按鍵按下時(shí)，程序判斷是哪個(gè)鍵被按下，然后執(zhí)行相應(yīng)的按鍵功能，并調(diào)用液晶顯示器，顯示所打印的內(nèi)容；當(dāng)沒(méi)有鍵按下時(shí)，返回鍵盤(pán)掃描，再判斷是否有鍵被按下。 本次程序設(shè)計(jì)的整體流程圖，如圖5-2所示： Y 清屏 調(diào)用顯示 鍵盤(pán)掃描 判斷哪個(gè)鍵被按下 執(zhí)行相應(yīng)的按鍵功能 圖5-2 程序設(shè)計(jì)整體流程圖

60、 初始化 N 鍵被按下 5.2 鍵處理的流程圖 鍵盤(pán)部分應(yīng)實(shí)現(xiàn)如下功能：首先，對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描，判斷是否有鍵被按下。如果沒(méi)有，則轉(zhuǎn)回鍵盤(pán)掃描，看下次是否有鍵被按下；如果有鍵被按下，則先對(duì)鍵進(jìn)行去抖動(dòng)，然后算出是哪個(gè)鍵被按下，再延時(shí)等待鍵釋放。因?yàn)槊恳粋€(gè)鍵都對(duì)應(yīng)一個(gè)處理子程序，得到閉合鍵的鍵碼后，就可以根據(jù)鍵碼，轉(zhuǎn)相應(yīng)的鍵處理子程序（分支是使用JMP等散轉(zhuǎn)指令實(shí)現(xiàn)的），進(jìn)行字符、數(shù)據(jù)的輸入或命令的處理。這樣就可以實(shí)現(xiàn)該鍵所設(shè)定的功能。 根據(jù)上述說(shuō)明，畫(huà)出本次程序設(shè)計(jì)的鍵處理流程圖，如圖5-3所示：

61、 Y N 開(kāi)始 鍵掃描 去抖動(dòng) 鍵碼計(jì)算 JMP@A+DPTR A=00H 01＃鍵 處理程序 00＃鍵 處理程序 …＃鍵 處理程序 …＃鍵 處理程序 … A=01H A=‥H A=nnH 圖5-3 鍵處理流程圖 鍵釋放 有無(wú)鍵按下 Y N 6 顯示與測(cè)試結(jié)果 整個(gè)電路接通后，當(dāng)鍵盤(pán)中打印按鍵按下時(shí)，微型打印機(jī)開(kāi)始工作，打印所設(shè)定的漢字，同時(shí)在液晶顯示屏上顯示所打印的內(nèi)容；當(dāng)打印完畢后，顯示屏上顯示打印完畢

62、。當(dāng)按下第十五鍵時(shí)，顯示屏清屏并顯示漢字和“請(qǐng)輸入：”，微型打印機(jī)等待打印。當(dāng)按下數(shù)字鍵中任何一個(gè)時(shí)，顯示屏上顯示相應(yīng)數(shù)字同時(shí)微型打印機(jī)打印該數(shù)字。 具體打印顯示結(jié)果如下圖6-1所示： 按鍵選擇 液晶顯示器顯示 按 下 打印鍵 天津工程師范學(xué)院通信0201班曹寶爽畢業(yè)設(shè)計(jì)。 按 下 十五鍵 按 下 數(shù)字鍵1 天津工程師范學(xué)院通信0201班曹寶爽畢業(yè)設(shè)計(jì)。請(qǐng)輸入： 天津工程師范學(xué)院通信0201班曹寶爽畢業(yè)設(shè)計(jì)。請(qǐng)輸入：1 圖6-1 打印顯示示例

63、 7 結(jié) 論 此設(shè)計(jì)體現(xiàn)了由單片機(jī)控制的微型打印機(jī)的眾多優(yōu)點(diǎn)：多功能超小體積，可用電池供電，設(shè)計(jì)緊湊，方便操作，可打印的內(nèi)容及其形式具有多樣性，節(jié)約資源（低耗材），耐用性強(qiáng)，打印精度高，且保證打印噪音低。在本次設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)了利用微型打印機(jī)打印出一段固定的文字，并可以任意打印出0～9十個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字，同時(shí)在液晶顯示器上顯示所打印的內(nèi)容；在不超過(guò)單片機(jī)內(nèi)存的情況下，根據(jù)改編程序重新設(shè)定一些字符或者表格等，就可以將所設(shè)定的內(nèi)容打印且顯示出來(lái)。 在設(shè)計(jì)制作微型打印機(jī)控制電路的過(guò)程當(dāng)中，遇到了不少問(wèn)題。例如，在打印過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)只打印出字的一半的情況，即字的

64、上半部分不對(duì)應(yīng)該字的下半部分，原因是代碼順序調(diào)反；還有一種情況就是打印亂碼，原因是打印機(jī)對(duì)單片機(jī)造成干擾。而設(shè)計(jì)制作直流穩(wěn)壓電源時(shí)，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用三端集成穩(wěn)壓電路MC7805輸出的電壓雖然可以達(dá)到5V，但是提供的電流較小，使微型打印機(jī)無(wú)法正常工作。把MC7805換成大電流穩(wěn)壓器件LM317，可得到較大的電流。由于帶負(fù)載較重導(dǎo)致穩(wěn)壓器件本身過(guò)熱，因此在穩(wěn)壓器件上加了散熱片，防止器件過(guò)熱燒壞。本設(shè)計(jì)由于水平有限，電路及程序設(shè)計(jì)還有需要改進(jìn)的地方，在今后的學(xué)習(xí)和研究中，將繼續(xù)改進(jìn)完善。 另外在調(diào)試過(guò)程中，以保證作品實(shí)現(xiàn)功能準(zhǔn)確為前提，盡量做到電路簡(jiǎn)單、美觀，效果好成本低，以增強(qiáng)其實(shí)用價(jià)值。 參考

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