1、键盘数码管及串口间的通信实验报告本科实验报告填写说明1学员完成人才培养方案和课程标准要所要求的每个实验后，均须提交实验报告。2实验报告封面必须打印，报告内容可以手写或打印。3实验报告内容编排及打印应符合以下要求：（1）采用A4（21cm29.7cm）白色复印纸，单面黑字打印。上下左右各侧的页边距均为3cm；缺省文档网格：字号为小4号，中文为宋体，英文和阿拉伯数字为Times New Roman，每页30行，每行36字；页脚距边界为2.5cm，页码置于页脚、居中，采用小5号阿拉伯数字从1开始连续编排，封面不编页码。（2）报告正文最多可设四级标题，字体均为黑体，第一级标题字号为4号，其余各级标题为
2、小4号；标题序号第一级用“一、”、“二、”，第二级用“（一）”、“（二）” ，第三级用“1.”、“2.” ，第四级用“（1）”、“（2）” ，分别按序连续编排。（3）正文插图、表格中的文字字号均为5号。一、实验目的和要求1、熟悉定时器、键盘、数码管及串口的工作原理；2、熟悉查询或者中断的概念和工作原理；3、能够用汇编语言/C语言编写相关程序。二、实验内容和原理（一）实验内容为： 1键盘输入+串口发送实验，串口发送内容为键盘输入键值，键值自行定义； 2串口接收+数码管显示实验，把串口接收的内容通过数码管显示出来。 （二）依据的原理：1. 根据实验箱的硬件环境，单片机选为NXP公司的P89V51R
3、D2（与80C51兼容），时钟频率为6.144MHz，串口处于工作方式1，波特率为2400bps。2. 按照要求编写相应程序，采用Keil C51进行编译，首先在集成开发环境上进行仿真，确保程序正确，然后下载到实验箱上进行检查。3. 单片机和微机都带有符合RC232C的串口，利用实验箱上的键盘、数码管和串口进行通信实验，进一步熟悉单片机的硬件、程序设计以及单片机系统开发流程。三、实验项目（一） 实验项目：键盘、数码管及串口间的通信（二） 实验原理：1 初始化：启动定时器0（用于更新数码管的显示与键盘扫描）、定时器1（用于串口与实验箱通信），串口初始化，置各种值为0，中断置1，开中断2 键盘 数
4、码管：当键盘按下后，与键盘相连的P0口发生变化，当检测到这种变化时，将行、列的变化值用x,y记录下来，经过转换，可以得到键盘上的数字值，再通过与数码管相连的P1、P2口显示到数码管上，这里，用P2控制位选，P1控制字形3 键盘 PC机：自初始化置TI为1后，出发串口中断循环执行，当发生按键时，不仅会在数码管上显示出来，而且会将send_ptr（发送标志位）设为1，此时，会将键值变换成ASCII码后送给串口的SBUF，然后即可在串口调试助手的窗口中显示出来4 PC机 数码管：在串口调试助手的输入窗口中输入一串十六进制数字，串口串行地将数字送给SBUF，SBUF通过P1和P2口显示到数码管上四、实
5、验器材（一） 清华科教TMC-2实验箱、USB转串口电缆；（二） 华硕 F80c PC机及Win 7操作系统、Keil C51集成开发环境、FlashMagic、串口调试助手。五、操作方法与实验步骤写出实验操作的总体思路、操作规范和主要注意事项；按顺序记录实验中每一个环节和实验现象。画出必要的实验装置结构示意图，并配以相应文字说明；（一） 总体思路：已在“实验项目”中说明；（二） 操作规范和主要注意事项：我认为有这么几点，一是芯片一定要放对位置；二是要分清阴极和阳极；三是线要接对；四是要正确配置好各种参数；五是要走正确的步骤。（三） 实验环节及现象：1.编写键盘、数码管及串口通信程序，代码在文
6、档的后面章节中；2.采用Keil C51集成开发环境进行编译、仿真，生成hex文件；3.准备实验箱运行环境，将实验箱连接到PC机上，调试参数；4.将hex文件下载到实验箱上，复位后，可以开始在键盘或PC机上操作。六、实验数据七、实验结果与分析发送123456877后，数码管上出现456877六个数字，这说明串口是串行地将数字发送过去，并且会一位位向左移动，最后只留下6位数字。八、问题与建议这次实验感觉比较难，要理解各种操作的原理、细节，而且实验箱不同，做出来的效果不同，然后我觉得要多向教员、小教员或者同学请教，通过交流，能更深地理解原理之类的。我认为老师应该多给些辅助性的文档，让我们个人能钻研
7、地更深。九、源程序#includeunsigned char rec_buff; /接收缓存unsigned char key_ptr; /按键状态标识unsigned char x,y; /键盘扫描横纵坐标值unsigned char key; /识别的键值unsigned char send_ptr; /发送标识 unsigned char code key_to_char=0123456789ABCDEF; unsigned char code LedTable = 0X3F, 0X06, 0X5B, 0X4F, 0X66, 0X6D, 0X7D, 0X07, 0X7F,0X6F,0xF
8、7,0xFF,0xB9,0xB F,0xF9,0xF1; /0-9,a-f 的字型码unsigned char A; /键盘比较临时变量unsigned char LED_buff6; /LED 缓存内容unsigned char LED_ptr; /LED 更新时指针位置int i;void Timer_Init(void); /定时器初始化void Uart_Init(void); /串口初始化 void init_main(void); /主函数初始化void push_LED(unsigned char a); /数码管内容向左更新unsigned char convert(unsig
9、ned char a); /返回扫描线横向纵向的位权unsigned char LED_loc_convert(unsigned char loc); /数码管位选输入转换unsigned char char_to_LED(unsigned char b); /接收的ASCII字符转换void key_scan(void); /定时器0中断处理void Uart_ISR(void); /串口中断处理void Timer_Init(void)/定时器初始化 /定时器0 TL0=0x00; /定时10ms TH0=0xFC; ET0 = 1; /开T0中断 TR0=1; /启动T0定时 /定时器1
10、 */ TL1 = 0xF3; / 波特率为2400bps TH1 = 0xF3; ET1 = 0; / 关闭T1中断 TR1 = 1; / 启动T1定时 TMOD = 0x21; /T0处于方式1， T1处于方式2-8位自动重装void Uart_Init(void) /串口初始化 PCON = 0x80; / 波特率加倍 SCON = 0x50; / 方式1，波特率可编程T1，允许接收 ES = 1; / 使能串口中断void init_main(void) /主函数初始化 x=0; y=0; /键盘扫描的横纵坐标值 key=0; /识别的键值 key_ptr=0; /按键状态标识 sen
11、d_ptr=0; /发送标识 LED_ptr=0x01; /LED更新时指针位置 EA=1; /全局中断开； TI=1;void push_LED(unsigned char a) /数码管内容向左更新 for(i=5;i0;i-)LED_buffi=LED_buffi-1; LED_buff0=a;unsigned char convert(unsigned char a) / 返回扫描线横向纵向的位权 switch(a) case 0x0E:return 0x00; case 0x0D:return 0x04; case 0x0B:return 0x08; case 0x07:return
12、 0x0C; case 0xE0:return 0x00; case 0xD0:return 0x01; case 0xB0:return 0x02; case 0x70:return 0x03; return 0x00;unsigned char LED_loc_convert(unsigned char loc) /数码管位选输入转换 switch(loc) case 0x00:return 0x01; case 0x01:return 0x02; case 0x02:return 0x04; case 0x03:return 0x08; case 0x04:return 0x10; ca
13、se 0x05:return 0x20; default:return 0x00; unsigned char char_to_LED(unsigned char b) /接收的ASCII字符转换 if(b=0x30&b=0x41&b=0x46)return b-0x37; return 0;void key_scan(void) interrupt 1 /定时器0中断处理 TL0=0x00; /定时10ms TH0=0xFC; if(LED_ptr=0x05)LED_ptr=0x00; else LED_ptr+; P2=LED_loc_convert(LED_ptr); /由LED_ptr
14、获得位选 P1=LED_buffLED_ptr; /从数码管BUFF得到显示内容/ printf(timer0n); switch(key_ptr) /键盘扫描状态机 case 0x03: P0=0x0F; A=(P0&0x0F); if(A=0x0F) key_ptr=0x00; else key_ptr=0x02; break; case 0x02: P0=0x0F; A=(P0&0x0F); if(A=0x0F) key_ptr=0x03; break; case 0x01 : P0=0x0F; A=(P0&0x0F); if(A!=0x0F)/这就是有键盘按下，检测到有某列发生变化 x
15、=A;/得到列的数值， P0=0xF0; A=(P0&0xF0); y=A; /得到行的数值 key=convert(x)+convert(y); /得到键值 send_ptr=0x01; /发送标识设为1 push_LED(LedTablekey);/数码管内容向左更新，然后最右边那位设为a，放到缓存中 key_ptr=0x02; else key_ptr=0x00; break; case 0x00: P0=0x0F; A=(P0&0x0F); if(A!=0x0F) key_ptr=0x01; break; default :key_ptr=0x00; void Uart_ISR(voi
16、d) interrupt 4 /串口中断处理 if(RI) / 接收中断 RI = 0; / 清除接收中断标志 rec_buff=SBUF; /这里拿到的是ASCII码 push_LED(LedTablechar_to_LED(rec_buff);/ 先变成16进制的数字，放入LED缓存的是字形码 else if(TI&(send_ptr!=0x00)/有发送中断并且发送标识不为0 TI = 0; / 清除发送中断标志 SBUF=key_to_charkey; send_ptr=0x00; /发送标识清零 void main() /初始化 Timer_Init(); Uart_Init(); init_main(); while(1) / 死循环，等待中断
