单片机按键模块设计

单片机按键模块设计一、硬件设计1、按键的类型选择按键的类型有很多种，常见的有机械按键和触摸按键。

机械按键通过金属触点的闭合和断开来产生电信号，具有成本低、可靠性高的优点，但寿命相对较短，容易产生抖动。

触摸按键则通过电容感应或电阻感应来检测触摸动作，寿命长、外观美观，但成本相对较高，且容易受到外界干扰。

在一般的单片机应用中，机械按键通常是更经济实用的选择。

2、按键的连接方式按键可以采用独立式连接或矩阵式连接。

独立式连接适用于按键数量较少的情况，每个按键单独连接到单片机的一个 I/O 口上，这种方式简单直观，但占用的 I/O 口资源较多。

矩阵式连接则适用于按键数量较多的情况，通过将按键排列成矩阵形式，利用行线和列线的交叉点来识别按键，大大节省了 I/O 口资源，但编程相对复杂。

以 4×4 矩阵按键为例，我们需要 8 个 I/O 口，其中 4 个作为行线，4 个作为列线。

当某个按键被按下时，对应的行线和列线会接通，通过扫描行线和列线的状态，就可以确定被按下的按键。

3、上拉电阻的使用为了保证单片机能够正确检测按键的状态，通常需要在按键连接的I/O 口上加上拉电阻。

上拉电阻将I/O 口的电平拉高，当按键未按下时，I/O 口处于高电平；当按键按下时，I/O 口被拉低为低电平。

上拉电阻的阻值一般在10KΩ 左右。

4、消抖处理由于机械按键在按下和释放的瞬间，触点会产生抖动，导致单片机检测到的电平不稳定。

为了消除这种抖动，通常采用软件消抖或硬件消抖的方法。

软件消抖是在检测到按键状态变化后，延迟一段时间（一般为10ms 20ms），再次检测按键状态，如果状态保持不变，则认为按键有效。

这种方法简单易行，但会增加程序的执行时间。

硬件消抖则是通过在按键两端并联电容或使用专用的消抖芯片来实现。

电容可以吸收触点抖动产生的尖峰脉冲，使电平稳定。

但硬件消抖会增加硬件成本和电路复杂度。

二、软件编程1、按键扫描程序在软件编程中，需要编写按键扫描程序来检测按键的状态。

基于单片机的智能调光灯设计一、设计背景与意义随着科技的不断进步，人们对于生活品质的要求越来越高。

传统的固定亮度灯光已经无法满足多样化的需求。

智能调光灯能够根据环境光线、时间以及用户的个人喜好自动调节亮度和颜色，不仅为人们提供了更加舒适的照明体验，还有助于节约能源。

在办公场所，合适的灯光亮度可以提高工作效率，减少眼睛疲劳；在家庭中，智能调光灯可以营造出温馨、浪漫的氛围；在公共区域，如走廊、楼梯等，根据人员活动情况自动调节亮度，能够有效降低能源消耗。

二、系统总体设计本智能调光灯系统主要由单片机控制模块、光线传感器模块、按键输入模块、LED 驱动模块和 LED 灯珠组成。

单片机作为核心控制部件，负责接收来自各个模块的数据，并根据预设的算法进行处理，输出相应的控制信号。

光线传感器用于检测环境光线强度，将其转换为电信号传输给单片机。

按键输入模块供用户手动设置亮度、颜色等参数。

LED 驱动模块根据单片机的控制信号，为 LED 灯珠提供合适的电流和电压，实现亮度和颜色的调节。

三、硬件设计1、单片机选择选用 STM32 系列单片机，具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等优点，能够满足本系统的控制需求。

2、光线传感器采用 BH1750FVI 光线传感器，它具有高精度、低功耗的特点，能够准确测量环境光线强度，并通过 I2C 接口与单片机进行通信。

3、按键输入采用独立按键，通过检测按键的按下状态，实现用户对灯光的手动控制。

4、 LED 驱动模块选择恒流驱动芯片，如 XLSEMI XL7015，能够为 LED 灯珠提供稳定的电流，确保灯光的稳定性和可靠性。

5、 LED 灯珠选用高亮度、低能耗的贴片式 LED 灯珠，如 5050 型号，具有发光均匀、色彩丰富等优点。

四、软件设计1、主程序流程系统初始化后，单片机不断读取光线传感器和按键输入的数据。

根据光线强度和用户设置，计算出 LED 灯珠的亮度和颜色值，并通过LED 驱动模块进行控制。

技术平台采用碱性电解液电沉积活性锌粉，选取电解液浓度1.25g/cm3，电流密度150mA/cm2，电解槽温度只需控制在室温，锌粉洗涤后真空干燥，所制得的锌粉比表面积大于0.8m2/g，具有较高的电化学活性，能满足锌银电池生产需要，生产效率也达到批量生产要求。

参考文献：［1］侯新刚,王胜,王玉棉.超细活性锌粉的制备与表征［J］.粉末冶金工业,2004,14（1）:10-13.［2］李永祥,黄孟阳,任锐.电解法制备树枝状锌粉工艺研究［J］.四川有色金属,2011,（3）:45-50.［3］胡会利,李宁,程瑾宁,等.电解法制备超细锌粉的工艺研究［J］.粉末冶金工业,2007,17（1）:24-29.基于单片机的多功能数字时钟设计刘晓萌（安徽职业技术学院铁道学院/合肥铁路工程学校,安徽 合肥 230011）摘 要：常见的数字钟有时间、闹钟等功能。

本文基于单片机、温度传感器、液晶显示屏、时钟芯片等硬件设计了多功能数字时钟，软件部分采用C语言编程实现。

该多功能数字时钟包含万年历、节日、节气、温度信息显示等功能，并且在断电的情况下也能正常工作。

关键词：单片机；多功能数字时钟；C语言编程0 引言人类对于时间的需求从古到今始终存在。

古代有浑天仪、日晷，近代出现了机械时钟。

如今，传统的计时工具，甚至是电子钟都已经满足不了人们多元化的时间需求。

数字时钟具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的应用空间［1］。

使用数字时钟，用户可以获取精确到秒的时间信息，或是对时钟进行自定义的操作，为现代社会提供了极大的方便［2］。

然而，传统的数字时钟只包含时间显示、闹钟等功能，存在一定的局限性。

本文基于单片机、温度传感器、液晶显示屏、时钟芯片、键盘模块、闹铃模块和电力支持模块等硬件，设计了一款多功能的数字时钟。

1 系统硬件组成数字时钟的硬件由七个模块组成，包括：STC89C52单片机主控芯片、DS1302时钟芯片、DS18B20温度芯片、LCD1602液晶显示模块、闹铃模块、键盘模块和电源。

本栏目责任编辑：谢媛媛开发研究与设计技术１ＰＳ／２通讯简述ＰＳ／２接口有４个有效管脚：电源地、５Ｖ、数据和时钟，见图１。

主机提供５Ｖ，并且外设的地连接到主机的电源地上。

数据和时钟都是集电极开路的。

ＰＳ／２外设履行一种双向同步串行协议。

换句话说，每次数据线上发送一位数据并且每在时钟线上发一个脉冲就被读入。

外设可以发送数据到主机而主机也可以发送数据到外设，但主机总是在总线上有优先权，它可以在任何时候抑制来自于外设的通讯，只要把时钟拉低即可。

２键盘构成及其硬件设计键盘由按键阵列和识键、通讯电路构成。

键盘按键构成的电路原理如图２。

按键设置在行列线交叉点上，行列线分别连接到按键开关的两端。

行线通过上拉电阻接到＋５Ｖ上。

平时无按键动作时，行线处于高电平状态，当有按键按下时，行线电平状态将由与此行线相连的列线电平决定。

如果列线为低电平，则行线为低电平；如果列线为高电平，则行线也为高电平。

这是识别矩阵键盘按键是否被按下的关键。

图２键盘按键构成的电路原理本设计以ＡＴ８９Ｃ５２为例，对键盘按键阵列的扫描以及与ＰＣ机的通讯电路进行设计，见图３。

其中ＫＥＹ＿ＣＬＫ和ＫＥＹ＿ＤＡＴ对应ＰＳ／２接口的时钟线和数据线，负责键盘与ＰＣ机之间的通讯对话。

３模块化编程设计键盘程序需要按ＰＳ／２协议要求跟主机ＰＳ／２接口进行正常的通讯，同时对键盘按键进行扫描及去抖，并向主机发送按键相应的扫描码（包括通码和断码）。

其模块流程如图４。

３．１ＰＳ／２协议接口通讯模块主机和外设通过ＰＳ／２接口进行双向通讯。

从外设发送到主机的数据在时钟信号的下降沿（当时钟从高变到低的时候）被读取；从主机发送到外设的数据在上升沿（当时钟从低变到高的时候）被读取。

不管通讯的方向怎样，外设总是产生时钟信号。

图３键盘控制电路图３．１．１设备到主机的通讯过程当键盘想要发送数据时它首先检查时钟以确认它是否是高电平；如果不是，那么是主机抑制了通讯，设备必须缓冲任何要发送的数据，直到重新获得总线的控制权（键盘有１６字节的缓冲区）。

51单片机四位密码锁课程设计51单片机四位密码锁是一种常见的电子锁，它使用51单片机作为控制核心，通过输入四位密码来控制锁的开关。

本文将介绍关于51单片机四位密码锁的课程设计。

我们需要明确设计的目标和要求。

本设计的主要目标是实现一个四位密码锁系统，并且需要满足以下要求：1.能够输入四位数字密码。

2.密码输入正确时，能够解锁并输出解锁信号。

3.密码输入错误时，不能解锁。

4.能够重置密码。

接下来，我们将详细介绍设计的步骤和实现。

1.硬件设计：在硬件设计方面，我们需要准备以下器件：- 51单片机-数码管显示模块-按键模块-继电器模块-电源模块2.软件设计：在软件设计方面，我们需要编写51单片机的程序，通过编程实现密码锁的功能。

以下是设计的主要步骤：-初始化：设置输入输出引脚，并初始化时钟和数码管显示。

-输入密码：设计密码输入的函数，通过按键模块获取用户输入的密码。

-检验密码：设计密码检验的函数，将用户输入的密码与预设的密码进行比对。

-解锁信号：如果密码输入正确，输出解锁信号，通过继电器控制开关，实现解锁。

-密码错误：如果密码输入错误，通过数码管显示密码错误的提示信息。

-重置密码：设计密码重置的函数，将新设置的密码保存。

3.程序流程：根据以上设计的步骤，我们可以得到以下主要的程序流程：-初始化引脚和时钟。

-设置初始密码。

-进入主程序循环。

-接收用户输入的密码。

-检验密码是否正确。

-如果密码正确，显示解锁信号并控制继电器解锁。

-如果密码错误，显示密码错误信息。

-进入下一次循环。

4.调试和测试：完成程序编写后，我们需要进行调试和测试。

在测试过程中，我们需要输入正确和错误的密码进行验证，检查程序是否能够正常运行，并且能够正确判断和处理用户输入的情况。

5.优化改进：如果在测试中发现问题或不足之处，我们可以对程序进行优化和改进。

例如，可以增加密码输入的最大尝试次数，增加延时等待时间，增加密码保护等功能。

总结：通过对51单片机四位密码锁的课程设计，我们学习了如何使用51单片机编写程序，实现密码锁的功能。

— 171 —基于51单片机的智能台灯设计郭鹏程 王新元 叶其忠（沈阳航空航天大学，辽宁 沈阳 110136）【摘 要】台灯基本是一般家庭的必需品，一款智能的台灯将会对大家带来很多便利。

本创意是以单片机为核心，综合运用传感技术，达到以下三种工作模式，学习模式（可以防止用眼疲劳）、睡眠模式（一段时间之后可以自动熄灭）及起夜模式（当夜晚有人走动时自动开灯）并带有时间显示，闹铃提醒的功能。

本产品具有较强的应用性，具有节能省电、使用方便、保护眼睛、防止入室盗窃等诸多优点，同时也是未来台灯必然的发展趋势。

【关键词】台灯 智能 传感技术 单片机1作品介绍与特色本产品具有学习模式、睡眠模式及起夜模式并带有时间显示，闹铃提醒等功能。

（1）学习模式主要起保护视力、缓解疲劳、节能的作用。

在学习模式下，当热释电红外传感器检测有人并且外界环境较暗时会打开LED 灯，如果在学习时间较长时，可以通过语音播报系统进行休息提示，达到预防近视缓解视疲劳的效果，学习结束后，如果台灯附近没有人，无论光强还是光弱都可自动关灯，实现节能的目的。

（2）睡眠模式主要起提高睡眠质量、防止儿童怕黑、节能和方便作用。

在睡眠模式下，如果有儿童怕黑，定时时间内光线逐渐变暗，可以提高使用者的睡眠质量，家长也可放心睡觉，不用担心关灯问题，达到节能效果。

（3）起夜模式主要夜晚起夜时自动开灯和防止入室盗窃功能。

在起夜模式下，当微波雷达检测到有人活动时，台灯会自动点亮，如果有入室盗窃的发现台灯点亮就很有可能会被房屋主人发现，或者仓皇逃跑。

（4）“基于51单片机设计的智能台灯”利用各种传感器模块，实现以上三种功能，在传统家用电器中，这种设计肯定会给人们带来意想不到的便利。

可通过按键切换按下按键切换工作模式，操作十分简单。

（5）台灯设计成本低廉，使用的模块等在市场上都可很容易买到，经实践得知电路和程序都比较简单，实用性较强，贴合生活实际，易于开发和生产。

2总体硬件系统设计方案该系统主要由硬件和软件两大系统组成。

单片机课程设计《机器人入门》2021年亚太大学生机器人大赛——胜利鼓乐课程名称：单片机课程设计系部：自控系则专业班级：计算机控制20931学生姓名：陆小祥一、总体方案：1.工作原理:本设计使用stc89c52rc单片机做为本系统的掌控模块。

单片机可以把由ds18b20、ds1302、at24c02中的数据利用软件去展开处置，从而把数据传输至表明模块，同时实现温度、日历和闹铃的表明。

以lcd液晶显示器为表明模块，把单片机响起的数据表明出，并且表明多样化。

在表明电路中，主要依靠按键去同时实现各种表明建议的挑选与转换。

2.总体设计:设计总体框架图例如图二、系统硬件设计（单元电路设计及分析）：1.stc89c52rc单片机最轻系统：最小系统包括晶体振荡电路、复位开关和电源部分。

图2为stc89c52rc单片机的最小系统。

图2最轻系统电路图2.温度测量模块:温度测量传感器使用dallas公司ds18b20的单总线数字化温度传感器，测温范围为-55℃~125℃，可编程为9十一位~12十一位a/d切换精度，测温分辨率达至0.0625℃，使用真菌电源工作方式，cpu只需一根口线便能够与ds18b20通信，挤占cpu口线太少，可以节省大量引线和逻辑电路。

USB电路例如图3右图。

图3ds18b20测量电路3.时钟模块:时钟模块采用ds1302芯片，ds1302是dallas公司推出的涓流充电时钟芯片内含有一个实时时钟/日历和31字节静态ram通过简单的串行接口与单片机进行通信实时时钟/日历电路提供秒分时日日期月年的信息每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作可通过am/pm指示决定采用24或12小时格式ds1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信仅需用到三个口线：rst复位、i/o数据线、sclk串行时钟。

时钟/ram的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信。

ds1302工作时功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小于1mw，其接线电路如图4所示：图4时钟电路4.存储器模块:图5at24c02存储器电路5.lcd液晶显示模块:lcd液晶显示模块使用lcd1602型号，具备很低的功耗，正常工作时电流仅2.0ma/5.0v。

AT89C51单片机电子时钟的设计1.硬件设计首先，我们需要选择合适的外设硬件进行设计。

以下是一些常见的硬件组件：-AT89C51单片机-蜂鸣器-DS1302时钟模块-按键开关和对应的电阻液晶模块的连接方式如下：-VSS->GND-VDD->VCC-V0->电位器-RS->P0.7-R/W->P0.6-E->P0.5-DB0-DB7->P2.0-P2.7蜂鸣器的连接方式如下：-正极->P3.0-负极->GNDDS1302时钟模块的连接方式如下：-VCC->VCC-GND->GND-CE->P1.7-IO->P1.6-SCLK->P1.5按键开关的连接方式如下：-第一个按键->P3.1-第二个按键->P3.2-第三个按键->P3.32.软件设计在软件设计方面，我们将使用C语言编程来编写程序。

首先，我们需要定义和初始化必要的变量，例如小时、分钟和秒钟等计时变量。

然后，我们需要编写一个初始化函数来配置单片机的各种外设和寄存器。

在这个函数中，我们需要设置计时器/计数器、I/O口和中断等。

接下来，我们需要编写一个定时器中断函数，来更新计时变量并实现计时功能。

我们可以使用定时器中断来定期更新秒钟，并在需要时更新小时和分钟。

在主循环中，我们需要编写代码来控制液晶模块、蜂鸣器和按键开关等外设。

通过液晶模块，我们可以实现显示时间的功能。

通过蜂鸣器，我们可以实现头每秒发出一次滴答声的功能。

通过按键开关，我们可以实现设置时间的功能。

3.程序实现以下是AT89C51单片机电子时钟的程序框架：```c#include <reg51.h>#include <intrins.h>//定义和初始化计时变量unsigned char second = 0;unsigned char minute = 0;unsigned char hour = 0;//初始化函数void ini//配置计时器/计数器，设置定时器中断//配置I/O口和中断等//...//定时器中断函数//更新计时变量//...//主函数void mai//初始化init(;//主循环while (1)//控制液晶模块//控制蜂鸣器//控制按键开关//...}```在具体的代码实现中，我们需要根据液晶模块、蜂鸣器和按键开关等外设的具体规格和功能来编写相应的代码。

基于单片机的电梯控制系统设计随着现代社会的快速发展，电梯已成为人们日常生活中不可或缺的运输工具。

为了提高电梯的运行效率，保证其安全可靠性，设计一种基于单片机的电梯控制系统。

该系统以单片机为核心，结合传感器、按键、显示等模块，实现对电梯的运行状态、楼层信号、呼梯信号的实时监控与显示。

一、系统硬件设计1、单片机选择本设计选用AT89S52单片机作为主控芯片，该芯片具有低功耗、高性能的特点，内部集成了丰富的外围设备，方便开发与调试。

2、输入模块设计输入模块主要包括楼层传感器和呼梯按钮。

楼层传感器采用光电式传感器，安装在各楼层，用于检测电梯的运行状态和位置；呼梯按钮安装在电梯轿厢内，用于收集用户的呼梯信号。

3、输出模块设计输出模块主要包括显示模块和驱动模块。

显示模块采用LED数码管，用于实时显示电梯的运行状态、楼层位置等信息；驱动模块包括继电器和指示灯，用于控制电梯的运行和指示状态。

4、通信模块设计通信模块采用RS485总线，实现单片机与上位机之间的数据传输与通信。

二、系统软件设计1、主程序流程图主程序主要实现电梯控制系统的初始化、数据采集、处理与输出等功能。

主程序流程图如图1所示。

图1主程序流程图2、中断处理程序中断处理程序主要包括外部中断0和定时器0的中断处理。

外部中断0用于处理楼层传感器的信号，定时器0用于计时和速度控制。

三、系统调试与性能分析1、硬件调试首先对电路板进行常规检查，包括元器件的焊接、电源的稳定性等；然后分别调试输入、输出、通信等模块，确保各部分功能正常。

2、软件调试在硬件调试的基础上，对软件进行调试。

通过编写调试程序，检查各模块的功能是否正常；利用串口调试工具，对通信模块进行调试。

3、性能分析经过调试后的电梯控制系统，其性能稳定、运行可靠。

该系统能够实现对电梯运行状态、楼层信号、呼梯信号的实时监控与显示，并且具有速度快、安全可靠等特点。

该系统还具有成本低、易于维护等优点，适用于各种场合的电梯控制。

单片机按键模块设计（二）引言概述：本文将介绍单片机按键模块设计的相关内容。

按键模块在嵌入式系统中被广泛应用，能够方便地实现对系统的控制和操作。

本文将从五个大点进行阐述，包括按键模块原理介绍、按键类型选择、按键电路设计、按键功能实现和按键模块调试。

通过详细介绍和分析，将帮助读者更好地理解和使用单片机按键模块。

正文：1. 按键模块原理介绍- 按键模块是通过触发按键开关来产生不同信号的模块。

它由按键开关和其它电路组成，可以实现按键信号的检测和处理。

- 常见的按键模块原理包括矩阵式按键、独立式按键和编码式按键。

每种原理都有其适用的场景和特点。

2. 按键类型选择- 按键的类型包括机械按键和触摸按键。

机械按键通常使用弹簧结构，稳定可靠，适用于精确操作。

触摸按键使用电容或电阻感应原理，触摸灵敏，外观简洁。

- 在选择按键类型时，需要根据具体应用场景和用户需求，综合考虑按键的性能、可靠性、成本等因素。

3. 按键电路设计- 按键电路设计要考虑按键的接入、滤波、去抖动等问题。

接入问题包括按键引脚的连接和布局。

滤波问题可以通过外部电容电路实现，防止因按键抖动引起的干扰。

去抖动问题可以通过软件或硬件的方式解决，确保按键信号的稳定和准确。

4. 按键功能实现- 按键的功能实现可以通过编程来完成。

根据按键的不同组合或按下时间等条件，可以触发不同的功能操作。

- 常见的按键功能包括开关控制、菜单选择、模式切换等。

通过编程，可以灵活地定制按键功能，满足不同应用的需求。

5. 按键模块调试- 按键模块的调试主要包括按键动作测试、按键信号检测和按键功能验证。

通过合理的测试和验证，可以确保按键模块的正常工作。

- 调试可以通过示波器、调试工具等设备来实现。

通过观察按键信号的波形和分析按键功能的实现情况，可以排查和解决可能存在的问题。

总结：本文从按键模块原理介绍、按键类型选择、按键电路设计、按键功能实现和按键模块调试五个大点进行了详细阐述。

通过本文的介绍，读者可以了解到单片机按键模块设计的基本原理和实现方法，从而能够更好地应用于具体的嵌入式系统中。

引言概述：单片机按键模块设计在嵌入式系统中具有重要的作用，通过设计合理的按键模块可以方便用户与系统进行交互操作。

本文将从按键模块的硬件设计、按键扫描算法、按键去抖动、按键中断以及按键模块的应用等五个方面进行详细阐述。

正文内容：一、按键模块的硬件设计1.按键类型的选择：根据具体应用需求和用户操作方式，选择合适的按键类型，如矩阵键盘、独立按键等。

2.输入电压与电流的确定：根据按键的工作电压和电流要求，选择合适的电源电压和外部电阻。

3.按键与单片机的连接方式：根据按键的类型，确定按键与单片机的连接方式，如直接连接、串口连接等。

4.按键模块的尺寸与外观设计：根据实际应用场景和外观要求，确定按键模块的尺寸和外观设计。

二、按键扫描算法1.串行扫描算法：逐个扫描按键，判断按键是否按下。

2.并行扫描算法：同时扫描多个按键，减少扫描时间。

3.矩阵扫描算法：通过行列扫描按键，减少IO口的使用。

4.多级扫描算法：分为多级扫描，通过级联的方式减少IO口的占用。

三、按键去抖动1.硬件去抖动方法：通过添加电容、电阻等元件，使按键在按下与释放时产生延时，从而避免按键的误触发。

2.软件去抖动方法：通过软件延时的方式，根据按键的状态变化进行判断，确保按键的稳定性。

四、按键中断1.外部中断方式：通过配置外部中断向量表、中断触发方式等参数，实现按键的中断处理。

2.内部中断方式：通过编程控制，设置相关寄存器的值，实现按键的中断处理。

五、按键模块的应用1.电子产品应用：如智能家居、智能门锁等，用户可以通过按键模块进行系统操作。

2.工业自动化应用：如、自动控制设备等，按键模块用于操作控制和调试调整参数。

3.仪器仪表应用：如数字化示波器、频谱仪等，按键模块用于功能切换和参数调整。

4.通信设备应用：如无线对讲机、方式等，按键模块用于频道切换、音量调节等功能。

5.汽车电子应用：如车载导航、车载音响等，按键模块用于操作菜单、调节音量等功能。

总结：单片机按键模块的设计涉及硬件设计、按键扫描算法、按键去抖动、按键中断以及应用等多个方面。

一、项目背景随着科技的飞速发展，单片机作为一种低功耗、高性能的嵌入式系统控制单元，在各个领域得到了广泛应用。

为了提高学生的实际操作能力和项目开发经验，本实训项目旨在让学生通过实际操作和编程，掌握单片机的基本原理和应用方法。

二、实训目标1. 熟悉单片机的硬件结构和基本原理。

2. 掌握Keil uVision5等开发工具的使用。

3. 学会使用C语言进行单片机编程。

4. 培养学生的团队协作和沟通能力。

三、实训内容本次实训项目选择了基于STM32单片机的电子时钟设计作为实训内容，主要分为硬件设计和软件设计两部分。

1. 硬件设计（1）核心模块：STM32F103VET6单片机作为控制核心。

（2）时钟模块：DS1302实时时钟芯片，用于提供准确的时间和日期。

（3）显示模块：LCD1602液晶显示屏，用于显示时间、日期等信息。

（4）按键模块：4个按键，用于调整时间、设置闹钟等。

（5）蜂鸣器模块：用于闹钟功能。

2. 软件设计（1）主程序流程：初始化硬件设备，检测按键状态，根据按键操作调整时间，显示时间、日期等信息。

（2）时间调整函数：根据按键操作调整小时、分钟、秒钟。

（3）闹钟设置函数：设置闹钟时间，并在闹钟时间到来时触发蜂鸣器。

（4）显示函数：在LCD1602显示屏上显示时间、日期等信息。

四、实训过程1. 理论学习：首先，学生需要学习单片机的基本原理、硬件结构和编程方法，了解STM32单片机的特点和应用。

2. 硬件搭建：根据设计图纸，学生需要自己搭建电路板，连接各个模块。

3. 编程实践：使用Keil uVision5等开发工具，编写C语言程序，实现电子时钟的各项功能。

4. 调试与测试：对程序进行调试，确保电子时钟能够正常工作。

5. 项目报告：撰写实训报告，总结实训过程中的收获和体会。

五、实训成果通过本次实训，学生掌握了以下技能：1. 熟悉了STM32单片机的硬件结构和基本原理。

2. 掌握了Keil uVision5等开发工具的使用。

ARM LM3S618的ADC模块键盘设计u江苏银佳企业集团有限公司何朝阳吴立琴朱忠伟摘要结合Luminary公司推出的A RM7LM3S618嵌入式微处理器,利用其具有特色的ADC模块提出了一种新颖的键盘设计、处理方案。

本文详细地介绍了该ADC模块及其使用方法;分析了3种键盘工作方式;并给出了部分硬件结构框图,以及按键处理部分的软件设计。

关键词LM3S618A RM Cortex-M3ADC模块键盘引言Luminary M icro St ellaris系列微处理器是首款基于ARM Cort ex-M3的控制器。

St ellaris系列的LM3S618微控制器除了拥有ARM微处理器所具有的众多优点外,还具有高性能、小体积封装、低功耗、片上可选择多种外设等优点,应用范围很广。

其具备的多种32位和16位定时器,10位A/D转换器、带有死区输出的PWM功能,尤其适用于工业控制,如电源设备等。

与传统的ADC模块多数采用单采样或双采样的方法收集采样数据不同,LM3S618的ADC模块采用的是一种基于序列(sequence-based)的可编程方法,每个序列含1~ 8次采样。

该A DC模块采样率可达500kHz;含有6个模拟输入通道以及4个可编程的采样转换序列,每个序列均带有相应的转换结果FIFO;可通过灵活地触发控制方式来触发,如控制器、定时器、模拟比较器、PWM、GPIO。

采样序列均为一系列程序化,每个采样序列均能灵活地编程,其输入源、触发事件、中断的发生和序列优先级都可以配置的。

本文所述内容是风光互补控制电源项目的一个组成部分。

本项目人机交互界面按键包括/启动/停止0、/增加0、/减少0、/设置0、/查询0、/退出06个按键。

由于I/O 口数目不够,故采用ADC来设计按键电路,本文对如何高效地处理键译程序进行了一定的探讨。

1ADC功能描述1.1采样序列发生器采样控制与数据捕获是由采样序列发生器(sample sequencer)负责处理的,所有序列发生器的实现方法都相同,不同的只是各自可以捕获的采样数目和FIFO深度表。

单片机17种常见的电路设计模块1、双路232通信电路3线连接方式，对应的是母头，工作电压5V，可以使用MAX202或MAX232.2、三极管串口通信本电路是用三极管搭的，电路简单，成本低，但是问题，一般在低波特率下是非常好的。

3、单路232通信电路三线方式，与上面的三级管搭的完全等效。

4、USB转232电路采用的是PL2303HX,价格便宜，稳定性还不错。

5、SP706S复位电路带看门狗和手动复位，价格便宜(美信的贵很多)，R4为调试用，调试完后焊接好R4。

6、SD卡模块电路(带锁)本电路与SD卡的封装有关，注意与封装对应。

此电路可以通过端口控制SD 卡的电源，比较完善，可以用于5V和3.3V。

但是要注意，有些器件的使用，5V 和3.3是不一样的。

7、LCM12864液晶模块(ST7920)本电路是常见的12864电路，价格便宜，带中文字库。

可以通过PSB端口的电平来设置其工作在串口模式还是并行模式，带背光控制功能。

8、LCD1602字符液晶模块(KS0066)最常用的字符液晶模块，只能显示数字和字符，可4位或8位控制，带背光功能。

9、全双工RS485电路(带保护功能)带有保护功能，全双工4线通信模式，适合远距离通信用。

10、RS485半双工通信模块可以通过选择端口选择数据的传输方向，带保护功率。

此模块只能工作在5V.11、ARM JTAG仿真接口电路比较完善，可以应用在常规的ARM芯片下，具有有自动下载功能，可以用JLINK 或ULINK.12、5V电源模块这个电路比较简单，如果用直插可以达到1.5A，如果用贴片的可以到达1A。

13、3.3电源模块可以到达800mA，价格非常便宜，也有相应的1.8/1.2的芯片，可以直接替换。

14、最常用的开关电源15、DS1302数字时钟一款非常普及的时钟电路，好用，成本低。

16、AT24C02(EEPROM)最常用的EEPROM电路。

17、蜂鸣器驱动这个电路简单就不多说了。

目录第一章引言 (3)第二章硬件设计 (4)2.1设计原则 (4)2.2 AT89S51单片机主控制模块 (5)2.3 键盘模块 (5)2.4 ADC模块 (6)2.5 DAC模块 (7)2.6温度采集模块 (7)2.7显示模块 (8)2.8其他模块 (9)第三章软件设计 (10)3.1 键盘模块程序设计 (11)3.2 ADC模块程序设计 (12)3.3 DAC模块程序设计 (12)3.4温度采集模块程序设计 (13)3.5数码管显示模块程序设计 (14)致谢 (16)参考文献 (17)附录 (18)附录1 键盘模块部分程序 (18)附录2 AD模块部分程序 (19)附录3 DA模块部分程序 (21)附录4 测温模块部分程序 (22)摘要：设计一种基于AT89S51单片机的开发板，该开发板具有成本低、体积小、可靠性高、功能齐全、低功耗设计、操作方便等特点。

本论文详细介绍了该开发板的开发过程及相关硬件结构和软件设计。

开发板以ATMEL公司的AT89S51单片机为核心控制器。

开发板可以作为主控制模块安装于控制系统中执行控制任务，也可以用作实验板，完成单片机各类通用实验，操作简单，控制结果可见，性价比高，可以应用于高校、科研院所的实验室等场合，具有一定的实用价值和现实意义。

关键词：AT89S51；液晶显示；键盘2基于单片机的最小系统设计第一章引言单片机具有成本低、体积小、可靠性高、具有高附加值、通过更改软件就可以改变控制对象等优点，单片机越来越成为电子工程师设计产品时的首选器件之一。

因此拥有一块单片机开发板对单片机学习具有着极其重要的意义。

但是单片机学习效果的优劣直接取决于单片机的选择，C51系列单片机内部具有128字节RAM、5个中断源、32条I/O口线、2个16位定时器、4KB的程序存储器、一个全双工异步串行口。

本开发板选择具有ISP在线编程功能的AT89S51单片机，该单片机不需要烧写器，可在开发板上ISP在线编程，具有广泛的应用前景。

现代电子技术Modern Electronics TechniqueApr. 2024Vol. 47 No. 82024年4月15日第47卷第8期0 引 言在工农业生产和人们日常生活中，温度是重要的控制量之一，例如：在冶金、窑炉、粮库、温室大棚、生物、医药、化工、休闲及居住场所等方面都需要对温度进行实时监测和控制[1⁃3]。

在某些生产领域，温度控制直接关系到产品的质量和性能，需要更加精确的温度控制系统[4⁃5]。

温度具有滞后、惯性大、非线性等特点，很难精确控制[6]，为此，文中设计了一款智能温度控制系统，采用STC89C52单片机为控制器。

PID 算法因其控制方法简单、效果好，在工业领域的温度控制方面被广泛应用[7⁃9]，DOI ：10.16652/j.issn.1004⁃373x.2024.08.013引用格式：祖一康，徐妙婧.基于单片机和PID 算法的温度智能控制系统设计[J].现代电子技术，2024，47（8）：83⁃89.基于单片机和PID 算法的温度智能控制系统设计祖一康1， 徐妙婧2（1.黄冈师范学院 机电与智能制造学院， 湖北 黄冈 438000； 2.黄冈师范学院 物理与电信学院， 湖北 黄冈 438000）摘 要： 为提高温度控制的智能化水平，设计一种智能温度控制系统。

该系统以STC89C52单片机为控制器，采用PID 算法控制温度，具有语音播报和手机远程控制等功能。

采用DS18B20温度传感器采集环境温度；设计LCD12864显示电路实时显示当前温度、温度上下限以及温度状态；设计WT588D 语音提醒电路，当测量温度小于下限或大于上限时发出语音提醒；设计按键电路实现温度上下限值的设定；设计蓝牙通信电路，与手机APP 通信，实现远程控制；采用PID 算法输出控制量，控制固态继电器驱动加热或降温装置，实现温度控制。

其次，对温度控制系统的硬件和软件进行设计，并制作实物进行运行测试。

键盘模块4.7.1 设计目的及任务1、设计任务：设计一个具有16种逻辑状态的键盘以及相应的外围驱动电路。

2、功能指标：键盘正常为开路状态，压下时为闭合状态。

应具有防抖动功能，方法不限。

3、设计要求：所设计的键盘模块应满足EDP实验仪系统设计要求，并能与整个系统有效结合。

以下是一个4×4键盘的原理、设计范例及其相应电路的讲解，仅供参考。

4.7.2 键盘的基本工作原理1、基本原理一般来说，键盘有两种接口方式：独立式和行列式。

独立式是指将每个按键一一对应地接到单片机的输入口线上，如图4-7-1所示。

图4-7-1：独立式按键结构每一个键的状态通过读入键值的高低电平来区分。

正常状况下，与键盘所连接的单片机的I/O 端口被设置为高电平，即“1”状态，当有键按下时，与之相连的单片机的I/O 端口将被拉成低电平，即“0”状态。

这种方式电路设计比较直观，软件结构简单，一般用在按键数目不多的场合。

但当按键数目较多时，独立式键盘方式将大量占用单片机的I/O 口线，通常的办法是采用行列式键盘。

行列式键盘也称矩阵式键盘，一般应用在按键较多的系统之中。

行列式键盘通过I/O 口线组成行、列结构，按键设置在行、列的交叉点上，如图4-7-2所示。

一个4×4的行列结构可组成16个键的键盘。

这样，当单片机系统的资源有限时，可以节省大量的I/O 口线。

在单片机应用系统中，用的较多的方法是通过8255、8155 等I/O 口扩展芯片来外接键盘，或者利用单片机的串行接口通过串/并转换芯片74IS164来扩展键盘。

通过I/O 口或者利用8155、8255 I/O 扩展芯片组成的键盘电路，往往会占用CPU 有限的软件资源，使之负担过重。

因此，一些芯片公司推出了通用键盘/显示接口芯片，比较典型的有Intel 公司早期的8279，广州周立功单片机有限公司的7289等等。

早期的键盘/显示芯片如8279一般采用并行接口方式，现在推出的一些芯片则采用流行的SPI 或I 2C 总线接口方式，易于和单片机接口使用，可最大限度地简化系统的硬件设计，同时节省了CPU 的I/O 口资源。

基于AT89C5131单片机和CPLD的USB接口用户专用键盘设计摘要：随着时代的发展，科技的进步，以及某些特殊场合情况下控制模块的深入研究和快速发展，我们需要研究出一种满足用户可自定义按键功能要求的用户专用键盘模块。

本设计采用带有usb微控制器单片机芯片at89c5131为通信的控制核心，at89c5131有较快的处理速度和较大的存储容量，还可以在系统编程，是usb接口设计的理想选择，通过编写单片机固件驱动程序和cpld控制程序，将硬件构造模块化，应用至相关特殊行业中。

关键词：at89c5131；cpld；usb；键盘设计中图分类号：tp368.11文献标识码：a文章编号：1007-9599 (2013) 06-0000-02随着时代的发展，科技的进步，以及某些特殊场合中情况下控制模块的深入研究和快速发展，我们需要研究出一种满足用户可自定义按键功能要求的用户专用键盘模块。

在用户专用键盘模块上可按用户要求布局各种功能按键，在模块面板上与按键内印制功能指示说明，例如设备的“开”、“关”、“升”、“降”等功能，用户可根据指示说明的详细流程，进而进行操作键盘模块以控制设备。

操作功能按键，按键键码由用户专用键盘发送至主机，主机返回对应点灯码或灭灯码控制用户专用键盘按键内部指示灯的亮、灭，同时主机接收键码调用对应函数控制外部设备以实现相应功能。

1用户专用键盘硬件设计本次设计用户专用键盘模块主要由at89c5131单片机、cpld、eao功能按键组成。

at89c5131单片机控制电路的主要功能是与主机进行通信，执行主机按键状态查询命令。

因单片机gpio口数量相对较少，故选择cpld作为按键和按键指示灯的扩展电路，这样的选择更适合我们的用户专用键盘的扩展设计。

1.1单片机控制设计at89c5131单片机是atmel公司生产的基于52内核的高性能微处理器芯片。

用户可以使用片上的boot loader或flashapi，通过usb接口或其他接口对flash存储器（32kb）和e2prom存储器（1kb）进行isp或者iap编程。

题目基于单片机的多功能台灯设计淄博职业学院毕业设计摘要毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。

对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。

作者签名：日期：毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。

有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。

学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。

保密的论文（设计）在解密后适用本规定。

作者签名：指导教师签名：日期：日期：注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它摘要随着时代的进步，科学技术的发展，单片机已经渗透到我们生活中的各个角落。