【单片机】— {STC15}—{双机通信&矩阵键盘&异步串行通信&Proteus}

●题目

●原理图

 1、CPU

   STC15W4K32S4系列

STC15W4K32S4系列内含多种具体型号的单片机。下图摘自数据手册。

!!! Proteus的网络标号不区分大小写
乙机为区别甲机，乙机的标号前端加了下划线 _

 2、矩阵键盘

   ●矩阵键盘并没有按照 示意图接限流电阻(图中300欧姆的电阻，可能是限流，不理解该处电阻的作用)；也未接上拉电阻(感觉没必要)。
   ●示意图中矩阵键盘的扫描接口接的是P0口，后经DL指点P0有BUG,测试见文末，改为P6口。
   ●四路与门是在调试矩阵键盘时，为中断扫描所连接的；在这个实验中矩阵键盘的接法为查询扫描&多行扫描。

附：在Proteus的库中有已经封装好的矩阵键盘模块。

关于矩阵键盘可详见: 矩阵键盘.

 3、显示部分

  ●LED、数码管

   ●4个LED采用灌电流接法，经300欧姆排阻接VCC。
   ●使用了4个一位八段共阴数码管。
   ●LED对应按键值0—15，亮为1，灭为0，以8421BCD码显示按键值。
   ●数码管显示十进制0—15。

  ●数码管驱动电路(74HC573锁存器)

   ●数码管采用静态驱动，为节省IO口资源外接了锁存器。

●程序

代码为完整代码，关于双机通信单独的例子以及课本例程测试，可见 双机通信.

#include
#include

#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define KeyBus P6    //定义矩阵键盘接口

uchar Key_res =0; 
uchar i=0;
uchar temp=0XFF;     //串行发送临时传递参数
uchar temp1=0XFF;    //串行接收临时传递参数 
uchar busy;     //正忙标志(数据正在传输)
code uchar A[10]={0X3F,0X06,0X5B,0X4F,0X66,0X6D,0X7D,0X07,0X7F,0X6F};  //无点，数码管驱动数组

void GPIO(void);    //IO口初始化函数
void Delay5ms();		//@11.0592MHz
void UartInit(void);		//[email protected] 串行口1初始化函数
uchar Key16_Scan(void);//矩阵键盘扫描函数子程序
void Key16_Function(void); //矩阵键盘服务(功能)子函数
void SendData(void);  //发送串口数据 (串行发送采用查询方式)

void main(void)
{
	GPIO();     //IO口初始化函数
    UartInit(); //串行口1初始化函数
	ES=1;       //允许串行口1中断
	EA=1;       //总中断允许控制位
	while(1) 
	{
		Key_res =0; 
		i=Key16_Scan();   //矩阵键盘扫描函数子程序
        switch(i)
			{
			  case  1: temp=0X00;break;
			  case  2: temp=0X01;break;
		      case  3: temp=0X02;break;
		      case  4: temp=0X03;break;
			  case  5: temp=0X04;break;
			  case  6: temp=0X05;break;
			  case  7: temp=0X06;break;
			  case  8: temp=0X07;break;
			  case  9: temp=0X08;break;
			  case 10: temp=0X09;break;
			  case 11: temp=0X0A;break;
			  case 12: temp=0X0B;break;
			  case 13: temp=0X0C;break;
			  case 14: temp=0X0D;break;
			  case 15: temp=0X0E;break;
			  case 16: temp=0X0F;break;
			  default: break;
			}
        SendData();  //发送串口数据
	}
}

//-----------------------------------IO口初始化函数-----------------------------//
void GPIO(void)
{
	P0M1=0;
	P0M0=0;
	P1M1=0;
	P1M0=0;
	P2M1=0;
	P2M0=0;
	P3M1=0;
	P3M0=0;
	P4M1=0;
	P4M0=0;
	P5M1=0;
	P5M0=0;
}
//------------------------------------软件延时---------------------------------------//
void Delay5ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j;
	i = 54;
	j = 199;
	do
	{
	  while (--j);
	} while (--i);
}
//-------------------------------------串行口1初始化函数-----------------------------//
void UartInit(void)		//[email protected]
{
	SCON = 0x50;		 //8位数据,可变波特率
	AUXR |= 0x40;		 //定时器1时钟为Fosc,即1T
	AUXR &= 0xFE;		 //串口1选择定时器1为波特率发生器
	TMOD &= 0x0F;		 //设定定时器1为16位自动重装方式
	TL1 = 0xE0;		   //设定定时初值
	TH1 = 0xFE;		   //设定定时初值
	ET1 = 0;		     //禁止定时器1中断
	TR1 = 1;		     //启动定时器1
}


//---------------------------------------矩阵键盘扫描函数子程序-------------------------//

uchar Key16_Scan(void)
{
	uchar X_temp = 0,Y_temp = 0;
	uchar Key_down = 0;
	
	KeyBus = 0XFF;	
	KeyBus = 0X0F;	//高4位置0，低4位置1，此时有按键按下时，低四位的某一位会被拉低，由此定位按下的按键在第几列
	Y_temp = KeyBus&0X0F;
	
	if(Y_temp!=0X0F)	//如果检测到某列有按键按下（有按键按下时，低四位会有一位被拉低）
	{
		Delay5ms();    //按键消抖(不知道有无必要)
		KeyBus = 0X0F; 	
	    Y_temp = KeyBus&0X0F;//将KeyBus低四位的按键信息赋值给Y_temp
		if(Y_temp!=0X0F)
		{
			KeyBus = 0X0F;
			Y_temp = KeyBus&0X0F;  //将KeyBus低四位的按键信息赋值给Y_temp,反应列信息
			KeyBus = 0XF0;
			X_temp = KeyBus&0XF0;  //将KeyBus高四位的按键信息赋值给X_temp,反应行信息
			if(Key_down == 0)      //按键抬起检测，	
			{
			  switch(Y_temp)    //判断列
			  {
				  case 0X07: Key_res=1; break;
				  case 0X0B: Key_res=2; break;
				  case 0X0D: Key_res=3; break;
				  case 0X0E: Key_res=4; break;
				  default: return 0;    //无按键按下，返回0
			  }
			 switch(X_temp)    //判断行
			  {
				 case 0X70: return Key_res+12;break;
			     case 0XB0: return Key_res+ 8;break;
                 case 0XD0: return Key_res+ 4;break;
                 case 0XE0: return Key_res;   break;
                 default: return 0;	 //无按键按下，返回0	
			 }
		 }
	 }
	}
	else
		Key_down = 0;	//按键被松开
	if(Key_res)
		Key_down = 1;	//标志按键被按下，防止重入
	return Key_res;
}
    

//-----------------------------------矩阵键盘服务(功能)子函数-------------------//
void Key16_Function(void) 
{
	if(i != 0)    //按键按下
		{
			switch(i)
			{
			  case  1: P1=0XFE;P2=0XFF;break;
			  case  2: P1=0XFD;P2=0XFF;break;
		      case  3: P1=0XFB;P2=0XFF;break;
		      case  4: P1=0XF7;P2=0XFF;break;
			  case  5: P1=0XEF;P2=0XFF;break;
			  case  6: P1=0XDF;P2=0XFF;break;
			  case  7: P1=0XBF;P2=0XFF;break;
			  case  8: P1=0X7F;P2=0XFF;break;
			  case  9: P1=0XFF;P2=0XFE;break;
			  case 10: P1=0XFF;P2=0XFD;break;
			  case 11: P1=0XFF;P2=0XFB;break;
			  case 12: P1=0XFF;P2=0XF7;break;
			  case 13: P1=0XFF;P2=0XEF;break;
			  case 14: P1=0XFF;P2=0XDF;break;
			  case 15: P1=0XFF;P2=0XBF;break;
			  case 16: P1=0XFF;P2=0X7F;break;
			  default:P1=0X00;P2=0X00;break;
			}
	}
}

//------------------------串行接收中断函数 (串行接收采用中断方式)---------------------//
void uart_isr() interrupt 4
{
	if(RI)
	{
	    RI=0;       //清除RI位
        temp1=SBUF;
        switch(temp1)
	   	 {
			   case 0x00:P4=0XFF;P2=0X01;P7=A[0];P2=0X02;P7=A[0];break;
			   case 0x01:P4=0XFE;P2=0X01;P7=A[0];P2=0X02;P7=A[1];break;
			   case 0x02:P4=0XFD;P2=0X01;P7=A[0];P2=0X02;P7=A[2];break;
			   case 0x03:P4=0XFC;P2=0X01;P7=A[0];P2=0X02;P7=A[3];break;
			   case 0x04:P4=0XFB;P2=0X01;P7=A[0];P2=0X02;P7=A[4];break;
		       case 0x05:P4=0XFA;P2=0X01;P7=A[0];P2=0X02;P7=A[5];break;
			   case 0x06:P4=0XF9;P2=0X01;P7=A[0];P2=0X02;P7=A[6];break;
			   case 0x07:P4=0XF8;P2=0X01;P7=A[0];P2=0X02;P7=A[7];break;
			   case 0x08:P4=0XF7;P2=0X01;P7=A[0];P2=0X02;P7=A[8];break;
			   case 0x09:P4=0XF6;P2=0X01;P7=A[0];P2=0X02;P7=A[9];break;
			   case 0x0A:P4=0XF5;P2=0X01;P7=A[1];P2=0X02;P7=A[0];break;
		       case 0x0B:P4=0XF4;P2=0X01;P7=A[1];P2=0X02;P7=A[1];break;
			   case 0x0C:P4=0XF3;P2=0X01;P7=A[1];P2=0X02;P7=A[2];break;
			   case 0x0D:P4=0XF2;P2=0X01;P7=A[1];P2=0X02;P7=A[3];break;
		       case 0x0E:P4=0XF1;P2=0X01;P7=A[1];P2=0X02;P7=A[4];break;
		       case 0x0F:P4=0XF0;P2=0X01;P7=A[1];P2=0X02;P7=A[5];break;
			   default:P4=0XFF;break;
		  }		
   }
	 if(TI)
    {
       TI = 0;         //清除TI位
       busy = 0;       //清零正忙标志
    }

}
//-----------------------发送串口数据(串行发送采用查询方式)-------------------------------//
void SendData(void)
{
    while(busy);          //等待前面的数据发送完成
    busy = 1;             //将正忙标志置1，
	SBUF = temp;          //串行发送
}

●P0口BUG

  刚开始按照示意图使用P0口作为矩阵键盘的检测扫描接口，并没有实现功能。过程中发现P0口部分IO口不会被正常拉低、拉高，而是产生短路。尝试之后发现，只有P01和P03会和其它P0端的IO口发生短路，其他IO口正常。
(具体分析ing)
正常拉低：

发生短路：


外接上拉电阻后，P01,P03的短路情况得到改变，能够被正常拉低。但是P04和P06此时却没有了电平指示（既不是高电平，低电平，也不是高阻态或者短路）