第一章 系统整体概述
本次实验模块将通过矩阵键盘来控制字符的显示输出，分别采用了LED数码显示管及LCD1602液晶显示屏这两种显示方式来显示从0到F的16个字符。
键盘显示模块整体划分为四个部分，一是单片机最小系统，用来提供本系统最基本的工作环境配置；二是一个4*4的矩阵键盘，通过线反转法进行扫描，从而控制单片机的运行，十六个按键对应输出的十六种字符；三是共阳极数码管及其串联的电阻，四是LCD1602A液晶显示屏和控制其对比度的电位器。
第二章 硬件设计与实现
1.准备电路元器件及焊接工具：STC89C51RC芯片一个、IC插座、40p排针1个、11.0592MHz晶振一个、30pF瓷片电容2个、10uF电解电容一个、排阻一个、电阻若干、LED数码管一个、LCD1602A显示屏一个、10*15cm洞洞板一个、电源线、杜邦线、下载器、电烙铁、焊锡丝等。
2.焊接电路板：按照设计好的原理图进行焊接
3.调试：下载程序，测试LED数码管和lcd显示屏是否能够正常闪烁。
- 焊接成果图
- 正面
- 背面
第三章 软件设计与编程
1.编写代码：利用keil软件进行编程，本次设计使用了汇编语言来进行编写
2.设计仿真电路图：将电源、时钟电路、复位电路、51单片机、LED数码管及LCD1602显示屏正确连接。电源选用+5v，晶振选用11.0592MHz，时钟电路选用30pF电容，复位电路选用10kΩ电阻、10uF电容，LED数码管串联470Ω电阻接在P2引脚，电阻的作用为保护电路,防止led灯被击穿，将键盘矩阵接在P0口，LCD1602A的D0-D7接口接在P1口。
3.仿真调试：用proteus进行仿真测试，将事先编好的程序导入51单片机中，以测试程序是否能达到目标要求。
- 编程
ORG 0000H
LJMP MAIN
MAIN:
RS EQU P3.7
RW EQU P3.6
E EQU P3.5
MOV P1,#00000001B ;清屏
ACALL ENABLE
MOV P1,#00111100B ; 功能设定
ACALL ENABLE
MOV P1,#00001100B ; 开关控制
ACALL ENABLE
MOV P1,#00000110B ;模式设置
ACALL ENABLE
MOV P1,#80H
ACALL ENABLE
MOV R1,#00H
MOV DPTR,#TABLE3
OR0:MOV A,R1
MOVC A,@A+DPTR
MOV P1,A
ACALL WRITE
INC R1
CJNE A,#00H,OR0
ORI:MOV P0,#0FH
MOV A,P0
CJNE A,#0FH,ORII
LJMP ORI
ORII:
ACALL KEYSCAN
MOV A,30H
MOV DPTR,#TABLE2
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,A ;数码管的显示
ACALL DELAY
MOV P1,#0C0H
ACALL ENABLE
MOV A,30H
MOV DPTR,#TABLE
MOVC A,@A+DPTR
MOV P1,A ;lcd的显示
ACALL WRITE
ACALL DELAY
SJMP ORI
AJMP $
WRITE:SETB RS
CLR RW
CLR E
ACALL DELAY
SETB E
RET
ENABLE:CLR RS
CLR RW
CLR E
ACALL DELAY
SETB E
RET
KEYSCAN:MOV P0,#0FH
MOV A,P0
ANL A,#0FH
MOV R3,A
MOV P0,#0F0H
MOV A,P0
ANL A,#0F0H
ORL A,R3
CJNE A,#0FFH,KEYPRO
RET
KEYPRO:MOV R3,A ;R3放键值
MOV DPTR,#KEYVALUE
MOV R4,#0FFH
KEY1:INC R4 ;从1到16查找键值
MOV A,R4 ;R4放偏移量
MOVC A,@A+DPTR
MOV 31H,R3
CJNE A,31H,KEY1 ;判断是否与键值相等
MOV A,R4
MOV 30H,A
RET
DELAY:
MOV R4,#60
D1:MOV R5,#60
D2:MOV R6,#30
DJNZ R6,$
DJNZ R5,D2
DJNZ R4,D1
RET
KEYVALUE: DB 77H,7BH,7DH,7EH,0B7H,0BBH,0BDH,0BEH,0D7H,0DBH,0DDH,0DEH,0E7H,0EBH,0EDH,0EEH
TABLE: DB 30H, 31H, 32H, 33H ,34H ,35H ,36H, 37H, 38H, 39H ,41H, 42H, 43H, 44H, 45H, 46H
TABLE2: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH
TABLE3: DB “ PENG CHENLIANG “,00H
END
- Proteus 仿真电路图
第四章 作品调试与分析
1.最开始使用汇编语言进行程序设计的时候，整合了数码管和LCD1602的显示程序，并使用查表法整合了数码管和LCD1602的键码，从而可以通过键盘来控制数码管和LCD的显示。整合完之后发现在有光标的显示模式下，LCD显示出的单个字符会不断闪烁，反复排查后发现，原来是写数据的操作在不断的循环执行。我通过判断键盘输入的电平是否有变化来跳出了这一循环。
2.焊接完整后导入程序发现数码管不能正常显示，仔细检查后发现自己把一个错误的程序导入了进去。，于是自己重新导入了新的程序，数码管和LCD也恢复了正常显示。
3.LCD的显示偏暗，而且存在略微的鬼影，通过调节电阻来控制V0口的电压，改善了这一现象。
4.在完成最基本的键盘显示操作后，我又自己研究了LCD的CGRAM，学会了如何自己使用字模来创造自定义的字符,并将字模导入到CGRAM。
第五章 制作感受
本次制作的键盘显示模块是继单片机最小系统之后的又一个模块，不得不说，键盘显示确实比单片机最小系统难了很多。从线反转的扫描方法，到数码管的动态显示，再到用键盘操控数码管和LCD，每一步充满了各种挫折和困顿。不光软件设计上很麻烦，硬件制作上也比单片机最小系统复杂了很多，更多的接口，更多的线路，要求更高的焊接，一个个困难阻碍着设计与制作。从电路设计到电路焊接整个过程，虽然遇到过很多挫败，也有过很多心情沮丧的时候，但更多的是知识的成长以及心中不断燃烧的好奇与热情，在这样的热情和兴趣下，自己一步步克服障碍，完成了键盘显示的设计制作，并在此基础上，自己尝试了自定义字符和电子表的制作。
通过键盘显示模块的设计与制作，自己的的确确学到了很多。从知识方面来看，自己不仅对数码管和LCD1602有了深入的认识，而且了解到了如何通过键盘来控制这两个显示模块。另外，自己也对汇编语言有了更加深入而细致的认识，看到了汇编语言相对其他语言在单片机操作上的优势，看到了汇编语言的形象化与底层化。除此之外，自己通过这个过程，也收获了更多新的技能，对单片机有了更加深入而全面的认识，为以后的理论学习和课程实践打下了一个稳健的基础。
