基于P89C51鍵盤顯示控制面板的設計(08-100)

　　引言

　　隨著人機系統(tǒng)的不斷發(fā)展，對作為人機界面的控制面板設計的要求越來越高。控制面板需要經久耐用、手感良好的鍵盤，需要指示按鍵操作及系統(tǒng)工作狀態(tài)的指示燈和顯示器，同時要具有對錯誤操作或系統(tǒng)出現(xiàn)故障時能發(fā)出聲光告警指示的功能。NXP半導體公司推出的P89C51Rx2xx系列微處理器是80C51微處理器的派生器件。具有可達1K字節(jié)的片上RAM及64K字節(jié)的片上FLASH。能夠最大限度地簡化電路設計，是一款功能強大的微處理器。具有商用級、工業(yè)級兩個級別的產品，能夠較好的滿足控制面板設計需求。

　　P89C51性能特點

　　P89C51Rx2xx系列處理器是80C51微控制器的派生器件，是采用先進CMOS 工藝制造的8位微控制器，指令系統(tǒng)與80C51 完全相同。具有片內8～64K并行可編程的非易失性FLASH程序存儲器，并可實現(xiàn)對器件串行在系統(tǒng)編程(ISP)和在應用中編程(IAP)。

　　該系列處理器可工作在6時鐘或12時鐘模式，可通過時鐘控制寄存器CKCON 中的X2位來選擇。該處理器有4組8位I/O口、3個16位定時/計數(shù)器、多中斷源、1個增強型UART、片內振蕩器及時序電路。這些特性使得P89C51Rx2xx 成為功能更強大的微控制器，更好地支持應用于脈寬調制、高速I/O、工業(yè)控制等場合。P89C51Rx2xx系列處理器有以下特點：

　　* 80C51中央處理單元;

　　* 具有ISP和IAP功能的片內FLASH程序存儲器;

　　* 片內Boot ROM包含底層FLASH編程子程序，以實現(xiàn)通過UART下載 程序，可實現(xiàn)最終用戶應用中編程(IAP);

　　* 可選擇6時鐘/12時鐘工作模式，采用6時鐘周期時工作頻率可高達20MHz (相當于40MHz)，采用12時鐘周期時工作頻率可達33MHz;

　　* 外部RAM可擴展到64K字節(jié);

　　* 兩個UART口，其中一個為全雙工增強型UART。

　　控制面板電路設計

　　控制面板電路主要由微處理器、鍵盤掃描電路、顯示器、鍵盤背景燈驅動電路、蜂鳴器驅動電路、電源變換電路、狀態(tài)指示燈及RS-232串口電平變換等組成，所有元器件都選用工業(yè)級產品，以滿足工業(yè)環(huán)境條件要求。控制面板通過電源電纜和串口電纜與主機相連。控制面板原理框圖如圖1所示。

　　圖1 控制面板原理框圖

　　微處理器為P89C51RD2FA，片內1K字節(jié)的RAM及64K字節(jié)的FLASH。片內的RAM及FLASH能夠滿足系統(tǒng)程序要求，因此不再擴展外部RAM和外部FLASH。