基于P89C51键盘显示控制面板的设计(08-100)

　　引言

　　随着人机系统的不断发展，对作为人机界面的控制面板设计的要求越来越高。控制面板需要经久耐用、手感良好的键盘，需要指示按键操作及系统工作状态的指示灯和显示器，同时要具有对错误操作或系统出现故障时能发出声光告警指示的功能。NXP半导体公司推出的P89C51Rx2xx系列微处理器是80C51微处理器的派生器件。具有可达1K字节的片上RAM及64K字节的片上FLASH。能够最大限度地简化电路设计，是一款功能强大的微处理器。具有商用级、工业级两个级别的产品，能够较好的满足控制面板设计需求。

　　P89C51性能特点

　　P89C51Rx2xx系列处理器是80C51微控制器的派生器件，是采用先进CMOS 工艺制造的8位微控制器，指令系统与80C51 完全相同。具有片内8～64K并行可编程的非易失性FLASH程序存储器，并可实现对器件串行在系统编程(ISP)和在应用中编程(IAP)。

　　该系列处理器可工作在6时钟或12时钟模式，可通过时钟控制寄存器CKCON 中的X2位来选择。该处理器有4组8位I/O口、3个16位定时/计数器、多中断源、1个增强型UART、片内振荡器及时序电路。这些特性使得P89C51Rx2xx 成为功能更强大的微控制器，更好地支持应用于脉宽调制、高速I/O、工业控制等场合。P89C51Rx2xx系列处理器有以下特点：

　　* 80C51中央处理单元;

　　* 具有ISP和IAP功能的片内FLASH程序存储器;

　　* 片内Boot ROM包含底层FLASH编程子程序，以实现通过UART下载 程序，可实现最终用户应用中编程(IAP);

　　* 可选择6时钟/12时钟工作模式，采用6时钟周期时工作频率可高达20MHz (相当于40MHz)，采用12时钟周期时工作频率可达33MHz;

　　* 外部RAM可扩展到64K字节;

　　* 两个UART口，其中一个为全双工增强型UART。

　　控制面板电路设计

　　控制面板电路主要由微处理器、键盘扫描电路、显示器、键盘背景灯驱动电路、蜂鸣器驱动电路、电源变换电路、状态指示灯及RS-232串口电平变换等组成，所有元器件都选用工业级产品，以满足工业环境条件要求。控制面板通过电源电缆和串口电缆与主机相连。控制面板原理框图如图1所示。

　　图1 控制面板原理框图

　　微处理器为P89C51RD2FA，片内1K字节的RAM及64K字节的FLASH。片内的RAM及FLASH能够满足系统程序要求，因此不再扩展外部RAM和外部FLASH。