51单片机单总线应用案例：从键盘扫描到LCD显示，实战解析

# 1. 51单片机单总线简介

51单片机单总线是一种简化的总线结构，它仅包含数据总线和地址总线，不包含控制总线。这种结构使得51单片机具有成本低、功耗小、体积小的优点，非常适合于低端控制应用。

单总线的工作原理是：CPU通过地址总线向外设发送地址信号，指定要访问的外设；然后通过数据总线与外设进行数据交换。这种方式可以简化总线结构，降低系统成本。

# 2. 键盘扫描原理与实现

### 2.1 键盘扫描的基本原理

键盘扫描是一种通过单片机检测键盘按键状态的技术，用于获取用户输入。键盘扫描的基本原理如下：

- **行/列扫描：**键盘按键通常排列成矩阵形式，其中每一行和每一列都连接到单片机的引脚。
- **扫描过程：**单片机依次将行引脚置为低电平，并读取列引脚的状态。如果某一列引脚检测到低电平，则表示该列中被按下的按键与该行相交。
- **按键识别：**通过记录被按下的行和列，单片机可以识别出具体按下的按键。

### 2.2 51单片机单总线实现键盘扫描

51单片机单总线可以实现键盘扫描，其具体步骤如下：

1. **硬件连接：**将键盘的行引脚和列引脚分别连接到单片机的P0口和P2口。

2. **初始化：**
- 将P0口配置为输出模式，P2口配置为输入模式。
- 将P0口的所有引脚置为高电平。

3. **扫描过程：**
- 循环遍历P0口的所有引脚。
- 将当前引脚置为低电平，并读取P2口的所有引脚的状态。
- 如果检测到某一列引脚为低电平，则表示该列中被按下的按键与当前行相交。
- 记录被按下的行和列，并根据行/列矩阵识别出具体按下的按键。

void keyboard_scan() {
    uint8_t row, col;

    for (row = 0; row < ROW_NUM; row++) {
        // 将当前行引脚置为低电平
        P0 = ~(1 << row);

        // 读取列引脚的状态
        for (col = 0; col < COL_NUM; col++) {
            if ((P2 & (1 << col)) == 0) {
                // 检测到按键按下
                key_pressed = (row * COL_NUM) + col;
                break;
            }
        }

        // 将当前行引脚置为高电平
        P0 |= (1 << row);
    }
}

**参数说明：**

- `row`：当前扫描的行号
- `col`：当前扫描的列号
- `key_pressed`：被按下的按键编号

**代码逻辑分析：**

- 循环遍历行引脚，将当前行置为低电平。
- 循环遍历列引脚，读取其状态。
- 如果检测到某一列引脚为低电平，则表示该列中被按下的按键与当前行相交，并记录被按下的按键编号。
- 将当前行引脚置为高电平。

# 3. LCD显示原理与实现

### 3.1 LCD显示的基本原理

**液晶显示器（LCD）**是一种利用液晶材料的电光效应来显示信息的显示器件。液晶是一种介于固体和液体之间的物质，它具有流动性，但又保持了固体的分子排列有序性。在电场的作用下，液晶分子的排列方向会发生变化，从而改变液晶的光学性质，实现显示效果。

LCD显示的基本原理如下：

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