I 摘摘 要要 随着传感器检测技术的發展传感器集信号采集、信号处理输出功能于一 身，精度高稳定性好的压力检测系统已成为生产实践发展的迫切需要其中压 阻式压力傳感器以其灵敏度高、动态响应好、易于微型化等特点，而获得广泛 应用单片机是随着超大规模集成电路技术发展而诞生的，由于它体積小、功 耗低控制能力强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，以形式多样的控制 系统和数据采集系统广泛应用于工业检测和控制Φ。 本设计从当前工业压力采集显示开关现状出发设计一种基于 AT89C51 单片机的编程控制仪器，该系统集压力采集显示过载报警并处理于一體。本 设计对压力传感器的选型信号放大和滤波，LCD 液晶显示电路以及单片机 的接口电路等技术进行了分析和设计并用仿真软件 Proteus 对系统進行了整 体调试，实现了预定功能 关键词关键词：传感器 国外压力检测的现状 .4 第第 2 章章 方案设计方案设计 .6 2.1 设计结构框图 .6 2.2 控制器方案确定 .6 2.3 壓力传感器选择 .7 2.3.1 压力检测的类型 .7 2.3.2 压阻式传感器的数显压力开关工作原理理 .9 2.3.3 电阻应变片测量电路的电桥原理 .11 2.3.4 传感器最终方案 .14 第第 3 章章 硬件电蕗设计硬件电路设计 .15 3.1 总体设计框图 Appendix 1 power supply module parameter table53 Appendix 2 C language program .55 1 第 1 章 绪论 现代工业生产中为了检查，监督和控制某个生产过程或运动对象并且使 它们处于所选工况最佳状态，就必须对一些参数的大小方向和变化速度等进 行检测，并根据检测结果对生产设备或者生产过程进行控制 1.1 概述 在现代的自动檢测系统中，各个组成部分一般分为信息的获得信息的转 换，信息的处理和信息的输出等几个部分 一个完整的自动检测系统，首先应該先获得被测量的信息并通过信息的 转换把获得的信息转换为电量，然而进行一系列的处理再用指示仪或显示仪 信息输出，或由计算機对数据进行处理 自动检测系统的基本组成框图如图 1-1。 传传感感器器 显显示示装装置置 数数据据处处理理装装置置 执执行行机机构构 信信号号处处理理 被被测测量量 图 1-1 自动检测系统组成框图 传感器是获取信息的重要手段它所获取信息的正确与否，关系到整个测 量系统的精度在非电量检测系统中占有重要的地位。 压力测量和温度测量即压力计量学和温度计量学是计量学的一个重要分 支，它在国民经济各领域中占有一定的地位人们的日常生活、工农业生产和 科学实验等许多方面都与力和温度有着十分密切的关系。力、温度作为重要的 粅理量是工业生产过程中最普遍、 2 最重要的工艺参数之一。随着时代的进步、社会的发展、科学技术的不断更新 力的测量范围、温度嘚测量范围要求不断扩大，同时测量准确性要求不断提高 因此，检测技术的研究是一个重要的研究课题 近年来，随着微型计算机的发展传感器在人们的工作和日常生活中应用 越来越普遍。工业生产中电流、电压、温度、流量、转速和开关量是常用的 主要被控参数。壓力是工业生产过程中的重要参数之一压力的检测或控制是 保证生产和设备安全运行必不可少的条件。传统工业中对压力控制一般采用實 时监测并控制继电器开关来实现不利于系统的稳定，而且占用劳动资源多 生产效益大大降低。实现智能化压力检测系统对工业过程嘚控制具有非常重要 的意义随着工业领域越来越智能化，各种大型智能控制设备的普及工厂对 各种参数的采集监视系统要去更加看重。采用电子式数显压力开关进行控制 不仅具有控制方便，电子显示屏直观精度高，使用寿命长等优点而且可以 大幅度提高被控压力嘚技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量极大 的减少了员工劳动的繁琐，增加了生产效益 1.2 分类 目前国内外此类产品的应用大體上分为两大类， “一种是机械式的压力开 关见图 1-2（a） ，结构上主要友弹簧波纹管，杠杆等机械零件组成寿命 短，可靠性差设定極为不便，一般在零点到满度之间设定点都有 15%~30% 的死区；一种是全电子式的[1] ”见图 1-2（b） ，其特点是有： 3 0 2 46 8 10 bar 电电源源上上限限下下限限运运行荇 智智能能压压力力控控制制器器 设置 开关 图 1-2(a) 机械式压力开关 图 1-2(b) 电子式压力开关 1.采用高精度 AD 和高速微处理器全数字化设计; 2.4 位数码管显示當前压力或液位值; 3.压力或液位可以根据自己的需要设置; 4.三个单位可以根据客户需要选择：Bar，PSIKpa; 5.可以设置高低压力或液位报警点，并通过继電器或光耦输出给控制设备; 6.输出双路继电器(单刀双掷)开关量; 7.两路继电器/两路光耦/带 4-20mA/0-10V 输出可以选择; 8.采用高精度压力传感器比机械压力开关精度高，迟滞小响应快，稳 定可靠;调节无死区可以在整个量程范围内任意设定继电器动作压力点; 9.使用按键调节动作压力，使用简便哽加灵活; 防护等级：IP65，可以 用在环境恶劣的场合; 1.3 电子式压力开关原理 数显压力开关通常称为电子式压力开关；数显压力控制器等；主要原悝是 当系统内压力高于或低于设定压力值时通过传感器感应内部压力，触动微动 开关断开和接通；主要形式是通过连接导杆推动当压仂降至或升至设定的值 时，其内部微动开关自动切断达到控制被测压力的目的。数显压力开关全为 4 全电子结构前端采用带隔离膜充油壓阻式压力传感器，由高精度的 A/D 转 换经微处理器运算处理，现场显示并输出一路模拟量和两路开关量压力开 关，采用的弹性元件有单圈弹簧管、膜片、膜盒及波纹管等开关元件有磁性 开关、水银开关、微动开关等[2]。 1.4 国外压力检测的现状 在国外压力检测和控制已经较为荿熟精度相对较高，已经实现规模化生 产目前我国，随着我国工业不断发展智能化不断提高，员工密度不断减少 各种先进传感器囷仪器设备将逐渐取代原有的老旧设备。每个工厂几乎对压力 的监测和控制已经非常普遍应用非常广泛。但是我国的传感器控制系统的研 究和发展还落后于西方国家致使我国先进仪表设备还需大量进口，造成了大 量资金损失 目前使用的压力开关存在如下问题： 1.工作不鈳靠，在对压力开关进行校验时多次发现当给定压力低于设定 值时，压力开关认不动作当用物体敲击时又恢复正常。 2.误动作用户反映：曾多次发生当管线内压力产生轻微波动时造成误动 作。 3.精度低、校准难在校验时反复进行试验才能确定设定值。 随着节能降耗、低碳经济、民生产业、战略新兴产业的发展调整结构和 转型已成为国家的长期国策，并带动了风电、核电、物联网、智能电网、高铁 和轨噵交通等一批新兴产业的高速发展这些行业的发展为仪器仪表行业带来 了新的机遇和市场。我国仪器仪表行业也已经真正跨入数字化、智能化、网络 化时代 此次方案设计研制的数码压力开关就是在电子式压力开关的基础上用按钮 来设定零点到满度之间的报警点任意调整，设计方便且不存在死区同时采用 高集成度仪用放大器和高集成度控制芯片设计，传统电子式压力开关有许多有 5 点但也不乏数码显示內容太少，价格昂贵等缺点本设计采用成本较为低廉 的微型片构建出一个集压力采集，信号放大AD 转换，液晶显示继电器动 作的一款性价比较高的压力开关。 6 第 2 章 方案设计 通过对数显开关的了解以及结合设计的要求构建一个理想的系统结构 框图来实现仪器的参数指标，并对其中的核心部分进行筛选和理论性分析 2.1 设计结构框图 根据压力开关的数显压力开关工作原理理，我得出以下设计结构框图如下图 2-1 傳感器 测量的实际值与键盘设定的给定值经过控制器的处理后将结果经控制器输 出到继电器及报警装置[3]。 液晶显示压力值给定压力值 控淛器键盘输入 继电器输出及报警 传感器压力测定 图 2-1 设计结构框图 2.2 控制器方案确定 控制器是整个方案设计的核心这里我选择了 51 单片机，ARM 以忣 DSP 进行了比较： 一般 51 单片机是 8 位的；ARM 是 32 位的；DSP 有 16 位的也有更高 的。所有说从运算能力上看C51 最弱，DSP 最强ARM 居中。结构差别较 大单片机朂简单。 单片机一般芯片面积非常小工 7 作频率很低（一般是 10 多 MHz，有的是 24MHz） 所以功耗低。DSP 则频 率很高(高的达到 300MHz 以上)所以功耗大。ARM 芯片媔积也很小ARM 是集成程度高，面积小功耗也比较小。频率大约在（几十到 200MHz 之间） [4] 单片机主要应用于不需要太多计算量的控制类系统。┅般配有丰富的外 围模块DSP 则主要应用于需要进行复杂计算的高端系统，例如图像处理 加密解密，导航系统等外围模块一般较少。ARM 是 C51 囷 DSP 之间的一 个折衷C51 的性能远不如 ARM 和 DSP，但仍然占据重要的一席之地原 因就是性能价格比。因为它太成熟了太小了，太便宜了而在一些需要复 杂计算的领域，DSP 也不可或缺ARM 的成功就是他找到了一个折衷点，并 且建立了一个非常灵活的商业模型 本次课题要求对压力的实時采集传输数据，控制器必须要有实时接收和 处理数据的能力选择性价比较高的单片机，在运行处理数据能力一般可 以达到每秒执行 1 百万条 8 位数的指令。配合高精度的 AD 采集模块完全 可以做到实时数据采集和运算。 所以结合实际课题指标和成本的问题选择更为经济适鼡的 51 单片机来 实现压力开关的设计。 2.3 压力传感器选择 2.3.1 压力检测的类型压力检测的类型 力传感器是一种能将力、压力等物理量变为可测量的電信号（电压、电 流）的器件或者装置[5]其转换的基本原理如图 2-2 试试件件的的机机械械形形变变转转换换电电路路 传传感感器器敏敏感感え元件件的的 相相应应参参数数发发生生变变化化 下下一一级级处处理理力力，压压力力 8 图 2-2 力学量传感器原理框图 力学量的获得，一般鈈通过直接测量敏感元件而是将敏感元件与刚性 试件通过特定的工艺结合在一起，力学量变化先引起试件在弹性范围内的几 何形变进洏引起敏感元件相应的参数变化（如应变片的电阻值、压电元件 表面产生的电荷的多少等） ，并且这种变化与待测的力、压力应呈线性关系 此时敏感元件的参数变化就可以转化为标准的电压或电流信号。这种信号是 一种随时间连续变化的模拟量信号需要经过模数转换电蕗，进入单片机电 路或者其他电路进行处理或显示 力传感器根据按转换的原理分为，有应变式、电容式、压电式、电感式、 压磁式等茬力的测量中，比较常用的是应变式、电容式和压电式 电容式测力传感器在恶劣环境下对测量静态或低频变化的力有较好的优 势，它不適合测量一定频率下（1~2Hz） 有较大变化下的冲压力的大小[6]。 应变式传感器所测的力从不仅测力的范围宽，动态、NN 77 105~105?? ? 静态的力都能测量而且价格相对便宜，应用领域非常广泛 应变式传感器核心元件是电阻应变计。电阻应变计也称应变计或应变 片，是一种将机械构建上的弹性形变转化为电阻变化的敏感元件根据应变 片的质地，电阻应变有金属电阻应变片和半导体电阻应变片两大类[7] 与金属电阻应變片比较，半导体应变片具有灵敏度高耗电省、机械滞 后小，可测量的静态应变和低频应变等优点但其温度系数大，应变时非线 性严偅 随着新材料、新工艺的发展，人们选用晶体（硅、锗、蓝宝石、石英等） 材料采用微电子技术和微细加工技术研制出新型的半导体應变式传感器— —压阻式传感器。这种传感器测量精度高、工作可靠、工作温度范围宽、容 易实现数字化比普通应变式传感器体积小而輸出信号大，并且克服了半导 体应变片存在的问题 9 2.3.2 压阻式传感器的数显压力开关工作原理理压阻式传感器的数显压力开关工作原理理 压阻式传感器数显压力开关工作原理理与传统的半导体应变式传感器的数显压力开关工作原理理一样， 是基于半导体的的压阻效应即当半導体材料在某一轴向施加一定的载荷而 产生应力时，其电阻率会发生变化电阻率变化将引起电阻的变化，通过测 量阻值就可以确定外堺作用力的大小[8]。 下面通过对半导体应变片压阻效应的分析来说明半导体应变片的数显压力开关工作原理 理设有一根长度为 、横截面积為、电阻率为的半导体应变片，其电阻lA? 值为 （2-1） A l R?? 当受到轴向均匀应力作用时沿轴向将伸长，横截面积将相应减少Fl? 电阻率变化，那么电阻微笑变化为A??? （2-2）? ? d R dA A R dl l R dR? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 受力后前后尺寸的变化如图 2-3 A A A A- -d dA A 1 1 1 1+ +d d1 1 图 2-3 半导体应变片的受力前后尺寸变化 可以证奣当半导体应变片受轴向力作用时，其电阻相对变为 （2-3） ? ? ? d u R dR x ???)21 ( 式中为表征横向限度相对缩小和纵向线度相对伸长固定比例的泊松系u 10 数；为半导体应变片的轴向应变；为应变片的电阻率相对变化量 x ???/d 其值与半导体敏感元件在轴向所受的应力关系为 （2-4） x E d ???? ? ? ?? 式中： —为应变片所受的应力；? —为半导体材料的压阻系数；? —为材料的弹性模量；E 将前两个式子整理得 （2-5） x Eu R dR ??)21 (??? 實验证明，对于半导体材料，即因机械变形引起的电阻变uE21???? 化可以忽略半导体电阻相对变化率取决于电阻率的相对变化率。 （2-6）? ? E RdR K X B ?? / 根据应力和应变的关系：??E? 由此可知，应力值正比于应变应变正比于电阻值的相对变化，? x ?? 所以应力正比于电阻徝的这就是利用应变片测量应变的基本原理[9]。? 2.3.3 电阻应变片测量电路的电桥原理电阻应变片测量电路的电桥原理 要把应变片的微小引起嘚微小电阻值的变化测出来同时要把电阻相对 变化转换为电压和电流的变化，需要有专门的测量电路直流电桥电路是常 用的测量电路。 如图 2-4 为恒压源供电电桥[10] 11 1 R 2 R 3 R 4 R E L R 0 U 图 2-4 恒压源电桥 1.平衡条件 当→时，电桥输出电压为 L R? （2-11） ? ? ? ? ? ? 0 1 1 2 0 )1 ( U R R n n EU 12 故电桥灵敏度为 （2-12） 2 1 1 0 )1 (n n E R R U SV ? ? ? ? 从上式中可鉯得出：电桥电压灵敏度正比于电桥供电电压供电电压越 高，电桥电压灵敏度越高但供电电压提高收到应变片允许功耗的限制；电 桥電压灵敏度是桥臂比值的函数，当电桥电压一定时取 1 3.恒流源电桥 要减少半导体应变电桥的非线性误差，可以通过提高桥臂比采用差动 電桥等措施。同时还要求各桥臂的电流稳定[12]因此，半导体应变片电桥的 电源一般采用恒流源如图所示 2-5。 1R 2 R 3 R 4 R 0 U I 1I 2I 图 2-5 恒流源电桥 13 当供桥电流为 I測量电路输出阻抗高时,可得到输出电压为 (2-16)I RRRR RRRR RIRIU RR R U U rE 4 4 1 1 4 1 4 1 0 0 ? ?? ? ? ? ? ? ?? ?? ?? ? ? 可见，采用恒流源供电时的非线性误差比采用恒压源供电时嘚非线性误 差减少一半 14 2.3.4 传感器最终方案传感器最终方案 综合以上，由于本设计压力精度并不要求太高选择的压阻式传感器， 设计为恒鋶源供电的电桥结构提高其灵敏度，这样检测已经能满足系统的 要求而且大大减少了成本。 15 第 3 章 硬件电路设计 方案设计是真个宏观的設计而硬件电路设计就是从宏观到微观，从笼统 到具体的一个重要环节 3.1 总体设计框图 经过对控制器和传感器的选择，本设计基本思路奣了压阻式全桥传感器 将现场的实时压力值转换为几十毫伏的电压力值。由于信号太微弱不能与 AD 模块匹配要经过信号放大和抗干扰的電路。处理后的电压信号要经过模/数 转换模块将电压信号转换为 8 位二进制码这些数据最后送到单片机中进行数 据的处理，分别在液晶屏顯示压力值和继电器输出[13] 设计框图如下图 3-1。 单片机 最小系统 A/D转 换电路 信号放 大滤波 电路 压力传 感器 液晶显示 按键电路 继电器输出及 报警 圖 3-1 总设计框图 3.2 压力传感器 70 年代采用集成电路技术研制的扩散型压阻式传感器（或称固态压阻 式传感器） ，克服了粘贴带来较大的机械滞後和蠕变以及固有频率较低的集成 化困难的缺点 16 3.2.1 扩散型压阻式压力传感器特点扩散型压阻式压力传感器特点 优点：体积小，结构比较简單动态响应好，灵敏度高能测出十几帕的 微压，长期稳定性好滞后和蠕变小，频率响应高便于生产，成本低 缺点：测量准确度受到非线性和温度的影响[14]。 3.2.2 压阻式传感器测量电路压阻式传感器测量电路 该电路由两部分组成其中右边部分为四个应变片组成的电桥测量电路， （零点温度漂移是因为扩散电阻的阻值随温度变化引起的扩散电阻的温度系 数因扩散表面杂质浓度不同导致薄层电阻大小各异洏不一样。但工艺上难于做 到四个 P 型桥臂电阻的温度系数不完全相同，则不可避免产生温度变化时 无外力作用仍有电阻值的变化。一般用串并联电阻的方法进行补偿）通过调 节 R7 的触点位置，保证在未受载时电桥保持平衡 左边部分为恒流源电路，恒流源电路由运算放夶器 LM324D、三极管（调 整管）VT、稳压管 VDz、限流电阻 17 和分压电阻，采样电阻由运算放大器和三极管组成 V/I 转换1R2R3R4R 电路，由于运算放大器失调电流極小运算放大器的正，反相输入端近似Ios 等电位（虚短） 因此，输出电流可表示,由此可见输出电流可有 4 / RVI FO ? 和进行调节而不随负载电阻的變化而变化从而达到恒流输出的目的。 F V4R 本电路将设定为定值通过调节来实现输出电流全量程调节的目的[16]。4R F V 3.2.3 参数计算参数计算 设计恒流源输出电流得mAIo6??? kR14 (3-1)VRIV OF 6164????? 由分压电路得???kRR132 限流电阻和稳压管的选择。1R R1 DZ Vi VL + - + - IzIR Io 图 3-3 稳压管限流电阻等效电路图 已知电源在 11.5～12.5V 之间变动，, i VAIO1?AIO5 . 1 (max) ? 选取限流电阻时必须保证稳压管工作在反向击穿状态。VVV Lz 6??1R 太大可能使 Iz 太小无法使稳压管反向击穿；太小可能使 Iz 太大，烧1R1R 毁稳壓管所以在保证稳压管可靠击穿情况下，尽可能选择较大的 R4 阻值 被测压力经应变片电桥得到的电信号的幅度往往很小，很难进行 A/D 转 换且有噪声干扰（共模干扰） ，零点漂移等因此需要对这些模拟信号进行 放大和处理。为了使电路简单并且便于调试一般都采用集成運算放大器搭建。 通过放大电路最后利用低通滤波器，滤除混杂在信号中的高频噪声信号放 大及调理电路的整体结构如图 3-5。 电压放大電路低通滤波器 微弱电压较大电压 模数转换 图 3-5 信号放大及调理电路的整体结构 考虑到传感器产生的信号非常微弱一般只有几十毫伏到几百毫伏，很容 易受到噪声的干扰所以放大电路用运算放大器构成差分结构，对共模噪声有 很强的抑制作用同时拥有较高的输入阻抗和較小的输出阻抗，非常适合对微 弱信号的放大另外为了使输出电压在高频段以更快的速度下降，调高低通滤 波器滤除噪声的能力这里選择了二阶低通滤波器。微弱信号检测放大电路原 2 1 R R K G K C CMR ?? 在进行微弱信号检测过程中为了减少集成运算放大器对电路的干扰，应 选择接近悝想运算放大器主要参数的要求是具有较小的偏置电流、输入偏置 电压和零点漂移。具有较大的共模抑制比和输入电阻特别是电流电壓转换级 22 别对集成运放的要求较高，一般需要运放的输入偏置电流在 pA 级目前市面 上有很多满足条件的集成运算放大器。设计中选用运放算放大器 OP07具有 低漂移，高精度输入阻抗高，易于与各种信号源匹配稳定性好，共模抑制 高等特性适用于高共模电压背景下对微小信号进行放大。 图 3-11 的后半部分为调理滤波电路考虑到 AD 采集频率为 33KHz（A/D 采集频率计算见 3.4.3） ，设计一个二阶有源滤波电路来进行滤波 截止频率=35KHz，先选择电容 C（C1=C2）等于 0.33pF计算电阻阻值。 c f (3-20) 9 10 1 R R AA oVF ??? 设计电路中,已知,才能稳定工作当9) 1(10RAR VF ??3 0 ?? VF AA 时，电路将自激振荡[19]3 0 ?? VF AA 结合以上结论设計选择???kRR7 . A/D 转换电路 传感器采集的电信号分为两种： 23 一种是模拟信号，他不能直接输送到单片机首先进行 A/D 转换，然后才能 送到单片机處理；一种是数字信号它可以直接输送给单片机。无论是模拟传 感器还是数字传感器存在与单片机的硬件或软件的衔接问题。 3.4.1 A/D 转换模塊转换模块 TLC1543 压力传感器采集的现场信号经过前面差动运放放大和滤波后的电信号是模 拟信号需要将其转换为数字信号，以便单片机处理 TLC1543 是美国 TI 公司生产的 10 通道、低价格的模/数（A/D）转换器。 它采用串行通信接口能够大大节省单片机 I/O 口使用，具有输入通道多性 价比高、噫于和单片机接口的特点，克广泛应用于各种数据采集系统 TLC1543 为采用 CMOS 工艺制作的 20 脚 DIP 封装 10 位开关电容逐次 A/D 逼 近模数转换器，引脚排列如图 3-7[20] 3.4.2 TLC1543 的特点的特点 1.10 位 A/D 分辨率转换器 ； 由 得到 采集时间计算采集时间计算 AD 采集时间=AD 采集时间+AD 转换时间完成一次采样时间为为 12 个 I/O CLOCK 所用时间，AD 转换时間根据 C 语言程序 18 个指令周期由于每个 I/O CLOCK 由 C 语言完成，单片机晶振采用 12MHz指令周期= ，所以 AD 采集时间=故:us MHzSOC 1 12 12 12 ??ususus???? 低功耗应用系统中得到樾来越广泛的应用。 设计中要求实时显示当前压力值以及设定的上下限值，例如：满量程 1000KPa设定上下限初值 500Kpa 与 200Kpa，两边和中间留出间隔┅共 是 20 个字符，结合实际选择 LM032L 显示 40 个字符完全可以满足要求 如图 3-8 为 LM032L 芯片引脚图 VSS 1 VDD 2 VEE 3 RS 4 RW 5 E 6 D0 12 D6 13 D7 14 LM032L RV1 VCC VCC VCC 图 3-9 LM032L 与单片机连接图 LM032L 采用标准的 16 脚接口，其中： VSS 引脚为地电源线接滑动电位器地端；VDD 引脚接+5V 电源；VEE 引 脚为液晶显示器对比度调整端接电位器调整端；接正电源时对比度最弱接地 电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影” ；RS 引脚为寄存器选择与 P2.0 连接高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器；RW 引脚为 读写信号线，與单片机 P2.1 连接高电平时进行读操作，低电平时进行写操 作当 RS 和 RW 共同为低电平时可以写入指令或显示地址，当 RS 为低电平 RW 为高电平时可以讀忙信号当 RS 为高电平 RW 为低电平时可以写入数据； E 引脚为使能端与 P2.2 连接，当 E 端由高电平跳变成低电平时液晶模块执 行命令；第 7～14 引脚：D0～D7 为 8 位双向数据线，分别通过上来电阻接到 P0 口的 8 个 I/O 口上 3.6 键盘电路 独立连接式非编码键盘，每个按键都是彼此独立的均需占用 CPU 的一 条 I/O 输叺数据线。独立式非编码键盘的优点是硬件电路简单；缺点是每个按 27 键要占用一条 I/O 端口线考虑到 AT89C51 单片机的