基于单片机的T9汉字输入法.doc
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1、论文独创性声明本人郑重声明:1. 坚持以“求实、创新”的科学精神从事研究工作。2. 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。3. 本论文中除引文外,所有实验、数据和有关材料均是真实的。4. 本论文中除引文和致谢的内容外,不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。5. 其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢意 作者签名: 日 期: 摘 要 本论文设计的是T9汉字输入法,能实现汉字的读写功能。它主要以AT89C51系类单片机作为微控制器,以STC12C5A60S2单片机为核心。用户通过拼音按键自动搜索字库中与按键相匹配的用户所想要的汉字,在显示屏上显示字
2、库中相匹配的汉字,并保存在AT24C64存储卡中。本设计主要由四大模块组成,第一块是是4*4的矩阵按键,它是本设计的输入口,用户必须要通过按键表达他想表达的汉字。二模块是STC12C5A60S2型号单片机,它主要功能是存储我所需要的汉字字库和主程序,链接各个模块之间的枢纽。第三模块是128*64的显示模块,主要是显示用户通过按键表达用户需要的汉字。第四模块是存储模块,它是用于硬件数据保护的写保护,存储用户所搜寻到的汉字。最后经过链接和调试后能实现T9输入法的汉字调用,汉字显示及存储功能,最终实现手机中T9输入法的功能。关键词:51单片机;4*4矩阵按键;12864显示屏;at24c64存储技术
3、Abstract The design of the T9 Chinese input method primarily AT89C51 microcontroller as the system class microcontroller to STC12C5A60S2 microcontroller core. User through the alphabet keys and buttons automatically search for the font that matches the user wants characters, display font that matche
4、s the characters on the screen and stored in AT24C64 memory card. This design consists of four modules, the first piece is a 4 * 4 matrix keys, it is the design of the input port, the user must express his characters want to express through the key. Two modules are STC12C5A60S2 type microcontroller,
5、 which main function is the storage I need Chinese character, hub link between the various modules. The third module is 128 * 64 display module, the main characters are displayed user needs expressed by the users through the key. The fourth module is a memory module, it is write-protected, the hardw
6、are store user data protection for the search to the characters. Finally, after linking and debugging can be realized characters call T9 input method, Chinese character display and storage capabilities, and ultimately the function of the phone T9 input method. Keywords: 51 single; 4 * 4 matrix keypa
7、d; 12864 display; at24c64 storage technology目 录1.绪论11.1 课题研究的背景和意义11.2 目前国内外研究现状11.3本课题设计的主要工作和任务22T9输入法系统方案介绍与设计22.1 T9输入法介绍22.2T9输入法的设计原理图33系统硬件设计43.1 单片机模块43.1.1 单片机的概述43.1.2简介STC12C5A60S243.1.3复位电路63.1.4 时钟电路73.2显示模块73.2.1 128*64显示屏介绍73.2.212864显示屏管脚图和技术参数83.3 4*4矩阵按键模块93.3.1矩阵按键介绍93.3.2 4*4矩阵按键
8、原理103.4 AT24C64存储模块103.4.1 AT24C64存储芯片介绍103.4.2 AT24C64存储模块电路图113.4.3 AT24C64存储芯片管脚图124.系统软件设计134.1 系统总流程图144.2 矩阵和显示模块流程图154.2.1 4*4矩阵模块流程图154.2.2 显示模块流程图164.3 KEIL开发环境17结 论18系统实物调试19参考文献22致 谢23附录A 总电路图24附录B 源程序251.绪论1.1 课题研究的背景和意义现今的资讯时代,电子设备发展速度很快,学习工作都需要电脑,手机来处理,而在我们常用的语言文字中,中文是最通用的,几乎做任何事情都要使用到
9、中文,文书处理,书信来往,即时通讯,学校作业,毕业论文,推理资料,商业简讯等等,都有绝大的比例是靠中文输入,所以有快速的中文输入工具,将是提升工作效率,帮助学习,加强人际沟通的重要事项,学一种好的中文输入法,实在是优点很多,也是现代人不可或缺的一项输入法技能。随着手机近些年的发展和普及,特别是智能手机的出现和推广,使得各类人群都在使用各式各样的实惠而功能强大的手机产品,这时,输入法也显得特别的重要,学好一种输入法将是提升工作效率,帮助学习,加强人际沟通的重要事项,学一种好的中文输入法,实在是优点很多,也是现代人不可或缺的一项输入法技能。尤其是这种简单易学的输入法,更是深得各类人群的喜爱和支持,
10、在手机运用中,这种输入法也是显得非常必要,比如五笔输入法 1难以学好, 2 重码率低但也有纯形码,能直接输入不知读音的生僻字这样的有点,但它适合专业打字员使用,不适合大多数人群的输写习惯。手写板误码率高,一些中老年人不识字,纯文本格式,无法排版等。像T9这样的输入法,具有简单易学,高效的输入方式,减少输入时按键次数,支持多种语言等优点,在手机的输入法中还是得到各类人群的青睐。1.2 目前国内外研究现状21世纪以来,几乎每个人都在用手机。在1998年中国的手机用户数量仅为2000多万户;那时的手机还没有普及,经过短短16年时间的迅速增长,中国的手机用户超过9亿,目前成为世界第一大手机用户国家,中
11、国也是国内外手机公司争先恐后想抢占的大市场。在中国手机用户输入法中T9智能输入法 、 字能输入法 和 iTAP输入法 都占据了主流地位。同时,三种输入法在具有高效输入这一共性的同时,也因各有千秋而吸引着不同的用户,形成了各自的市场和发展空间。T9智能输入法是针对移动小终端的文字输入解决方案,以输入字符高效快捷而著称。T9可应用于42种语言,支持基于繁体和简体中文输入,以及基于声码的拼音和注音文字输入。世界上有近300款手机预装了T9智能输入法,目前T9占据了全球80%的市场份额。字能输入法具有20902个汉字的高容量 字库 ,是T9输入法字库的两倍多,而这也是其相对于T9输入法最大的优势。目前
12、该输入法主要被 爱立信 的早期机型、 阿尔卡特 以及一些国产手机所采用。iTAP输入法则是 摩托罗拉 的专利。摩托罗拉不断地对iTAP输入法的字库进行更新,具有支持更多种语言的优势。但由于iTAP是在T9的基础上发展起来的,因此在输入的算法方面与T9基本相似,而在笔画输入上则支持倒插笔。 所以自己研究和制作T9输入法,从中理解它的工作原理和结构,对于世界第一大手机用户国家,了解它还是很有必要的。1.3本课题设计的主要工作和任务本设计是基于51单片机STC12C5A60S2型号的单片机基础上建立起来的T9中文汉字输入法,STC12C5A60S2单片机内有60K的存储容量,是专门存储我搜索和调用的
13、汉字字库,之所以我选STC12C5A60S2单片机作为我所保存字库的存储器,是因为它的60K的存储容量正好能保存我所使用的字库容量和程序。本设计主要有四个大的模块组成,简单介绍一下,第一块是矩阵按键模块,它是4*4的矩阵按键,它是本设计的输入口,用户必须要通过按键表达他想表达的汉字。二模块是STC12C5A60S2型号单片机,它主要功能是存储我所需要的汉字字库,链接各个模块之间的枢纽。第三模块是128*64的显示模块,主要是显示用户通过按键表达用户需要的汉字。第四模块是存储模块,它是用于硬件数据保护的写保护,存储用户所搜寻到的汉字。通过这四个模块的组成和链接,能够实现T9汉字输入法的能构成本设
14、计所要实现的搜索和存储功能等。2T9输入法系统方案介绍与设计2.1 T9输入法介绍T9输入法全名为智能输入法,字库九千多字,支持十几种语言,该输入法由美国特捷通讯软件公司研制。T9输入法具有简单易学,高效的输入方式,减少输入时按键次数,支持多种语言等优点,T9输入法解决了小型掌上设备如手机的文字输入问题,现在已经成为全球手机文字输入的标准之一。T9输入法在输入所需字以后屏幕会出现一些常见字,而这些字都可以与此字组成词组。这也是T9输入法领先于其他输入法的优越之处。目前诺基亚等公司均支持此种输入法。所以自己研究和制作T9输入法,从中理解它的工作原理和结构,对于世界第一大手机用户国家,了解它还是很
15、有必要的。T9 之所以能在中国延续至今,一方面是从旧智能手机时代使用习惯的惯性,而另一方面是由于汉字特殊的输入原理决定的。 2.2 T9输入法的设计原理图图1 T9输入法设计原理图T9输入法的设计是基于STC12C5A60S2型号的单片机基础上建立起来的T9中文汉字输入法。本设计主要有四个大的模块组成,简单介绍一下,第一块是矩阵按键模块,它是4*4的矩阵按键,它是本设计的输入口,它有四行四列组成,用扫描法扫描行列的高低电平来确认按键触发。在按键中1代表符号,2代表拼音的ABC,3代表拼音DEF以此类推,比如我想输出“中国”两字我们输入“中”字,只需要按下按键编码:9、4、6、6、4,即可实现输
16、入“中”字,在选中汉字之后在按下按键编码:4、8、6,汉字国会显示出来。这样T9 总共只需要8次按键就把中国汉字输入出来,用户必须要通过按键表达他想表达的汉字。第二模块是STC12C5A60S2型号单片机,它是本设计的控制、显示、存储的核心STC12C5A60S2单片机内有60K的存储容量,是专门存储我搜索和调用的汉字字库,之所以STC12C5A60S2单片机作为我所保存字库的存储器,是因为它的60K的存储容量正好能保存我所使用的字库容量,它主要功能是存储我所需要的汉字字库和主程序,也是各个模块链接和正常工作的纽带。第三模块是128*64的显示模块,主要是能清楚的显示用户通过按键表达用户需要的
17、汉字。第四模块是存取模块,我采用的是AT24C64芯片作为我的存取模块的核心是因为他有存存储结构比较简单,低功耗和低电压,断电后可以自动保存之前所写汉字。储容量64K也是能够完全保存我所需要字库的容量,存储和调取用户所搜寻到和保存的汉字。通过这四个模块的组成和链接,能构成本设计所要实现的搜索和存储功能等。3系统硬件设计3.1 单片机模块 3.1.1 单片机的概述单片机是现代电子设计中使用最广泛的电子元件。就是把中央处理器CPU(Central Processing Unit)、存储器(Memory)、定时器、I/0(Input/Output)接口电路等一些计算机的主要功能部件集成在一块集成电路
18、芯片上的微型计算机。它的价格低廉,功能强大,体积小,性能稳定正是本设计中所需要的。我们所说的单片机是指51系列的单片机,它有CPU、程序存储器、数据存储器、定时计数器I/O口、中断、时钟电路以及数据总线、地址总线和控制总线组成的,具有许多功能,广泛用于我们的生活。3.1.2简介STC12C5A60S2STC12C5A60S2是51单片机系列的一种,它是STC公司生产的单时钟/机器周期的单片机,具有高速、低功耗、超强抗干扰能力等优点的新一代8051单片机,指令代码与8051完全兼容,而且速度比8051快了812倍。内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速位A/D转换,针对电机控制,
19、强干扰场合。STC12C5A60S2有很多特性,例如它有增强型8051,1T(1024G)单时钟/机器周期,双线串行接口和双向数据传送协议,它的工作电压要在5.5-3.5v之间,它内部有1280字节的RAM在本单片机内部集成60K的Flash,本程序HEX大小为59K,正好能容下程序。它也是通用的I/0口,内部集成MAX810专用复位电路,它还具有EEPROM和看门狗的功能等。根据以上STC12C5A60S2所具有的功能和特点正是本设计的所需要的。所以我选用STC12C5A60S2单片机芯片做我的核心控制芯片。 图2 STC12C5A60S2单片机引脚图STC12C5A60S2单片机引脚功能P
20、0.0P0.7(3932):P0.0P0.7 P0:P0口既可以作为输入/输出口,可用于A/D转换也可以作为地址/数据复用总线使用。P1.0P1.7(1-8):P1口是带内部上拉电阻的8位双向I/O口。在EPROM编程和程序验证时,它接收低8位地址。 P2.0P2.7(21-28):P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。在访问外部存储器时,它送出高8位地址。P3.0P3.7(10-17):P3口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。3.1.3复位电路 复位电路是每个单片机模块不可缺少的,复位操作作用可以完成单片机的初始化,也可使处于死机状态下的单片机重新开始运行,所以在本设计中复位电
21、路是必不可少的。复位电路的原理是单片机在上电时,还是运行过程中发生故障时都需要复位,可以说复位操作完成单片机内电路的初始化,是单片机从一种确定的状态开始运行。上电复位电路中,利用电容充电来实现复位。在电源接通瞬间,RST引脚上的电位是高电平(VCC),电源接通后对电容进行快速充电,随着充电的进行,RST引脚上的电位也会逐渐下降为低电平。只要保证RST引脚上高电平出现的时间大于两个机器周期,便可以实现正常复位。按键复位电路中,当按键没有按下时,电路同上电复位电路。如在单片机运行过程中,按下RESET键,已经充好电的电容会快速通过200电阻的回路放电,从而使得RST引脚上的电位快速变为高电平,此高
22、电平会维持到按键释放,从而满足单片机复位的条件实现按键复位。 3.1.4 时钟电路和复位电路一样晶振电路在单机片模块中也是非常重要的,晶振是石英振荡器的简称,它在电路中的主要作用是电路产生震荡电流,发出时钟信号,便于各部分保持同步。在本设计中要用晶振电路给芯片输出时钟,保持同步。晶振还有个作用是向显卡、网卡、主板等配件的各部分提供基准频率。AT89S51和其他51系列单片机一样,其内部包含一个高增益的单级反向放大器,引脚XTAL1和XTAL2是芯片内部震荡电路的输入端和输出端。在本设计中在XTAL1,XTAL2的引脚上外接定时元件,内部振荡器便能产生激振荡,用示波器便可以观察到XTAL2输出的
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