1 引言
bcd码又称二/十进制码，即二进制编码的十进制码，在设计、测试数字电路硬件过程或是面对带有bcd码接口的集成电路时，常常希望方便、快速地产生bcd码来完成当前的工作，检验硬件电路的正确性，例如锁相频率合成集成电路mc145163p带有4位bcd编码接口，用于设置环路n分频器，通过本文介绍而制作完成后的bcd发生器可以提供4位bcd编码输出，方便地控制每位bcd输出，可以快速地得到bcd编码而完成测试或输出bcd编码接到集成电路的bcd编码接口，无需频繁跳线。
另外，bcd编码有8421码、2421码、余3码等多种形式，本文以常见的8421码为例介绍电路的实现和程序的编写。如果对程序略加修改则可以很方便地实现其他类型的编码方式（如2421码）。本电路以
at89c2051为核心设计了4×4的矩阵键盘（s0-s15），这样只需在键盘上按下相应的按键（s0-s9）即可以产生一个对应（十进制0-9）的bcd码，通过设置切换按键（s10-s13）可以随意地控制4位中任意的一位，期间用数码管实时地显示当前bcd码对应的十进制数。
电路功能和特点：
4位bcd编码输出，利用单片机口线可以扩展位数。
改变软件中键号0-键号9（即s0-s9对应功能）的程序可以实现其他编码形式（如2421码）。参见软件部分。
电路以常用的8421码为例，并有数码显示出对应的十进制数（也可以省略）。
完整的4×4的矩阵键盘扫描执行程序，可以移植到其他应用电路中。
bcd编码由锁存器实现信号锁存，并引出接口，方便连接其他电路。
“位”控制和0-9编码输出互不影响，直接按下功能键就可以得到需要的bcd编码输出和“位数”选择。
2 电路框图
3 电路分析
at89c2051的p1口组成4×4矩阵键盘（s0-s15），其中p1.0-p1.3作为行线，p1.4-p1.7作为列线，设计键盘扫描程序可以达到预先设想的功能（见软件设计部分）。按下s0-s9可以产生0-9十进制数对应的bcd码，s10-s13用作4位bcd码的切换按键，s14、s15暂未使用，可以不安装，p3.3-p3.0是bcd码的数据输出线，从电路中可以看出，因为功用键盘而实现4位bcd编码输出，显然p3.3-p3.0作为数据总线而同时并接在4个d锁存器（4042），通过s10-s13来切换，对于4个d锁存器（u3-u6）每次只有一个有效而把p3.3-p3.0的数据“读入”然后锁存。实际上s10-s13控制p3.4和p3.5的状态（p3.4和p3.5共有4种组合）并通过2-4线译码器（u2；74ls139）得到对应的u3-u6的有效信号，表1是s10-s13控制所对应的各芯片状态，可见，u3-u6中任意一个（例如u3）处于有效状态而“读入”p3.3-p3.0数据时，其余的（u4/u5/u6）处于锁存状态，保留原来数据，因此使用者可以在任意一位中改变所希望的bcd码输出。
u2（74ls139）是2-4线译码器，功能见表1，他的输入端b，a分别接至p3.4，p3.5，输出端y0-y3取决于输入端的组合，每种组合下只有一个输出端（y0-y3）以低电平有效输出。u3-u6是d锁存器，主要是其中的5脚和6脚关系决定他们的工作状态，查阅资料得知，当5脚和6脚逻辑电位相同时，该芯片可以把d3-d0数据输出到q3-q0；当5脚和6脚逻辑电位不同时，该芯片处于锁存原来数据的状态，而不会“读入”当前的d3-d0数据，电路中把u3-u6的6脚固定接低电位，而5脚分别用u2（74ls139）的输出信号来控制，不难实现“可以单独实现对各位bcd码的设置”。4511是译码驱动，接共阴数码管显示当前每位的bcd码所对应的十进制数，方便观察，显示部分很简单，此处不在赘述，同时，显示部分在电路上不是必须的，可省略，bcd码通过j3和j2引出，之所以用两个链接器是为了更灵活、方便使用。
4 软件设计
主要是实现键盘处理，程序中必须确认是哪一个按键被按下，然后转到相应的处理程序中执行，实际上该程序是一个完整的键盘扫描程序，如果改动其中的处理子程序完全可以应用到其他的控制电路中，下文附有详细的程序和说明供参考，图2是流程图。
键盘扫描程序的任务简单讲就是：首先确认是否有按键按下，然后通过扫描判断来得到是在哪一行的按键，最后通过比较预先设定的4行表格查找并计算得到具体的按键，从而转到相应的功能程序。
（1）置列线为输入状态（p1.4-p1.7为1），行线（p1.0-p1.3）先为0，即设定的p1.7-p1.0等于f0h并把该状态保存，接这读入当前p1口状态，不难理解，只要有按键（任何一个）按下，p1口的状态肯定不是原来设定的p1.7-p1.0等于f0h，通过判断就可以实现第一步的目的：首先确认是否有按键按下？
（2）从第一行（p1.0行）开始一步步扫描，找出并确认按键在哪一行，扫描的方法步骤见表2。行线每次只有一个为0，例如第1次扫描时设定p1.0为0，而p1.1-p1.3为1，显然，在当前扫描过程中按下按键如果不是p1.0行，那么p1口状态始终是feh，因此表2说明中强调“只有任一次比较p1口不等于该数值，说明当前按键就在该行”就是这样的含义，其余各次比较也是一样道理，通过这样的判断，可以实现查找按键所在得行数。
（3）程序中定义了4个表keyvaltab1-keyvaltab4，分别存放的数据用来为比较程序服务而指示出各行的按键具体位置，表3列出按键标号和比较数据对应关系，在r2中存放行号的起始值，r0用来存放在每一行中查到按键的具体位置（r0范围是0-3），各行查找时比较的数据见表（3）。读写可以简单分析就可以得到结果，假设通过程序先判断按键在第一行，显然如果s0按下，p1.7-p1.0的状态是11101110（s1连接于p1.0和p1.4），也就是表3中s0→eeh。
（4）keycalcu子程序中通过乘3运算用于散转指令jmp，注意ljmp是3字节指令，各按键对应的功能程序安排在一起串ljmp，所以通过乘3运算才能正确对应到各按键的执行目标功能程序。
关于各键的相应处理功能就较简单，只要对应不同的按键输入相应的控制命令，对于s0-s9是控制p3.3-p3.0不同的状态以得到所对应的bcd编码，对于s10-s13则是控制p3.4，p3.5的状态以实现对u3-u6的控制，限于篇幅，详细内容可以参见程序，程序开始执行时是逐个控制4位bcd编码输出，对应的数码管依次显示，初始状态为0001，0000，0000，0000 4位bcd码分别从j3，j2引出，数码管显示为1，0，0，0。
