矩阵键盘扫描实验
DSP实验报告
实验名称：矩阵键盘扫描实验系部：物理与机电工程学院专业班级：
学号：
学生姓名：
指导教师：
完成时间：2014-5-8
报告成绩：
矩阵键盘扫描实验
一、实验目的
1.掌握键盘信号的输入，DSP I/O的使用；
2.掌握键盘信号之间的时序的正确识别和引入。
二、实验设备
1. 一台装有CCS软件的计算机；
2. DSP试验箱的TMS320F2812主控板；
3. DSP硬件仿真器。
三、实验原理
实验箱上提供一个 4 * 4的行列式键盘。TMS320F2812的8个I / O口与之相连，这里按键的识别方法是扫描法。
当有键被按下时，与此键相连的行线电平将由此键相连的列线电平决定，而行线的电平在无法按键按下时处于高电平状态。如果让所有的列线也处于高电平，那么键按下与否不会引起行线电平的状态变化，始终为高电平。所以，在让所有的列线处于高电平是无法识别出按键的。现在反过来，让所有的列线处于低电平，很明显，按键所在的行电平将被拉成低电平。根据此行电平的变化，便能判断此行一定有按键被按下，但还不能确定是哪个键被按下。假如是5键按下，为了进一步判定是哪一列的按键被按下，可在某一时刻只让一条列线处于低电平，而其余列线处于高电平。那么按下键的那列电平就会拉成低电平，判断出哪列为低电平就可以判断出按键号码。
模块说明：
此模块共有两种按键，KEY1—KEY4是轻触按键，在按键未按下时为高电平输入FPGA，当按键按下后对FPGA输入低电平，松开按键后恢复高电平输入，KEY5—KEY8是带自锁的双刀双掷开关，在按键未按下时是低电平，按键按下时为高电平并且保持高电平不变，只有再次按下此按键时才恢复低电平输入。每当按下一个按键时就对FPGA就会对此按键进行编码，KEY1—KEY8分别对应的是01H、02H、03H、04H、05H、06H、07H、08H。在编码的同时对DSP产生中断INT1，这个时候DSP就会读取按键的值，具体使用方法可以参考光盘例程
key,prj。
实验流程图：
四、实验步骤
1．把2812 模块小板插到大板上；打开液晶模块的电源开关；
2．按下键盘按键，液晶会显示所按键的号码。
3．设置Code Composer Studio 2.21在硬件仿真(Emulator)方式下运行。
4．启动Code Composer Studio 2.21选择菜单Debug→Reset CPU。
5．打开工程文件打开本实验的工程编译Example_key.prj浏览Example_key.c文件的内容，理解各语句作用。
6．编译并下载程序，生成输出文件.OUT，通过仿真器把执行代码下载到DSP 芯片；
7．运行；按下键盘按键，液晶会显示所按键的号码。
五、实验结果及分析
矩阵键盘录入名字英文缩写、学号同时结合lcd显示汉字和学号
六、实验总结
运行程序后，在按下键盘上的按键时，会显示相对应的键号（键号为：0-9、A-D、#、* 共十六的键号），其显示是通过液晶显示器显示出来，显示格式为：“key is X”。通过本次实验使我了解KEY 轻触按键的按键扫描及消除按键的机械抖动方法，4*4矩阵键盘的设定及其IO口的配置方式，进一步掌握用C语言编写DSP程序的方法，及编译、除错能力。
附页：实验原程序代码
#include"include/DSP281x_Device.h"// DSP281x Headerfile Include File
#include"include/DSP281x_Examples.h"// DSP281x Examples Include File
unsigned short key,keyvalue;
unsigned char nAsciiDot[] = // ASCII
{ //********************** };//ASCII字模的数据表-
void Gpio_select(void);
void delay(int time)
{ int i,j;
for(i=0;i for(j=0;j<1200;j++);} void wcom(unsigned char com) { Reg08=com; } void wdata(unsigned char dat) { Reg07=dat; } void lcdinit(void) { wcom(0xa4); wcom(0xad); wcom(0x03); wcom(0xac); wcom(0xe2); //initialize interal function delay(10); wcom(0xa2); //set nomal display wcom(0xa0); //ADC select SEG1 to SEG132 wcom(0xc8); //set SHL COM1 to COM64 start page setup wcom(0x2c); //power control(VB,VR,VF=1,1,1) wcom(0x2e); //power control(VB,VR,VF=1,1,1) wcom(0x2f); //power control(VB,VR,VF=1,1,1) wcom(0x25); // wcom(0x81); //set reference voltage mode wcom(0x20); //set reference voltage wcom(0x40); //Initial Display Line was first line wcom(0xa6); //set nomal display wcom(0xa4); //set nomal display wcom(0xaf); //display on} void clear(void) { unsigned char page; unsigned char seg; for(page=0xb0;page<0xb9;page++) //写页地址共页0xb0----0xb8 { wcom(page); wcom(0x10); wcom(0x00); for(seg=0;seg<128;seg++) wdata(0x00); } } void lcdwritechar(char codenum ,char y ,char x ) { unsigned char seg; unsigned int coden; codenum-=0x20; coden=codenum<<4; wcom(0xb0|(y&0x0f));// wcom(0x10|((x>>1)&0x0f)); wcom(0x00|((x<<3)&0x0f)); for(seg=0;seg<8;seg++) wdata(nAsciiDot[coden++]); wcom(0xb0|((y+1)&0x0f)); wcom(0x10|((x>>1)&0x0f)); wcom(0x00|((x<<3)&0x0f)); for(seg=0;seg<8;seg++) wdata(nAsciiDot[coden++]); } main() { InitSysCtrl(); EALLOW; EDIS; Gpio_select(); DINT; InitPieCtrl(); IER = 0x0000; IFR = 0x0000; InitPieVectTable(); InitXintf(); // For this example, init the Xintf lcdinit(); clear(); while(1) { keyvalue=0; GpioDataRegs.GPADAT.all =0xefff; Reg05=0x00; key=GpioDataRegs.GPADAT.all; if(key!=0xefff) { if(key==0xe7ff) keyvalue='D'; if(key==0xebff) keyvalue='#'; if(key==0xef7f) keyvalue='0'; if(key==0xefbf) keyvalue='*'; } Reg05=0x00; GpioDataRegs.GPADAT.all =0xdfff; Reg05=0x00; key=GpioDataRegs.GPADAT.all; 南京林业大学 实验报告 基于AT89C51 单片机4x4矩阵键盘接口电路设计 课程机电一体化设计基础 院系机械电子工程学院 班级 学号 姓名 指导老师杨雨图 2013年9月26日 一、实验目的 1、掌握键盘接口的基本特点，了解独立键盘和矩 阵键盘的应用方法。 2、掌握键盘接口的硬件设计方法，软件程序设计 和贴士排错能力。 3、掌握利用Keil51软件对程序进行编译。 4、用Proteus软件绘制“矩阵键盘扫描”电路，并用测试程序进行仿真。 5、会根据实际功能，正确选择单片机功能接线，编制正确程序。对实验结果 能做出分析和解释，能写出符合规格的实验报告。 二、实验要求 通过实训，学生应达到以下几方面的要求： 素质要求 1.以积极认真的态度对待本次实训，遵章守纪、团结协作。 2.善于发现数字电路中存在的问题、分析问题、解决问题，努力培养独立 工作能力。 能力要求 1.模拟电路的理论知识 2.脉冲与数字电路的理念知识 3.通过模拟、数字电路实验有一定的动手能力 4.能熟练的编写8951单片机汇编程序 5.能够熟练的运用仿真软件进行仿真 三、实验工具 1、软件：Proteus软件、keil51。 2、硬件：PC机，串口线，并口线，单片机开发板 四、实验内容 1、掌握并理解“矩阵键盘扫描”的原理及制作，了解各元器件的参数及格 元器件的作用。 2、用keil51测试软件编写AT89C51单片机汇编程序 3、用Proteus软件绘制“矩阵键盘扫描”电路原理图。 4、运用仿真软件对电路进行仿真。 五．实验基本步骤 1、用Proteus绘制“矩阵键盘扫描”电路原理图。 2、编写程序使数码管显示当前闭合按键的键值。 3、利用Proteus软件的仿真功能对其进行仿真测试，观察数码管的显示状 态和按键开关的对应关系。 4、用keil51软件编写程序，并生成HEX文件。 5、根据绘制“矩阵键盘扫描”电路原理图，搭建相关硬件电路。 6、用通用编程器或ISP下载HEX程序到MCU。 7、检查验证结果。 六、实验具体内容 使用单片机的P1口与矩阵式键盘连接时，可以将P1口低4位的4条端口线定义为行线，P1口高4位的4条端口线定义为列线，形成4*4键盘，可以配置16个按键，将单片机P2口与七段数码管连接，当按下矩阵键盘任意键时，数码管显示该键所在的键号。 1、电路图 矩阵键盘扫描原理 方法一： 逐行扫描：我们可以通过高四位轮流输出低电平来对矩阵键盘进行逐行扫描，当低四位接收到的数据不全为1的时候，说明有按键按下，然后通过接收到的数据是哪一位为0来判断是哪一个按键被按下。 方法二： 行列扫描：我们可以通过高四位全部输出低电平，低四位输出高电平。当接收到的数据，低四位不全为高电平时，说明有按键按下，然后通过接收的数据值，判断是哪一列有按键按下，然后再反过来，高四位输出高电平，低四位输出低电平，然后根据接收到的高四位的值判断是那一行有按键按下，这样就能够确定是哪一个按键按下了。 //行列扫描 #include void delay10ms() { unsigned char a,b; for(a=38;a>0;a--) for(b=130;b>0;b--); } void keydown() //检测按下，按下时需要消抖，检测松开，返回按键值//没有按键时保持 { unsigned char n=0,key; GPIO_KEY=0x0f; if(GPIO_KEY!=0x0f)//读取按键是否按下 { delay10ms(); //延时10ms消抖 if(GPIO_KEY!=0x0f)//再次检测按键是否按下 { GPIO_KEY=0x0f;//测试列 switch(GPIO_KEY) { case 0x07: key=0;break; 昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告 （2013 —2014 学年第 2 学期） 课程名称：单片机原理及接口技术开课实验室： 2014年5月27日 一、上机目的及内容 上机目的：掌握单片机I/O口的输入检测的方法、矩阵按键的识别方法、键盘消抖等。 学会实时程序的调试技巧。 上机内容：实验板上电时，数码管不显示，顺序按下矩阵键盘后，在数码管上依次显示0到F，6个数码管同时静态显示即可。 二、实验原理及本技术路线图（方框原理图或程序流程图） 我们在手动按键的时候，由于机械抖动或是其它一些非人为的因素很有可能会造成误识别，一般手动按下一次键然后接着释放，按键两片金属膜接触的时间大约为50ms 左右，在按下瞬间到稳定的时间为5-10ms,在松开的瞬间到稳定的时间也为5-10ms，如果我们在首次检测到键被按下后延时10ms 左右再去检测，这时如果是干扰信号将不会被检测到，如果确实是有键被按下，则可确认，以上为按键识别去抖动的原理。 下图中按键s6-s218条线分别联接p3口相连，p3.0~p3.3控制1~4行，p3.4~p3.7控制1~4列。 三、所用仪器、材料（设备名称、型号、规格等或使用软件） Pc机一台，keil软件,stc-isp 四、实验方法、步骤（或：程序代码或操作过程） 1、按实验要求在KeilC中创建项目，编辑、编译程序。 2、将编译生成的目标码文件（后缀为.Hex）下载到实验板电路中。 3、在实验板中运行程序，观察实验运行结果并记录。 程序代码： org 0000h wei bit p2.7 duan bit p2.6 main: mov p3,#0ffh mov a,p3 setb wei mov p0,#0ffh clr wei mov dptr,#table m1: mov p3,#0feh mov a,p3 cjne a,#0feh,s1 jmp s7 s1: call delay mov a,p3 cjne a,#0feh,s2 jmp s7 s2: mov a,p3 cjne a,#0eeh,s3 mov r2,#0 jmp s8 s3: mov a,p3 实验四键盘扫描及显示设计实验报告 一、实验要求 1. 复习行列矩阵式键盘的工作原理及编程方法。 2. 复习七段数码管的显示原理。 3. 复习单片机控制数码管显示的方法。 二、实验设备 1.PC 机一台 2.TD-NMC+教学实验系统 三、实验目的 1. 进一步熟悉单片机仿真实验软件 Keil C51 调试硬件的方法。 2. 了解行列矩阵式键盘扫描与数码管显示的基本原理。 3. 熟悉获取行列矩阵式键盘按键值的算法。 4. 掌握数码管显示的编码方法。 5. 掌握数码管动态显示的编程方法。 四、实验内容 根据TD-NMC+实验平台的单元电路，构建一个硬件系统，并编写实验程序实现如下功能： 1.扫描键盘输入，并将扫描结果送数码管显示。 2.键盘采用 4×4 键盘，每个数码管显示值可为 0～F 共 16 个数。 实验具体内容如下： 将键盘进行编号，记作 0～F，当按下其中一个按键时，将该按键对应的编号在一个数码 管上显示出来，当再按下一个按键时，便将这个按键的编号在下一个数码管上显示出来，数 码管上可以显示最近 4 次按下的按键编号。 五、实验单元电路及连线 矩阵键盘及数码管显示单元 图1 键盘及数码管单元电路 实验连线 图2实验连线图 六、实验说明 1. 由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动。抖动时间的长短由按键的机械特性决定，一般为 5～10ms。这是一个很重要的时间参数，在很多场合都要用到。 键抖动会引起一次按键被误读多次。为了确保 CPU 对键的一次闭合仅做一次处理，必须去除键抖动。在键闭合稳定时，读取键的状态，并且必须判别；在键释放稳定后，再作处理。按 实验矩阵键盘扫描实验 一、实验要求 利用4X4 16位键盘和一个7段LED构成简单的输入显示系统，实现键盘输入和LED 显示实验。 二、实验目的 1、理解矩阵键盘扫描的原理； 2、掌握矩阵键盘与51单片机接口的编程方法。 三、实验电路及连线 Proteus实验电路 1、主要知识点概述： 本实验阐述了键盘扫描原理，过程如下：首先扫描键盘，判断是否有键按下，再确定是哪一个键，计算键值，输出显示。 2、效果说明： 以数码管显示键盘的作用。点击相应按键显示相应的键值。 五、实验流程图 1、Proteus仿真 a、在Proteus中搭建和认识电路； b、建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真； c、如不能正常工作，打开调试窗口进行调试 参考程序： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0030H MAIN: MOV DPTR,#TABLE ;将表头放入DPTR LCALL KEY ;调用键盘扫描程序 MOVC A,@A+DPTR ;查表后将键值送入ACC MOV P2,A ;将ACC值送入P0口 LJMP MAIN ;返回反复循环显示 KEY: LCALL KS ;调用检测按键子程序 JNZ K1 ;有键按下继续 LCALL DELAY2 ;无键按调用延时去抖 AJMP KEY ;返回继续检测按键 K1: LCALL DELAY2 LCALL DELAY2 ;有键按下延时去抖动 LCALL KS ;再调用检测按键程序 JNZ K2 ;确认有按下进行下一步 AJMP KEY ;无键按下返回继续检测 K2: MOV R2,#0EFH ;将扫描值送入R2暂存MOV R4,#00H ;将第一列值送入R4暂存 K3: MOV P1,R2 ;将R2的值送入P1口 L6: JB P1.0,L1 ;P1.0等于1跳转到L1 MOV A,#00H ;将第一行值送入ACC AJMP LK ;跳转到键值处理程序 L1: JB P1.1,L2 ;P1.1等于1跳转到L2 MOV A,#04H ;将第二行的行值送入ACC AJMP LK ;跳转到键值理程序进行键值处理 L2: JB P1.2,L3 ;P1.2等于1跳转到L3 #include * 输出: 无 ***********************************************************************/ void delay() { _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); } /******************************************************************** * 名称: bit Busy(void) * 功能: 这个是一个读状态函数，读出函数是否处在忙状态 * 输入: 输入的命令值 * 输出: 无 ***********************************************************************/ bit Busy(void) { bit busy_flag = 0; RS = 0; RW = 1; E = 1; delay(); busy_flag = (bit)(P0 & 0x80); E = 0; return busy_flag; } /******************************************************************** * 名称: wcmd(uchar del) * 功能: 1602命令函数 * 输入: 输入的命令值 * 输出: 无 ***********************************************************************/ void wcmd(uchar del) { while(Busy()); RS = 0; RW = 0; E = 0; delay(); P0 = del; delay(); E = 1; 行列反转扫描法在矩阵键盘中的应用及编程思想 我现在正在学习51单片机，学到矩阵键盘时，遇到了一些小问题，感觉行列扫描法原理简单，但编程较啰嗦，而且没有固定的编程模式，一个人一个编法，代码复杂，一会儿就能把人绕晕。于是我就想寻找有没有一种编程思想灵巧，代码简便的程序，通过苦苦在网上寻觅，终于找到了反转法。 行列反转扫描法法可能有些教材资料里都有，但是介绍都不够详细，我找到一个资料，代码非常简单，但是并不好理解，我苦苦思索了一个晚上才弄明白。于是根据反转法的思想，我写了一个代码不是最少，但却是非常容易理解的程序，在此拿来与大家共享。此程序已在开发板及Proteus软件中仿真成功。 电路原理图： P1口接矩阵键盘，其中P1.0~P1.3接行线，P1.4~P.7接列线，P0口接共阴极7段数码管。 反转法的原理： 反转法就是通过给单片机的端口赋值两次，最后得出所按键的值的一种算法。 for example: 如图1所示，取P1口的低四位为行线，高四位为列线。 1.我们给P1口赋值0x0f，即00001111，假设0键按下了，则这时P1口的实际值为00001110； 2.我们给P1口再赋值0xf0，即11110000，如果0键按下了，则这时P1口的实际值为11100000； 3.我们把两次P1口的实际值相加得11101110，即0xee。 由此我们便得到了按下0键时所对应的数值0xee，以此类推可得出其他15个按键对应的数值，有了这种对应关系，矩阵键盘编程问题也就解决了，也就是程序的算法已经有了。对应关系见图2. 以下为程序： /*反转法矩阵键盘的应用，我认为这是一个编程简便又容易理解的矩阵键盘编程应用*/ #include 微机系统与应用课程设计报告 班级： 学号： 姓名： 实验地点：E楼Ⅱ区311 实验时间：2013.3.4-3.9 矩阵式键盘数字密码锁设计 一 . 实验目的 1.掌握微机系统总线与各芯片管脚连接方法，提高接口扩展硬件电路的连 接能力。 2.初步掌握键盘扫描，密码修改和计时报警程序的编写方法。 3.掌握通过矩阵式键盘扫描实现密码锁功能的设计思路和实现方法。二．实验内容 矩阵式键盘数字密码锁设计，根据设定好的密码，采用4x4矩阵键盘实现密码的输入功能。当密码输入正确之后，锁就打开（绿灯亮），10秒之后，锁自动关闭（红灯亮）；如果连续输入三次密码不正确，就锁定按键5秒钟，同时发出报警(黄灯闪)，5秒后，解除按键锁定，恢复密码输入。 数字密码锁操作键盘参考上面设定，也可以自行设计键盘。用户初始密码为“123456”，系统加电运行后，密码锁初始状态为常闭（红灯亮），用户可以选择开锁或修改密码： 如果选择开锁就按“Open”键，系统提示输入密码，输入用户密码+“#”键后，如果密码正确，就打开锁（绿灯亮），系统等待10秒，然后重新关闭密码锁，若密码错，提示重新输入，连续三次错误，提示警告词同时报警（黄灯闪），锁定键盘5秒，然后重新进入初始状态； 如果选择修改密码就按”Modify Secret”键，系统提示输入旧密码，输入旧密码+“#”键后，如果正确，系统提示输入新密码，输入新密码+“#”后，新密码起效，重新进入初始状态；如果旧密码错，不能修改密码，密码锁直接进入初始状态。 三．实验基本任务 1）具有开锁、修改用户密码等基本的密码锁功能。 2）对于超过3次密码密码错误，锁定键盘5秒，系统报警。5秒后解除锁定。 4）通过LCD字符液晶和LED指示灯（红，绿，黄）实时显示相关信息。 5）用户密码为6位数字，显示采用“*”号表示。 6）码锁键盘设计合理，功能完善，方便用户使用。 本次实验还做了附加的任务 扫描式矩阵键盘课程设 计 Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】 4X4扫描式矩阵键盘课程设计课程设计名称: 4_4扫描式矩阵键盘设计 姓名： DUKE 班级：电子1008班 学号： 10086 成绩： 日期： 2014年1月6日 摘要 随着21世纪的到来，电子信息行业将是人类社会的高科技行业之一，式设施现代化的基础，也是人类通往科技巅峰的直通路。电子行业的发展从长远来看很重要，但最主要的还是科技问题。 矩阵式键盘提高效率进行按键操作管理有效方法，它可以提高系统准确性，有利于资源的节约，降低对操作者本身素质的要求。是它能准时、实时、高效地显示按键信息，以提高工作效率和资源利用率。 矩阵式键盘乃是当今使用最为广泛的键盘模式，该系统以N个端口连接控制N*N个按键，显示在LED数码管上。单片机控制依据这是键盘显示系统，该系统可以对不同的按键进行实时显示，其核心是单片机和键盘矩阵电路部分，主要对按键与显示电路的关系、矩阵式技术及设备系统的硬件、软件等各个部分进行实现。 4*4矩阵式键盘采用AT89C51单片机为核心，主要由矩阵式键盘电路、译码电路、显示电路等组成，软件选用C语言编程。单片机将检测到的按键信号 转换成数字量，显示于LED显示器上。该系统灵活性强，易于操作，可靠性高，将会有更广阔的开发前景。 目录 第一章：系统功能要求-------------------------------------------------------- 1.1 4*4 矩阵式键盘系统概述------------------------------------------------ 1.2 本设计任务和主要内容--------------------------------------------------- 第二章：方案论证--------------------------------------------------------------- 第三章：系统硬件电路的设计------------------------------------------------ 3.1 单片机控制系统原理----------------------------------------------------- 3.2 原理图绘制说明---------------------------------------------------------- 3.3 画出流程图---------------------------------------------------------------- 3.4 原理图绘制--------------------------------------------------------------- 一、实验目的： 1、学习非编码键盘的工作原理和键盘的扫描方式。 2、学习键盘的去抖方法和键盘应用程序的设计。 二、实验设备： 51/AVR实验板、USB连接线、电脑 三、实验原理： 键盘接口电路是单片机系统设计非常重要的一环，作为人机交互界面里最常用的输入设备。我们可以通过键盘输入数据或命令来实现简单的人机通信。 1、按键的分类 一般来说，按键按照结构原理可分为两类，一类是触点式开关按键，如机械式开关、导电橡胶式开关等；另一类是无触点式开关按键，如电气式按键，磁感应按键等。前者造价低，后者寿命长。目前，微机系统中最常见的是触点式开关按键（如本学习板上所采用按键）。 按键按照接口原理又可分为编码键盘与非编码键盘两类，这两类键盘的主要区别是识别键符及给出相应键码的方法。编码键盘主要是用硬件来实现对键的识别，非编码键盘主要是由软件来实现键盘的识别。 全编码键盘由专门的芯片实现识键及输出相应的编码，一般还具有去抖动和多键、窜键等保护电路，这种键盘使用方便，硬件开销大，一般的小型嵌入式应用系统较少采用。非编码键盘按连接方式可分为独立式和矩阵式两种，其它工作都主要由软件完成。由于其经济实用，较多地应用于单片机系统中（本学习板也采用非编码键盘）。 2、按键的输入原理 在单片机应用系统中，通常使用机械触点式按键开关，其主要功能是把机械上的通断转换成为电气上的逻辑关系。也就是说，它能提供标准的TTL 逻辑电平，以便与通用数字系统的逻辑电平相容。此外，除了复位按键有专门的复位电路及专一的复位功能外，其它按键都是以开关状态来设置控制功能或输入数据。当所设置的功能键或数字键按下时，计算机应 9.3.1 矩阵键盘的工作原理和扫描确认方式 来源：《AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践》M16华东师范大学电子系马潮 当键盘中按键数量较多时，为了减少对I/O 口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，也称为行列键盘，这是一种常见的连接方式。矩阵式键盘接口见图9-7 所示，它由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上。当键被按下时，其交点的行线和列线接通，相应的行线或列线上的电平发生变化，MCU 通过检测行或列线上的电平变化可以确定哪个按键被按下。 图9-7 为一个 4 x 3 的行列结构，可以构成12 个键的键盘。如果使用 4 x 4 的行列结构，就能组成一个16 键的键盘。很明显，在按键数量多的场合，矩阵键盘与独立式按键键盘相比可以节省很多的I/O 口线。 矩阵键盘不仅在连接上比单独式按键复杂，它的按键识别方法也比单独式按键复杂。在矩阵键盘的软件接口程序中，常使用的按键识别方法有行扫描法和线反转法。这两种方法的基本思路是采用循环查循的方法，反复查询按键的状态，因此会大量占用MCU 的时间，所以较好的方式也是采用状态机的方法来设计，尽量减少键盘查询过程对MCU 的占用时间。 下面以图9-7 为例，介绍采用行扫描法对矩阵键盘进行判别的思路。图9-7 中，PD0、PD1、PD2 为3 根列线，作为键盘的输入口（工作于输入方式）。PD3、PD4、PD5、PD6 为4根行线，工作于输出方式，由MCU（扫描）控制其输出的电平值。行扫描法也称为逐行扫描查询法，其按键识别的过程如下。 √将全部行线PD3－PD6 置低电平输出，然后读PD0－PD2 三根输入列线中有无低电平出现。只要有低电平出现，则说明有键按下（实际编程时，还要考虑按键的消抖）。如读到的都是高电平，则表示无键按下。 √在确认有键按下后，需要进入确定具体哪一个键闭合的过程。其思路是：依 实验五矩阵键盘实验 一、实验内容 1、编写程序，做到在键盘上每按一个数字键(0－F)用发光二极管将该代码显示出来。按其它键退出。 2、加法设计计算器，实验板上有12个按键，编写程序，实现一位整数加法运算功能。可定义“A”键为“+”键，“B”键为“=”键。 二、实验目的 1、学习独立式按键的查询识别方法。 2、非编码矩阵键盘的行反转法识别方法。 三、实验说明 1、MCS51系列单片机的P0～P3口作为输入端口使用时必须先向端口写入“1”。 2、用查询方式检测按键时，要加入延时(通常采用软件延时10～20mS)以消除抖动。 3、识别键的闭合，通常采用行扫描法和行反转法。行扫描法是使键盘上某一行线为低电平，而其余行接高电平，然后读取列值，如读列值中某位为低电平，表明有键按下，否则扫描下一行，直到扫完所有行。 行反转法识别闭合键时，要将行线接一并行口，先让它工作在输出方式，将列线也接到一个并行口，先让它工作于输入方式，程序使CPU通过输出端口在各行线上全部送低电平，然后读入列线值，如此时有某键被按下，则必定会使某一列线值为0。然后，程序对两个并行端口进行方式设置，使行线工作于输入方式，列线工作于输出方式，并将刚才读得的列线值从列线所接的并行端口输出，再读取行线上输入值，那么，在闭合键所在行线上的值必定为0。这样，当一个键被接下时，必定可以读得一对唯一的行线值和列线值。 由于51单片机的并口能够动态地改变输入输出方式，因此，矩阵键盘采用行反转法识别最为简便。 行反转法识别按键的过程是：首先，将4个行线作为输出，将其全部置0，4个列线作为输入，将其全部置1，也就是向P1口写入0xF0；假如此时没有人按键，从P1口读出的值应仍为0xF0；假如此时1、4、7、0四个键中有一个键被按下，则P1.6被拉低，从P1口读出的值为0xB0；为了确定是这四个键中哪一个被按下，可将刚才从P1口读出的数的低四位置1后再写入P1口，即将0xBF写入P1口，使P1.6为低，其余均为高，若此时被按下的键是“4”，则P1.1被拉低，从P1口读出的值为0xBE；这样，当只有一个键被按下时，每一个键只有唯一的反转码，事先为12个键的反转码建一个表，通过查表就可知道是哪个键被按下了。 四、接线方法 键盘连接成4×4的矩阵形式，占用单片机P1口的8根线，行信号是P1.0-1.3,列信号是P1.4-1.7。 《微处理器系统与接口技术》课程实践报告 计算器 班级： 学号： 学生姓名： 指导老师： 日期： 2014.7.5 ******电子与信息工程学院 目录 1、设计题目:计算器 (3) 2、设计目的 (3) 3、计算器总体设计框图 (3) 4、计算器详细设计过程 (4) 4.1输入模块 (4) 4.2键盘输入电路 (5) 4.3主程序模块 (6) 5、分析与调试 (6) 7、运行结果 (8) 8、结束语 (8) 8、参考文献 (8) 9、源程序附录 (9) 9.1主程序 (9) 9.2延时函数delay (12) 9.3显示函数display (12) 9.4键盘扫描函数 (14) 9.5预定义函数 (15) 1、设计题目:计算器 2、设计目的 此次课程实践题目是基于单片机简单计数器的设计，本此设计使用的是Intel公司MCS-51系列的8051AH单片机。设计的计算器可以实现2位小数的加、减、乘、除运算以及整数的乘方运算，其中用4*4矩阵键盘来输入待参与运算的数据和运算符；八位数码管动态显示输入待参与运算的数据以及运算后产生的结果，每个硬件模块的调用过程中涉及到了函数入口及出口参数说明，函数调用关系描述等。 3、计算器总体设计框图 计算器以MCS-51系列的8051AH单片机作为整个系统的控制核心，应用其强大的I/O功能和计算速度，构成整个计算器。通过矩阵键盘输入运算数据和符号，送入单片机进行数据处理。经单片机运算后控制LED数码管的输出。整体框图如图1所示： 图3 整体框图 本系统硬件主要由矩阵键盘、独立键盘I/O输入输出、数码管显示等主要部分组成。各模块的主要功能如下： (1)矩阵键盘将十六进制编码的数字送到单片机。 (2) 单片机扫描键盘信号并接收，对输入的键盘信号进行处理 (3) LED以动态扫描的方式移位显示每次输入的数据和最后的运算结果。实践设计的具体流程图如下图2所示： 实验二矩阵键盘实验 一、实验目的 （1）掌握矩阵键盘行列设计方法； （2）掌握矩阵键盘识别方法； （3）掌握矩阵键盘去抖原理； （4）掌握矩阵键盘控制LED或数码管的设计方法； 二、实验原理 电路图参考实验板电路。 1、MCS51系列单片机的P0～P3口作为输入端口使用时必须先向端口写入“1”。 2、用查询方式检测按键时，要加入延时(通常采用软件延时10～20mS)以消除抖动。 3、识别键的闭合，通常采用行扫描法和行反转法。行扫描法是使键盘上某一行线为低电平，而其余行接高电平，然后读取列值，如读列值中某位为低电平，表明有键按下，否则扫描下一行，直到扫完所有行。 行反转法识别闭合键时，要将行线接一并行口，先让它工作在输出方式，将列线也接到一个并行口，先让它工作于输入方式，程序使CPU通过输出端口在各行线上全部送低电平，然后读入列线值，如此时有某键被按下，则必定会使某一列线值为0。然后，程序对两个并行端口进行方式设置，使行线工作于输入方式，列线工作于输出方式，并将刚才读得的列线值从列线所接的并行端口输出，再读取行线上输入值，那么，在闭合键所在行线上的值必定为0。这样，当一个键被接下时，必定可以读得一对唯一的行线值和列线值。 由于51单片机的并口能够动态地改变输入输出方式，因此，矩阵键盘采用行反转法识别最为简便。 行反转法识别按键的过程是：首先，将4个行线作为输出，将其全部置0，4个列线作为输入，将其全部置1，也就是向P1口写入0xF0；假如此时没有人按键，从P1口读出的值应仍为0xF0；假如此时1、4、7、0四个键中有一个键被按下，则P1.6被拉低，从P1口读出的值为0xB0；为了确定是这四个键中哪一个被按下，可将刚才从P1口读出的数的低四位置1后再写入P1口，即将0xBF写入P1口，使P1.6为低，其余均为高，若此时被按下的键是“4”，则P1.1被拉低，从P1口读出的值为0xBE；这样，当只有一个键被按下时，每一个键只有唯一的反转码，事先为12个键的反转码建一个表，通过查表就可知道是哪个键被按下了。 三、实验内容 1.编写程序，做到在键盘上每按一个数字键(0－F)用LED数码管将该代码显示出来。按其它键退出。 2.利用Proteus，设计4*4矩阵键盘硬件电路，并仿真实现。 键盘是单片机常用输入设备，在按键数量较多时，为了节省I/O口等单片机资源，一般采取扫描的方式来识别到底是哪一个键被按下。即通过确定被按下的键处在哪一行哪一列来确定该键的位置，获取键值以启动相应的功能程序。 4*4矩阵键盘的结构如图1（实物参考见万用板矩阵键盘制作技巧）。在本例中，矩阵键盘的四列依次接到单片机的P1.0~P1.3，四行依次接到单片机的P1.4~P1.7；同时，将列线上拉，通过10K电阻接电源。 查找哪个按键被按下的方法为：一个一个地查找。 先第一行输出0，检查列线是否非全高； 否则第二行输出0，检查列线是否非全高； 否则第三行输出0，检查列线是否非全高； 如果某行输出0时，查到列线非全高，则该行有按键按下； 根据第几行线输出0与第几列线读入为0，即可判断在具体什么位置的按键按下。 下面是具体程序： void Check_Key(void) { unsigned char row,col,tmp1,tmp2; tmp1 = 0x10; //tmp1用来设置P1口的输出，取反后使 P1.4~P1.7中有一个为0 for(row=0;row<4;row++) // 行检测 { P1 = 0x0f; // 先将p1.4~P1.7置高 P1 =~tmp1; // 使P1.4~p1.7中有一个为0 tmp1*=2; // tmp1左移一位 if ((P1 & 0x0f) < 0x0f) // 检测P1.0~P1.3中是否有一位为0，只要有，则说明此行有键按下，进入列检测 { tmp2 = 0x01; // tmp2用于检测出哪一列为0 for(col =0;col<4;col++) // 列检测 { if((P1 & tmp2)==0x00) // 该列如果为低电平则可以判定为该列 { key_val =key_Map[ row*4 +col ]; // 获取键值，识别按键；key_Map为按键的定义表 return; // 退出循环 } tmp2*=2; // tmp2左移一位 } } } } //结束 这是一种比较经典的矩阵键盘识别方法，实现起来较为简单，程序短小精炼。 PIC单片机自学手记——PIC单片机矩阵键盘+行扫描法 /*采用行扫描法RAM占用空间较少（呵呵起码我写的程序是这样的，因为我刚开始学，还不是很懂各方面的程序优化）*/ #include if((temp&0x07)!=0x07)//延时消抖后再次判断是否真的有按键按下，如果有再判断是此行的哪个按键(这里我们用的是3x3矩阵键盘，则每行有3种情况){PORTB=0x37;//第一行状态 temp=PORTB;//读回B端口状态值 switch(temp)//判断第一行按键按下后可能产生的情况{case 0x33:key=7;break;//第一种情况：1号按键按下_0B0011 0011 case 0x35:key=4;break;//第二种情况：2号按键按下_0B0011 01 case 0x36:key=1;break;//第三种情况：3号按键按下_0B0011 0110}PORTB=0x2F;//第二行状态 temp=PORTB;//读回B端口状态值 switch(temp)//判断第二行按键按下后可能产生的情况{case 0x2b: key=8;break;//第一种情况：4号按键按下_0B0010 1011 case 0x2d: key=5;break;//第二种情况：5号按键按下_0B0010 1101 case 0x2e: key=2;break;//第三种情况：6号按键按下_0B0011 1110}PORTB=0x1F;//第三行状态 temp=PORTB;//读回B端口状态值 switch(temp)//判断第三行按键按下后可能产生的情况{case 0x1b: key=9;break;//第一种情况：7号按键按下_0B0001 1011 case 0x1d: key=6;break;//第二种情况：8号按键按下_0B0001 1101 case 0x1e: 嵌入式实验报告 键盘实验报告 指导教师：高金山 实验者：13410801 房皓13410802 张耀荣 一、实验目的: 1.了解直接输入键盘与矩阵键盘的原理 2.了解键盘寄存器的功能 3.掌握键盘输入的编程方法 二、实验要求: 1.对所有16个按键进行编码，当按键后，在七段数码管上显示对应的键盘编码。（可 以使用一个或两个七段数码管） 2.对所有16个按键进行编码，当按键后，在八个LED上显示对应的键盘编码。 三、实验内容： 1.在键盘寄存器KPC中，使能矩阵键盘， 2.必须在使用前添加下面语句： #define KAPS_VALUE (*((volatile unsigned char *)(0x41500020))) 3.接下来在button_statusFetch函数中定义变量，其中j用来获取矩阵键盘的键值， 具体如下： char j = 0; j = KAPS_VALUE ; 4.最后，在直入键盘的分支语句后添加矩阵键盘的分支代码段，即switch(j){}代码 段： switch (j) { case 0x00: //key-press 5 kbd_buff=0x8F12; LED_CS2 = kbd_buff; Delay(400); break; …… 四、程序编辑： ；post_initGpio.s EXPORT post_initGpio AREA post_initGpio ,CODE ,READONLY ldr r1,=0x40e00000 ;GPSR0 MOV R0,#0x3000 ;GPIO<13:12> STR R0,[R1,#0x18] ;GPCR0 MOV R0,#0x800 ;GPIO<11> STR R0,[R1,#0x24] ;GAFR0_L////////////////////////////////////////////////// MOV R0,#0x80000000 ;GPIO<15>:F2:nCS1 STR R0,[R1,#0x54] ;GAFR0_U ldr R0,=0x10 ;0xa5000010 STR R0,[R1,#0x58] ;GPDR0///////////////////////////////////////////////// ldr R0,=0xc1a08000 ;GPIO<15>:nCS1 STR R0,[R1,#0xc] ;GPSR1 MOV R0,#0 STR R0,[R1,#0x1c] ;GPCR1 MOV R0,#0 STR R0,[R1,#0x28] ;GAFR1_L LDR R0,=0xc9c ;0xa9558 STR R0,[R1,#0x5c] ;GAFR1_U LDR R0,=0xca0 ;0xaaa590aa STR R0,[R1,#0x60] ;GPDR1 LDR R0,=0xca4 ;0xfccf0382 STR R0,[R1,#0x10] /*----------------------------------------------- 名称：矩阵键盘依次输入控制使用行列逐级扫描 论坛：https://www.wendangku.net/doc/4915156754.html, 编写：shifang 日期：2009.5 修改：无 内容：如计算器输入数据形式相同从右至左使用行列扫描方法 ------------------------------------------------*/ #include DSP实验报告 实验名称：矩阵键盘扫描实验系部：物理与机电工程学院专业班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 完成时间：2014-5-8 报告成绩： 矩阵键盘扫描实验 一、实验目的 1.掌握键盘信号的输入，DSP I/O的使用； 2.掌握键盘信号之间的时序的正确识别和引入。 二、实验设备 1. 一台装有CCS软件的计算机； 2. DSP试验箱的TMS320F2812主控板； 3. DSP硬件仿真器。 三、实验原理 实验箱上提供一个 4 * 4的行列式键盘。TMS320F2812的8个I / O口与之相连，这里按键的识别方法是扫描法。 当有键被按下时，与此键相连的行线电平将由此键相连的列线电平决定，而行线的电平在无法按键按下时处于高电平状态。如果让所有的列线也处于高电平，那么键按下与否不会引起行线电平的状态变化，始终为高电平。所以，在让所有的列线处于高电平是无法识别出按键的。现在反过来，让所有的列线处于低电平，很明显，按键所在的行电平将被拉成低电平。根据此行电平的变化，便能判断此行一定有按键被按下，但还不能确定是哪个键被按下。假如是5键按下，为了进一步判定是哪一列的按键被按下，可在某一时刻只让一条列线处于低电平，而其余列线处于高电平。那么按下键的那列电平就会拉成低电平，判断出哪列为低电平就可以判断出按键号码。 模块说明： 此模块共有两种按键，KEY1—KEY4是轻触按键，在按键未按下时为高电平输入FPGA，当按键按下后对FPGA输入低电平，松开按键后恢复高电平输入，KEY5—KEY8是带自锁的双刀双掷开关，在按键未按下时是低电平，按键按下时为高电平并且保持高电平不变，只有再次按下此按键时才恢复低电平输入。每当按下一个按键时就对FPGA就会对此按键进行编码，KEY1—KEY8分别对应的是01H、02H、03H、04H、05H、06H、07H、08H。在编码的同时对DSP产生中断INT1，这个时候DSP就会读取按键的值，具体使用方法可以参考光盘例程 key,prj。矩阵键盘设计实验报告
51单片机04矩阵按键逐行扫描,行列扫描代码
矩阵键盘检测实验
实验四 键盘扫描及显示设计实验报告
矩阵键盘扫描实验
单片机矩阵键盘扫描程序
行列反转扫描法在矩阵键盘中的应用及编程思想
微机原理课题设计实验报告材料之矩阵式键盘数字密码锁
扫描式矩阵键盘课程设计
实验一矩阵键盘检测
矩阵键盘的工作原理和扫描确认方式
单片机 矩阵键盘实验 实验报告
矩阵键盘简易计算器要点
实验二 矩阵键盘实验
经典的矩阵键盘扫描程序
PIC单片机自学手记之矩阵键盘 行扫描法
键盘实验报告
51单片机矩阵键盘扫描程序
矩阵键盘扫描实验