X4扫描式矩阵键盘课程设计
X4扫描式矩阵键盘课程设计
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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--------------------------------------------------------
4*4 矩阵式键盘系统概述------------------------------------------------
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------------------------------------------------
单片机控制系统原理-----------------------------------------------------
原理图绘制说明----------------------------------------------------------
画出流程图----------------------------------------------------------------
原理图绘制---------------------------------------------------------------
第四章：系统程序的设计------------------------------------------------------
程序的编写步骤-----------------------------------------------------------
编写的源程序--------------------------------------------------------------
第五章：调试及性能分析------------------------------------------------------
第六章：心得体会---------------------------------------------------------------
参考文献----------------------------------------------------------------------------
第一章：系统功能要求
4*4 矩阵式键盘系统概述
AT89C51单片机对4*4矩阵键盘进行动态扫描，当有按键盘的键时，可将相应按键值（0~F）实时显示在数码管上。
由—(列)和—（行）组成4*4矩阵键盘，p0口接LED静态显示电路。由于p0口内部无上拉电阻，因此必须外部接上上拉电阻，其值的选择可以根据LED数码管发光电流及其亮度来决定。
通过编写4*4键盘的驱动程序，当有键盘按下时，能够在数码管显示器与按键的键值对应的数字。
最常见键盘布局如下图所示。一般由16个按键组成，在单片机中正好可以用一个p口实现16个按键功能，这也是单片机系统中最常见的形式，本设计就采用这个键
图
本设计任务和主要内容
本论文主要研究单片机控制的键盘识别显示系统，分别对按键信息和显示电路以及软、硬件各个部分进行研究。
主要内容如下：
根据矩阵式键盘的特点，进行键盘控制系统的整体研究与设计；
熟练掌握protues软件的使用，并能够按要求对设计的电路进行仿真，实现相应的功能；
LED实时显示按键的信息；
采用软件编程的方法实现按键信息的提取和显示。
第二章：方案论证
用proteus 仿真软件进行仿真
按照设计任务在proteus 7professional 中绘制电路原理图。
根据设计任务的要求编写程序，画出程序流程图，并在proteus下进行仿真，实现相应功能。
以AT89C51为核心，设计系统硬件电路，并根据所设计的电路制作实物。
第三章：系统硬件电路的设计
原理图绘制说明
用AT89C51单片机对4*4矩阵键盘进行动态扫描，当按键盘的键时，可以将相应的按键值（0~F）实时显示在数码管上。4*4矩阵键盘是用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线，在行线和列线的交叉点上设置一个按键，每个按键有它的行值和列值。
在“单片机系统”区域中，把单片机的－端口通过8联拨动拨码开关连接到“4×4行列式键盘”区域的相应端口上。
在“单片机系统”区域中，把单片机的－端口连接到“静态数码显示模块”区域中的任何一个a－g端口上；要求：对应着a，对应着b，……，对应着g。
画出流程图
流程开始先对第一列进行扫描，如果没有按键，再对第二列、第三列、第四列分别进行扫描，如果没有返回到开始；如果第一列有按键，分别对第一行、第二行、第三行、第四行进行扫描，若有按键按下分别显示0、1、2、3；第二列、第三列、第四列类似第一列，分别对第一行、第二行、第三行、第四行进行扫描，有按键相应的显示出数值。
判断有无按键按下的方法是：
第一步，置列线—为输入状态，从行线—输出低电平，读入列线数据，若某一列线为低电平，则该列线上有键闭合。
第二步，行线轮流输出低电平，从列线—读入数据，若有某一列为低电平，则对应行线上有按键按下。
综合一二两步的结果，可以确定按键的编号。
但是键闭合一次只能进行一次键功能操作，因此必须等到按键释放后，再进行键功能操作，否则按键一次，有可能会连续多次进行同样的操作。
流程图如下:
图
原理图绘制
打开protrus仿真软件，进入主界面，然后新建一个图纸文件，软件默认为A4纸张，符合我们的要求，所以不需要修改。
开始绘图，点击按钮P，弹出选择添加的器件框图，在Keywords里直接输入所需器件的名称或者在Category的下面各个选项里一次查找所需的器件名称，然后点击ok 将所需器件添加进去。
依次添加AT89C51芯片，共阳极的7段数码管，16个按键，8个电阻R0~R7，一个晶片，3个电容，地及电源。
按照设计的要求正确的连接电路，连接时注意管脚的分配及AT89C51的工作原理。
对连接好的电路图进行仿真，如果有错误要先按下暂停，然后对电路进一步的调整与修改，再进行仿真，保存原理图文件。
用protrus仿真软件所画的仿真图如下：
图仿真原理图
第四章：系统程序的设计程序的编写步骤
判断是否有键按下；
识别被按下的键；
查数码显示编码表；
编写的源程序
#include<>
#define uchar unsigned char ex”文件，导入AT89C51芯片中，用鼠标右键点击AT89C51，然后点鼠标左键，弹出编辑元件的框图，在programfile里添加.hex文件，再点OK。
点击“开始”按键，进行仿真，点击右边4*4按键，则数码管显示0~F，仿真结果符合实验要求，仿真结果如下图所示：
图仿真结果显示图（图中显示4）
系统实现的功能
基本功能：通过键盘输入，在数码管上显示相应的数值；
功能优势：键盘输入，单片机控制，数码管显示，在数码管连接方面克服了共阳极数码管显示不清晰的困难。
第五章：心得体会
课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。
通过本次电子线路设计，我不仅加深了对单片机理论知识的理解，学会了学以致用的重要性；而且还学会了如何去加强锻炼创新精神，同时也提高了自身的动手能力，让我深刻的意识到理论与实际结合的重要性。
电子线路的学习对于我们专业来说非常的重要，通过本次设计也让我更加清晰了对专业的了解，理论知识再丰富，没有实际的操作经验也是不行的；本次设计也运用到了proteus仿真软件，由于之前没有学过该仿真软件，所以在操作的过程中遇到了很多困难，但庆幸的是通过不断的学习，对proteus软件也有了很大的了解，也学会了一些简单的操作，所以也让我意识到，如果你想学好，通过自己的努力就一定会学好。
回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。
参考文献:
【1】张朝等；电子线路原理及串口外设接口技术；北京航空航天大学出版社，2008年10月；
【2】曾志海、姜连鑫；电子线路设计原理及应用；北京；机械工业出版社；
【3】刘志刚等；电子线路应用系统设计；北京；机械工业出版社；
【4】赵秋爽、洪绍龙等；电子线路开发基础与经典设计实例；北京；机械工业出版社；
【5】王星寒等；从0开始教你学电子线路；北京；北京航空航天大学出版社；
4×4矩阵键盘51汇编程序(线反转法)
ISIS 仿真图 C1 22pF C2 22pF P33 P32 P31 P30 矩阵键盘线反转法 U1 X1 19 XTAL1P0.0/AD0 39 38 P0.1/AD1 CRYSTAL P0.2/AD2 37 1836 XTAL2P0.3/AD3 35 P0.4/AD4 34 P0.5/AD5 R133 P0.6/AD6 932 RST P0.7/AD7 10k 21 C3P2.0/A822 P2.1/A9 23 P2.2/A10 2924 PSEN P2.3/A11 10u3025 ALE P2.4/A12 3126 EA P2.5/A13 27 P2.6/A14 28 P2.7/A15 1 P1.0P3.0/RXD 10P30 211P31 P1.1P3.1/TXD 312P32 P1.2P3.2/INT0 413P33 P1.3P3.3/INT1 514P34 P1.4P3.4/T0 615P35 P1.5P3.5/T1 716P36 P1.6P3.6/WR 817P37 P1.7P3.7/RD AT89C51 7654 3333 P P P P 汇编源程序代码 ORG0000H LJMP MAIN ORG0100H
MAIN:ACALL KEYSCAN; 调用子函数 MOV A,30H ; 从 30H单元取相应的数值 MOV DPTR,#TABLE MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A ACALL DELAY SJMP MAIN KEYSCAN: MOV P3,#0FH; 线反转法 MOV A,P3 ANL A,#0FH MOV B,A MOV P3,#0F0H MOV A,P3 ANL A,#0F0H ORL A,B CJNE A,#0FFH,KEYPRO RET KEYPRO: MOV B,A; 键值处理程序MOV DPTR,#KEYVALUE MOV R3,#0FFH KEY1:INC R3 MOV A,R3
4X4扫描式矩阵键盘课程设计
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--------------------------------------------------------------- 第四章：系统程序的设计------------------------------------------------------ 4.1 程序的编写步骤----------------------------------------------------------- 4.2 编写的源程序-------------------------------------------------------------- 第五章：调试及性能分析------------------------------------------------------ 第六章：心得体会--------------------------------------------------------------- 参考文献----------------------------------------------------------------------------
矩阵式键盘的输入实验
实验六、矩阵式键盘的输入实验 实验目的 学习矩阵式键盘工作原理 学习矩阵式键盘接口的电路设计和程序设计 实验设备 仿真器 单片机最小系统实验教学模块 矩阵式键盘实验模块 动态扫描数码管显示模块 实验要求 要求实现：在矩阵式键盘中的某个键被按下时，8位LED动态显示器上最低位显示该键对应的字符，以前的字符向高位推进一位 实验原理 矩阵式由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点。一个4*4 的行列结构可以构成一个16个按键的键盘。很明显，在按键数量较多的场合，矩阵式键盘与独立式键盘相比，要节省很多的I/O端口 矩阵式键盘工作原理 按键是设置在行列的交接点上，行列分别连接到按键开关的两端。行线通过上拉电阻接到+5V上。平时无按键按下时，行线处于高电平状态，而当有按键按下时，行线电平状态将由与此行线相连的列线电平决定。列线电平如果为低，则行线电平为低，列线电平如果为高，则行线电平则为高。这一点是识别矩阵式键盘是否被按下的关键所在。由于行列式键盘中行列线为多键共用，各按键均影响该键所在行和列的电平。因此，各按键彼此将相互发生影响，所以必须将行列线信号配合起来并作适当的出来，才能确定闭合键的位置。 键被按下时，与此键相连的行线电平将由与此相连的列线电平决定，而行线电平在物件按显示处于高电平状态。如果让所有列线出于高电平时没法识别出按键的，现在发过来，让所有列线处于低电平，很明显，按下的键所在行电平将也被置为低电平，根据此变化，便能判定该行一定又键被按下。但我们还不能确定是这一行的哪个键被按下。所以，为了进一步判定到底是哪一列的键被按下，可在某一时刻只让一列线处于低电平。而其余所有列线处于高电平。当第一列为低电平，其余各列为高电平时，因为键4被按下，所以死一行扔处于高电平状态；当第二列为低电平，其余各列为高电平时，同样哦我们会发现第一行仍处于高电平状态。知道让第四列为低电平，其余各列为高电平时，因为是4号键被按下，所以第一行的高电平状态转换到第四列所处的低电平，据此，我们确信第一行第四列交叉点处的按键即4号键被按下。 识别键盘有无键被按下的方法是：让所有列线均为低电平，检查各行线电平是否有低电
矩阵键盘的工作原理和扫描确认方式
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
汇编矩阵键盘程序
方法一、 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV P1,#0F0H //P1口设初值F0，矩阵按键高四位置1，低四位置0， JNB P1.4,Y0 //用JNB检测按键端口，P1.4口低电平跳转 Y0 JNB P1.5,Y1 JNB P1.6,Y2 JNB P1.7,Y3 SJMP MAIN Y0: MOV 30H,#00H MOV P1,#0EFH JNB P1.4,X0 MOV P1,#0DFH JNB P1.4,X1 MOV P1,#0BFH JNB P1.4,X2 MOV P1,#07FH JNB P1.4,X3 Y1: MOV 30H,#01H MOV P1,#0EFH JNB P1.0,X0 MOV P1,#0DFH JNB P1.1,X1 MOV P1,#0BFH JNB P1.2,X2 MOV P1,#7FH JNB P1.3,X3 Y2: MOV 30H,#02H MOV P1,#0EFH JNB P1.0,X0 MOV P1,#0DFH JNB P1.1,X1 MOV P1,#0BFH JNB P1.2,X2 MOV P1,#7FH JNB P1.3,X3 Y3: MOV 30H,#03H MOV P1,#0EFH
MOV P1,#0DFH JNB P1.1,X1 MOV P1,#0BFH JNB P1.2,X2 MOV P1,#7FH JNB P1.3,X3 X0: MOV 31H,#00H ACALL DELAY MOV P1,#0F0H LJMP JISUAN X1: MOV 31H,#01H ACALL DELAY MOV P1,#0F0H LJMP JISUAN X2: MOV 31H,#02H ACALL DELAY MOV P1,#0F0H LJMP JISUAN X3: MOV 31H,#03H ACALL DELAY MOV P1,#0F0H LJMP JISUAN JISUAN: MOV A,31H MOV B,#04H MUL AB ADD A,30H MOV DPTR,#TAB MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A CC: MOV A,P1 ANL A,#0F0H XRL A,#0F0H JNZ CC LCALL MAIN DELAY: MOV R4,#0C5H D1: MOV R5,#43H D0: MOV R6,#10H
扫描式矩阵键盘课程设计
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---------------------------------------------------------------
矩阵键盘设计实验报告
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
单片机矩阵键盘设计方案
1、设计原理 (1)如图14.2所示，用单片机的并行口P3连接4×4矩阵键盘，并以单片机的P3.0-P3.3各管脚作输入线，以单片机的P3.4-P3.7各管脚作输出线，在数码管上显示每个按键“0-F”的序号。 (2)键盘中对应按键的序号排列如图14.1所示。 2、参考电路 图14.2 4×4矩阵式键盘识别电路原理图 3、电路硬件说明 (1)在“单片机系统”区域中，把单片机的P3.0-P3.7端口通过8联拨动拨码开关JP3连接到“4×4行列式键盘”区域中的M1-M4，N1-N4端口上。 (2)在“单片机系统”区域中，把单片机的P0.0-P0.7端口连接到“静态数码显示模块”区域中的任何一个a-h端口上;要求：P0.0对应着a，P0.1对应着b，……，P0.7对应着h。 4、程序设计内容 (1)4×4矩阵键盘识别处理。 (2)每个按键都有它的行值和列值，行值和列值的组合就是识别这个按键的编码。矩阵的行线和列线分别通过两并行接口和CPU通信。键盘的一端(列线)通过电阻接VCC，而接地是通过程序输出数字“0”实现的。键盘处理程序的任务是：确定有无键按下，判断哪一个键按下，键的功能是什么?还要消除按键在闭合或断开时的抖动。两个并行口中，一个输出扫描码，使按键逐行动态接地;另一个并行口输入按键状态，由行扫描值和回馈信号共同形成键编码而识别按键，通过软件查表，查出该键的功能。 5、程序流程图(如图14.3所示) 6、汇编源程序 ;;;;;;;;;;定义单元;;;;;;;;;; COUNT EQU 30H ;;;;;;;;;;入口地址;;;;;;;;;;
ORG 0000H LJMP START ORG 0003H RETI ORG 000BH RETI ORG 0013H RETI ORG 001BH RETI ORG 0023H RETI ORG 002BH RETI ;;;;;;;;;;主程序入口;;;;;;;;;; ORG 0100H START: LCALL CHUSHIHUA LCALL PANDUAN LCALL XIANSHI LJMP START ;;;;;;;;;;初始化程序;;;;;;;;;;
课程设计-制作单片机的4X4矩阵键盘
课程设计-制作单片机的4X4矩阵键盘
目录 摘要.............................................. 错误!未定义书签。第一章硬件部分 (5) 第一节AT89C51 (5) 第二节4*4矩阵式键盘 (8) 第三节LED数码管 (11) 第四节硬件电路连接 (13) 第二章软件部分 (15) 第一节所用软件简介 (15) 第二节程序流程图 (18) 第三节程序 (20) 第三章仿真结果 (23) 心得体会 (26) 参考文献 (27)
第一章硬件部分 第一节AT89C51 AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。引脚如图所示 AT89C5 图1 AT89C51管脚 图 AT89C51其具有以下特性： 与MCS-51 兼容 4K字节可编程FLASH存储器 寿命：1000写/擦循环 数据保留时间：10年
全静态工作：0Hz-24MHz 三级程序存储器锁定 128×8位内部RAM 32可编程I/O线 两个16位定时器/计数器 5个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路 特性概述: AT89C51 提供以下标准功能：4k 字节Flash 闪速存储器，128字节内部RAM，32 个I/O 接口，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。 管脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。
2×2矩阵式键盘
2×2矩阵式键盘 摘要：本设计主要是用来学习键盘扫描程序的设计，数码管的动态显示程序设计。设计中，将单片机8051的并行口P1的P1.0,P1.1接键盘的行，将P1.2,P1.3接键盘的列，将并行口P2的P2.7~P2.0分别接数码管的数据段g,f,a,b,d,h,e,c. 以及将P3.6,P3.7分别接数码管的偏选端，当按下第0行0列时数码管就显示00，按下第0行1列时数码管就显示01，第1行0列时数码管就显示02，第1行1列时数码管就显示03。本设计一共四个按键，用双数码管动态显示。 关键字：单片机，数码管动态显示，行列式键盘，共阴数码管 一、矩阵式键盘工作原理 如下图1，I/O接口线组成行、列结构，按键设置在行、列的交点上。行线通过上拉电阻接+5V。 第一步是CPU检测键盘上是否有按键。具体过程如下：P1.2, P1.3输出0，即将列P1.2, P1.3置成低电平，然后将行线P1.0,P1.1电平状态读入累加器A中。如果有键按下，总有一根行线电平被拉至低电平，从而使行输入状态不全为“1”。 第二步是识别是哪一个键按下。具体过程如下：先将P1.2输出为0，即将列P1.2置成低电平。然后读入行线P1.0,P1.1电平状态，如果全为“1”，则按下的键不在此列；如果不全为“1”，则按下的键必在此列；而且是该列与“0”电平线相交的交点上的那个键。再将P1.3输出为0，即将列P1.3置成低电平。做法如上。 二、数码管动态显示原理 A.数码管原理：在单片机应用系统中，经常用到LED数码管作为显示输出设备。LED数码管虽然显示信息简单，但它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长、与单片机接口方便等特点，所以在应用中经常使用它。 LED数码管显示器是由发光二极管按一定的结构组合起来的显示器件。在单片机应用系统中通常使用的是8段式LED数码管显示器，他有公阳极和共阴极两种。如图1—1所示。其中共阳极8段发光二极管的阳极端连接在一起，阴极端分开控制，使用时公共端接电源，要使哪根数码管亮，则对应的阴极接低电平。而共阴极8段发光二极管的阴极端连接在一，阳极端分开控制，使用时公共端接地，要使哪根数码管亮，则对应的阳极接高电平即可。从a~g引脚输入不同的8位二进制编码，可显示不同的数字或字符。h为小数点位。 图1—1 在此我们着重介绍下本次实验中用到的共阴极结构的数码管。在共阴极结构中，各段发光二极管的阴极连在一起，将此公共点接地，某一段发光二极管的阴极为高电平时，该段发光。共阴极字段码：LED显示0～9某个字符时，则要求在a～dp送固定的字段码，如要使LED 显示“0”,则要求a、b、c、d、f各引脚为高电平，g和dp为低电平，字段码为“3fh” 。dp g f e d c b a对应为0 0 1 1 1 1 1 1 。共阴极字符0～9七段码如下： 字符：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
单片机课程设计4X4矩阵键盘显示
长沙学院 《单片机原理及应用》 课程设计说明书 题目液晶显示4*4矩阵键盘按键号 程序设计 系(部)电子与通信工程系 专业(班级)电气1班 姓名龙程 学号09 指导教师刘辉、谢明华、王新辉、马凌 云 起止日期— 长沙学院课程设计鉴定表
《单片机技术及应用》课程设计任务书系(部)：电子与电气工程系专业：11级电子一班指导教师：谢明华、刘辉
目录 前言 .......................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 一、课程设计目的 .................................................................................................................... 错误!未定义书签。 二、设计内容及原理 ................................................................................................................ 错误!未定义书签。 单片机控制系统原理 ...................................................................................................... 错误!未定义书签。 阵键盘识别显示系统概述 ................................................................................................ 错误!未定义书签。 键盘电路 ............................................................................................................................ 错误!未定义书签。 12864显示器 ................................................................................................................... 错误!未定义书签。 整体电路图 ........................................................................................................................ 错误!未定义书签。 仿真结果 ............................................................................................................................ 错误!未定义书签。 三、实验心得与体会 ................................................................................................................ 错误!未定义书签。 四、实验程序 ............................................................................................................................ 错误!未定义书签。参考文献 .................................................................................................................................... 错误!未定义书签。
矩阵键盘简易计算器要点
《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
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。
矩阵键盘程序(汇编+lcd显示)
; P0接LCD ; P2接矩阵键盘 RS EQU P1.5 ;确定具体硬件的连接方式 RW EQU P1.6 ;确定具体硬件的连接方式 E EQU P1.7 ;LCD1602引脚 ORG 0H MAIN: ACALL START MOV P0,#8FH ;写入显示起始地址（第一行第一个位置）ACALL ENABLE ;调用写入命令子程序 MOV R0,#2FH MOV 2FH,#30H MOV R6,#1 ACALL WRITE1 D: MOV 56H,#0 MOV R1,#50H MOV 54H,#2FH TEST: ;键盘扫描 MOV P2,#0F0H MOV A,P2 CJNE A,#0F0H,HAVE SJMP TEST HAVE: MOV A,#0FEH NEXT: MOV B,A MOV P2,A READ: MOV A,P2 ANL A,#0F0H CJNE A,#0F0H,SCOND MOV A,B RL A CJNE A,#0EFH,NEXT SCOND:ACALL DAY MOV A,P2 ANL A,#0F0H CJNE A,#0F0H,JS SJMP TEST JS: MOV R2,A MOV A,B ANL A,#0FH ORL A,R2
SON: CJNE A,#0E7H,S1 AJMP MAIN S1: CJNE A,#0D7H,S4 MOV B,#31H ;1的ACSII值为31H AJMP YZ S4: CJNE A,#0B7H,S7 MOV B,#34H AJMP YZ S7: CJNE A,#77H,S0 MOV B,#37H AJMP YZ S0: CJNE A,#0EBH,S2 MOV B,#30H AJMP YZ S2: CJNE A,#0DBH,S5 MOV B,#32H AJMP YZ S5: CJNE A,#0BBH,S8 MOV B,#35H AJMP YZ S8: CJNE A,#7BH,S3 MOV B,#38H AJMP YZ S3: CJNE A,#0DDH,S6 MOV B,#33H AJMP YZ S6: CJNE A,#0BDH,S9 MOV B,#36H AJMP YZ S9: CJNE A,#7DH,TEST MOV B,#39H AJMP YZ YZ:MOV A,56H CJNE A,#0,YZ1 SJMP YZ2 YZ1: CJNE @R1,#10,YZ2 AJMP TEST YZ2: CJNE R1,#50H,YZ3 MOV 55H,#0 MOV 58H,#0 MOV A,56H
4×4矩阵式键盘的课程设计
“电子创新设计与实践”课程期中 课题设计报告 姓名：张思源，学：20102121026，年级：2010，专业：电信
报告内容 设计一个4*4矩阵键盘，并编写相关程序 摘要 1.4×4矩阵式键盘程序识别原理。 2.4×4矩阵式键盘按键的设计方法。 报告正文： 一、设计原理 （1）如图14.2所示，用单片机的并行口P3连接4×4矩阵键盘，并以单片机的P3.0－P3.3各管脚作输入线，以单片机的P3.4－P3.7各管脚作输出线，在数码管上显示每个按键“0－F”的序号。 （2）键盘中对应按键的序号排列如图14.1所示。 二、参考电路
图14.2 4×4矩阵式键盘识别电路原理图 图14.1 4×4键盘0-F显示
图14.3 4×4矩阵式键盘识别程序流程图 三、电路硬件说明 （1）在“单片机系统”区域中，把单片机的P3.0－P3.7端口通过8联拨动拨码开关JP3连接到“4×4行列式键盘”区域中的M1－M4，N1－N4端口上。 （2）在“单片机系统”区域中，把单片机的P0.0－P0.7端口连接到“静态数码显示模块”区域中的任何一个a－h端口上；要求：P0.0对应着a，P0.1对应着b，……，P0.7对应着h。 四、程序设计内容
（1）4×4矩阵键盘识别处理。 （2）每个按键都有它的行值和列值，行值和列值的组合就是识别这个按键的编码。矩阵的行线和列线分别通过两并行接口和CPU通信。键盘的一端（列线）通过电阻接VCC，而接地是通过程序输出数字“0”实现的。键盘处理程序的任务是：确定有无键按下，判断哪一个键按下，键的功能是什么？还要消除按键在闭合或断开时的抖动。两个并行口中，一个输出扫描码，使按键逐行动态接地；另一个并行口输入按键状态，由行扫描值和回馈信号共同形成键编码而识别按键，通过软件查表，查出该键的功能。 五、程序流程图(如图14.3所示) 六、汇编源程序 ;;;;;;;;;;定义单元;;;;;;;;;; COUNT EQU 30H ;;;;;;;;;;入口地址;;;;;;;;;; ORG 0000H LJMP START ORG 0003H RETI ORG 000BH RETI ORG 0013H RETI ORG 001BH RETI
FPGA矩阵键盘课程设计
FPGA课程设计报告 项目名称基于FPGA的4*4矩阵键盘的设计 专业班级通信1 学生姓名张 指导教师 2016年7 月10 日
摘要 本课程设计提出了基于FPGA的4*4矩阵键盘的设计，主要是在软件Quartus II 9.0这个环境中，以硬件描述语言Verilog进行编写程序,从而完成矩阵键盘的相关设计。主要由矩阵式键盘电路、显示电路等组成，实现过程是通过行扫描输入随机信号，列扫描判断哪一个键被按下，并最后由数码管显示该按键。此次课程设计完成了4*4矩阵键盘控制LED数码管显示系统的设计，该设计具有灵活性强，易于操作，可靠性高，广泛应用于各种场合的特点，是进行按键操作管理的有效方法，它可以提高系统准确性，有利于资源的节约，降低对操作者本身的要求，并能正确、实时、高效地显示按键信息，以提高工作效率和资源换利用率的意义。 关键词：数码管；矩阵键盘；按键；显示电路
Abstract This course is designed based on FPGA is proposed 4 * 4 matrix keyboard design, mainly in the Quartus II software 9.0 this environment, with the Verilog hardware description language program, so as to complete the related design of matrix keyboard. Main matrix keyboard circuit, display circuit and so on, complete the 4 * 4 matrix keyboard control LED digital tube display system design, the design has strong flexibility, easy operation, high reliability, widely used in various occasions. Into 4 * 4 matrix keyboard control LED digital tube display system design, design flexibility is strong, easy to operate, high reliability, widely used in various occasions. Matrix keyboard control system, can improve efficiency, and is an effective method to manage the keystrokes, it can improve the system accuracy, and is conducive to resource saving and reduce the requirement of the operator itself, and correctly, real-time and efficient to show the key information, in order to improve the work efficiency and the utilization ratio of resources in meaning. Keywords: Digital tube; Matrix keyboard; The key; Disply circuit
矩阵式键盘程序设计
矩阵式键盘程序设计 （1）定义字型码表和10ms延时程序设计。4X4矩阵键盘的16个键分别对应0～9、A～F 十六个字符，由于数码管显示使用共阴极LED数码管，所以字型码采用共阴极字型码。定义字型码表和软件去抖的10ms延时程序如下： #include