单片机44矩阵键盘控制LEDWord下载.docx

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键盘

目录

1引言1

24×

4矩阵键盘控制LED工作原理及软硬件设计、仿真调试2

2.14×

4矩阵式键盘识别显示系统概述2

2.24×

4矩阵式键盘原理3

2.34×

4矩阵式键盘控制LED显示方法..4

2.44×

4矩阵式键盘软件编程6

2.54×

4矩阵式键盘软件仿真调试分析11

3结论12

4谢词13

5参考文献13

引言

本实验是在基于PROTUES平台下，运用80C51芯片编写程序设计实现的矩阵式键盘。

通过对矩阵键盘的硬件电路的设计及对其进行程序汇编和运行，通过单片机的内部控制实现对硬件电路的设计,从而实现对4*4矩阵键盘的识别。

用单片机的并行P1口连接4*4矩阵键盘，并以单片机的P1.0－P1.3口作键盘输入的列线，以单片机的P1.4－P1.7口作为键盘输入的行线，然后用P0.0－P0.6作输出线，通过电阻在显示器上显示不同的符号按键“0－F”[1]。

在硬件电路的基础上加上软件程序的控制来设计实现。

24×

4矩阵键盘控制LED工作原理及软硬件设计、仿真调试

4矩阵式键盘识别显示系统概述

矩阵式键盘模式以N个端口连接控制N*N个按键，实时在LED数码管上显示按键信息。

显示按键信息，省下了很多的I/O端口为他用，相反，独立式按键虽编程简单，但占用I/O口资源较多，不适合在按键较多的场合应用。

并且在实际应用中经常要用到输入数字、字母、符号等操作功能，如电子密码锁、电话机键盘、计算器按键等，至少都需要12到16个按键。

矩阵式键盘简介：

矩阵式键盘又称行列键盘，它是用N条I/O线作为行线，N条I/O线作为列线组成的键盘。

在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键。

这样键盘上按键的个数就为N*N个[2]。

这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。

最常见的键盘布局如图1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，这也是在单片机系统中最常用的形式，本设计就采用这个键盘模式。

图1键盘布局

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。

4矩阵式键盘原理

行列式键盘的接法比独立式键盘的接法复杂，编程实现上也会比较复杂。

但是，在占用相同的I／O端口的情况下，行列式键盘的接法会比独立式接法允许的按键数量多，其原理图如图1所示。

图24×

4矩阵式键盘原理图

实际的工程中，可能会使用PIC16C5X这种通用的可编程的键盘、显示接口器件，使用PIC16C5X单片器件就能够完成键盘输入和显示控制两种功能。

　　行列式键盘的工作方式是先用列线发送扫描字，然后读取行线的状态，查看是否有按键按下。

键盘部分提供一种扫描的工作方式，可以和具有64个按键的矩阵键盘相连接，能对键盘不断扫描、自动消抖、自动识别按下的键，并给出编码，能对双键或n个键同时按下的情况实行保护。

　　在显示部分，它可以为发光二极管、荧光管及其他显示器提供按扫描方式工作的显示接口，而且为显示器提供多路复用信号，可以显示多达16位的字符或数字。

　　键盘中有无按键按下是由列线送入全扫描字、行线读入行线状态来判断的，其方法是将列线的所有I／O线均置成低电平，然后将行线电平状态读入累加器A中，如果有键按下，总会有一根行线被拉至低电平，从而使行输入不全为1。

　　键盘中哪一个键按下可由列线逐列置低电平后，检查行输入状态来判断，其方法是依次给列线送低电平，然后检查所有行线状态，如果全为1，则所按下的键不在此列，如果不全为1，则所按下的键必在此列，而且是在与0电平线相交的交点上的那个键。

3

4矩阵式键盘控制LED显示方法

（1）在“单片机系统”区域中，把单片机的P1.0－P1.7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[3]。

即将P1口作为整个系统的输入接口电路。

（2）在“单片机系统”区域中，把单片机的P0.0－P0.6端口通过上拉电阻连接到“静态数码显示模块”区域中的任何一个a－g端口上[4]。

（3）此实验采用的是共阴极LED显示块，只有当a－g端口输入高电平时才有效，即显示块中的对应的发光二极管才发光，低电平时不显示，通过a－g端口的不同输入使显示器显示不同的字符。

2.4电路设计及电路图

把单片机的P1.0－P1.7端口通过8联拨动拨码开关连接到“4*4行列式键盘”，其中P1.0-P1.3作为列线，P1.4-P1.7作为行线，把单片机的P0.0－P0.6端口连接到共阴极“静态数码显示模块”区域中对应的a－g端口上；

系统首先通过CPU对全部键盘进行扫描，即把第一根行线置为“0”状态，其余行线置于“1”状态，读入输入缓冲器的状态，若其状态全为“1”表明该行无键按下，再将第二根行线置为“0”状态，同样读入输入缓冲器的状态，如其状态也全为“1”，则置第一根行线置为“0”状态，以此类推[5]。

如读入输入缓冲器的状态不全为“1”，确定哪一根列线为“0”状态，当某个键的行线和列线都为“0”状态时，表明该键按下。

最后通过显示程序将该键的序号显示出来。

（如下图3）

4

图34×

4矩阵式键盘电路图

4矩阵式键盘软件编程

KEYEQU30H

ORG0000H；

入口地址

SJMPSTART

START:

MOVP0,#00H

JIXU:

MOVP1,#0FFH；

判第0行是否有键按下

CLRP1.4；

将P1.4清零

MOVA,P1

ANLA,#0FH；

屏蔽高4位

XRLA,#0FH

JZNOKEY0；

A为0，转向NOKEY0

LCALLDELAY10MS；

延时，去抖动

MOVA,P1；

再确认一次

ANLA,#0FH

判哪一个键按下

CJNEA,#0EH,NEXT1

MOVKEY,#0

LJMPOK；

转向显示程序

NEXT1:

CJNEA,#0DH,NEXT2

MOVKEY,#1

LJMPOK

NEXT2:

CJNEA,#0BH,NEXT3

MOVKEY,#2

NEXT3:

CJNEA,#07H,NOKEY0

MOVKEY,#3

NOKEY0:

判第1行是否有键按下

CLRP1.5；

将P1.5清零

JZNOKEY1；

A为0，转向NOKEY1

延时，去抖动

CJNEA,#0EH,NEXT5

MOVKEY,#4

NEXT5:

CJNEA,#0DH,NEXT6

MOVKEY,#5

NEXT6:

CJNEA,#0BH,NEXT7

MOVKEY,#6

NEXT7:

CJNEA,#07,NOKEY1

MOVKEY,#7

NOKEY1:

判第2行是否有键按下

CLRP1.6；

将P1.6清零

JZNOKEY2；

A为0，转向NOKEY2

CJNEA,#0EH,NEXT9

MOVKEY,#8

SJMPOK

NEXT9:

CJNEA,#0DH,NEXT10

MOVKEY,#9

NEXT10:

CJNEA,#0BH,NEXT11

MOVKEY,#10

NEXT11:

CJNEA,#07,NOKEY2

MOVKEY,#11

NOKEY2:

CLRP1.7；

MOVA,#P1

JZNEXT16；

A为0，转向NEXT16

CJNEA,#0EH,NEXT13

MOVKEY,#12

NEXT13:

CJNEA,#0DH,NEXT14

MOVKEY,#13

NEXT14:

CJNEA,#0BH,NEXT15

MOVKEY,#14

NEXT15:

CJNEA,#07H,NEXT16

MOVKEY,#15

NEXT16:

LJMPJIXU

OK:

MOVA,KEY；

查表显示

MOVDPTR,#TABLE

MOVCA,@A+DPTR

MOVP0,A

DELAY10MS:

MOVR6,#10；

延时

D1:

MOVR7,#248

DJNZR7,$

DJNZR6,D1

RET

TABLE:

DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H

DB7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H

END

4矩阵式键盘软件仿真调试分析

在proteus中设计好实验电路后，然后在proteus编程环境中进行程序设计和编译，生成HEX文件并加载HEX文件，点启动，运行仿真[6]。

由于开始时P0口的值被赋为00H，P1口的值为FFH，当无键按下时，将P1.4口置0，再将P1口的值送A，屏蔽高4位，与0F相异或后，A的值变为0，即第0行没有键按下，转入NOKEY0子程序中，重新赋值P1口的值为FFH，将P1.5口置0后送A，屏蔽高4位，与0F相异或后，A的值又变为0，即第1行没有键按下[7]，转入NOKEY1子程序中，同理，可以得知第2行和第3行也没有键按下。

因而，P0口没有被重新赋值，保持为00H不变，又显示器是共阴极的，此时P0.0-P1.6口均为“0”,即“a-g”段均不显示，从而显示器不显示，并转向程序的开始继续循环扫描键盘，直到有键按下为止。

3结论

回顾起此次课程设计，感觉受益匪浅，从拿到题目到完成整个编程，从理论到实践，学到很多很多的课堂理论中没学到过的东西，不仅对键盘的识别技术这一章节的知识点有了深刻的认识，而且对这学期开设的单片机这门课程有了更全面的了解。

通过这次单片机课程设计，还使我懂得了实践的重要性。

同时在程序调试的过程中提高自己的发现问题、解决问题、实际动手和独立思考的能力。

4致谢

本论文是在董锋老师的悉心指导下完成的。

老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。

不仅使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法。

本论文从选题到完成。

在此，谨向老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！

还要感谢同学们对我的关心、支持和帮助。

最后，感谢我远在百里之外的父母，是他们默默的关心和爱，让我在大学安逸地学习。

在今后的生活中，我会尽我最大的努力回报所有关心我的人。

5参考文献

[1]宋浩《单片机原理及应用》2005

[2]李光弟《单片机基础》（修订版）2001

[3]胡汉才《单片机原理及其接口技术》（第二版2004）

[4]博文视点《单片机程序实际及应用从基础到实践》2006

[5]谢自美《电子线路设计、实验、测试》2008