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