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单片机实训教材
单片机的应用
键盘扫描程序FY：江西华忆电子工业中等学校
键盘扫描程序设计
一，实训教学目的
１，了解键盘的组成及接线方法
２，了解编码键盘和非编码键盘的组成
３，学习非编码键盘的扫描方法步骤
４，编写程序实现简单键盘设计和矩阵键盘的编程。
二，主要元件的介绍。
1，CPU AT89S51
AT89S51是一款低功耗，高性能的8位微处理器，有4KBZ可在系统编程(ISP) Flash闪速存储器，1000次擦写周期，它与工业标准的80C51和80C52的指令集及输出PIN脚完全兼容。128X8-bit片内RAM，32个可编程I/O脚，2个16-位定时/计数器，5个中断源，可编程全双工串行口，低功耗空闲模式和掉电模式。
3，键盘原理
1）独立式键盘的接线原理
独立式键盘是由若干个机械触点开关构成的，把它与单片机的I/O口县连接起来，通过读I/O口的电平状态，即可识别出相应的按键是否被按下，看下面的电路图：如果按键不被按下，其端口就为高电平，如果相应的按键被按下，则端口变为低电平。在这种键盘的连接方法中，我们通常采用上拉电阻接法，即各按键开关一端接低电平，另一端接单片机I/O口线并通过上拉电阻与VCC相连，这是为了保证在按键断开时，各I/O口线有确定的高电平，如果端口内部已经有上拉电阻，则外电路的上拉电阻就可以省去，想想看，哪几个并行口内部有上拉电阻呢？
通常我们用来做键盘的有触点式和非触点式两种，单片机中应用的一般是由机械触点构成的触点式微动开关，这种开关具有结构简单，使用可靠的优点，但当我
们按下按键或释放按键的时候它有一个特点，就是会产生抖动，看上图的按键脉冲波形，这种抖动对于人来说是感觉不到的，但对单片机来说，则是完全可以感应到的，因为计算机处理的速度是在微秒级的，而机械抖动的时间至少是毫秒级，对计算机而言，这已是一个很“漫长”的过程了，
按键区抖动原则和方法常用的有两种：硬件方法和软件方法。硬件去抖动方法很多，这不在我们的讨论范围。单片机中常用软件去抖动方法，软件法其实很简单，就是在单片机获得端口低电平信息后，不是立即认定按键已被按下，而是在延时
10ms或更长时间后再次检查该端口，如果仍为低，说明此键确实被按下了，这实际上是避开了按键按下时的抖动时间；而在检测到按键释放后（端口电平为高电平时）再延时5-10ms，消除后沿的抖动，然后再对按键进行处理，不过一般情况下，我们通常不对按键释放后沿进行处理，实践证明，也能满足通常的要求。
2）矩阵式键盘的连接方法和工作原理：
什么是矩阵式键盘？当键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口线的占用，通常将按键排列成矩阵式，在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样做有什么好处呢？大家看下面的电路图，一个并行口可以构成4*4=16个按键，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍多，而且线数越多，区别就越明显。比如再多加一条线就可以构成20键的键盘，而直接用端口线则只能多出一个键（9键）。由此可见，在需要的按键数量比较多的时候，采用矩阵法莱连接键盘是非常合理的。
矩阵式结构的键盘显然比独立式键盘复杂些，识别也要复杂一些，在上图中，列线通过电阻接电源，并将行线索接的单片机4个I/O口作为输出端，而列线所接的I/O 口则作为输入端，这样，当按键没有被按下时，所有的输出端都是高电平，代表无按键按下，行线输出是低电平；一旦有键按下，输入线就会被拉低，这样，通过读入输入线的状态就可以得知是否有键按下了，具体的识别及编程方法如下所述：识别方法：确定矩阵式键盘上任何一个键被按下通常采用“行扫描法”或“行反转法”。行扫描法又称为逐行（或列）扫描查询法，它是一种最常用的多按键识别方法。因此我们就以“行扫描法”为例来说明矩阵式键盘的工作原理；
a.判断键盘中有无键按下
将全部的行线X0-X3置低电平，然后检测列线的状态，只要有一列的电平为低，则表示键盘中有键被按下，而且闭合的键位于低电平线与4根行线相交叉的4
个按键之中；若所有列线均为高电平，则表示键盘中无键按下。
b.判断闭合键所在的位置
在确认有键按下后，即可进入确定具体闭合键的过程。其方法是：依次将行线
置为低电平（即置某根行线为低电平时，其他线为高电平），当确定某根行线
为低电平后，再逐行检测各列线的电平状态，若某列为低，则该列线与置为低
电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键。
c.去抖动
当检测到有键按下后，延时一段时间后再做下一次的检测判断，若仍有键按下，应识别出是哪一个键闭合，方法是对键盘的行线进行扫描，在每组行输出时读取列线，然后可采用计算法或查表法计算出闭合键的行值和列值转换成所定义的键值。为了保证按键每闭合依次CPU仅作一次处理，必须去除键释放的抖动。
按键扫描子程序程序算法，
1）一行一行扫描，如果有按键，则下一步，否则，跳到5步。
2）与以前的按键码比较，如果相同，则执行下一步，否则跳到4步。
3）确定有键按下，设置按键按下标志（keyDown），结束
4）保存当前按键码key（行码和列码拼起来）结束。
5）当前没有按键，检查是否同一行，是则执行下一步，否则结束。
6）检查以前是否有按键按下，如果有，则执行下一步，否则跳到8步。
7）以前有按键，那么现在按键松开了，设置按键松开标志（keyUp），结束。
8）清除按键keyDown标志。
按键处理子程序
分2种情况，一种是确定有按键了即检查keyDown为1就处理，另一种是检查
到按键松开即keyUp为1就处理，下面以keyDown来说明
1）如果keyDown不为1，则结束，否则继续下一步。
2）清除keyDown标志，使之只被处理一次。
3）将当前扫描的键码key与码表依次比较，如果是表中的某个值则将这个处理该按键，否则认为是错误的按键。结束
4）
三，实训工作制作指导
1，学习使用Proteus仿真软件画出原理图。
2，熟悉汇编语言程序设计，学习使用Keil 51进行源代码编写3，学习程序调试的方法
四，电路原理图
五，工作原理
8051系列单片机定时器系统的工作过程大体是这样：首先由软件设定好定时/计数器的工作方式及计数初值，然后启动它工作，定时器/计数器将按照设定好的工作方式，从计数初值开始，对指定的加1操作，此时不占用CPU的时间，只有当定时器/计数器计满溢出时，才向CPU发出中断请求信号，CPU通过中断或查询方式处理溢出后的服务。溢出后，定时器/计数器继续进行加1操作，每次溢出都会申请中断。
定时器方式1是按16位加1计数器工作的，该计数器由高8位TH和低8位TL组成。使用定时器方式2时，定时器被拆成一个8位寄存器TH和一个8位计数器TL，CPU对它们初始化时必须送相同的定时初值。当定时器启动后，TL按8位加1计数器计数，每当它计数满回零时一方面向CPU发出溢出中断请求和另一方面从TH中重新获得初值并启动计数。利用这个方式作为波特
率生成器。
六，物料表
七，
八，实训步骤
1.熟悉CPU的工作原理及电路结构。
2.
3.根据原理图准备所需元器件。
4.熟悉单片机引脚功能及工作原理。
5.按照原理图组装好电路板。
6.
7.准备电路工作时所需电源。
8.
9.用万用表检查电路板是否正常工作。
10.
11.接上电源，注意电源极性，简单的方法是接上电源的瞬间
手摸CPU，如果发热应立即切断电源。
12.
13.根据设计好的算法写出汇编语言程序。
14.将设计好的程序在软件上进行仿真调试，
15.调试通过后再将程序烧录到程序存储器中进行测试
九，仪器准备
5伏直流稳压电源1台
示波器1台
万表用1只
十，问答题
1.将程序烧录到程序存储器中，上电后，LED灯不闪烁，蜂
鸣器不叫的原因。
附程序源码：
ORG 00h
LJMP Main
ORG 100h
MAIN:
MOV SP, #5FH
MOV A, #0FEH LOOP:
MOV P1, A
MOV R7, #100
MOV R6, #50
ACALL DELAY
RL A
SJMP LOOP DELAY:
DJNZ R5, $
DJNZ R7, DELAY
MOV R7, #100
DJNZ R6, DELAY
RET
END
信息工程学院实验报告 课程名称：微机原理与接口技术 实验项目名称：键盘扫描及显示实验 实验时间： 班级： 姓名： 学号： 一、实 验 目 的 1. 掌握 8254 的工作方式及应用编程。 2. 掌握 8254 典型应用电路的接法。 二、实 验 设 备 了解键盘扫描及数码显示的基本原理，熟悉 8255 的编程。 三、实 验 原 理 将 8255 单元与键盘及数码管显示单元连接，编写实验程序，扫描键盘输入，并将扫描结果送数码管显示。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 6 次按下的按键编号。 键盘及数码管显示单元电路图如图 7-1 和 7-2 所示。8255 键盘及显示实验参考接线图如图 7-3 所示。 图 7-1 键盘及数码管显示单元 4×4 键盘矩阵电路图 成 绩： 指导老师(签名)：
图 7-2 键盘及数码管显示单元 6 组数码管电路图 图 7-3 8255 键盘扫描及数码管显示实验线路图 四、实验内容与步骤 1. 实验接线图如图 7-3 所示，按图连接实验线路图。
图 7-4 8255 键盘扫描及数码管显示实验实物连接图 2.运行 Tdpit 集成操作软件，根据实验内容，编写实验程序，编译、链接。 图 7-5 8255 键盘扫描及数码管显示实验程序编辑界面 3. 运行程序，按下按键，观察数码管的显示，验证程序功能。 五、实验结果及分析： 1. 运行程序，按下按键，观察数码管的显示。
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----------------------------------------------------------------------------
#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;
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
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---------------------------------------------------------------
4*4键盘程序readkeyboard: begin: acall key_on jnz delay ajmp readkeyboard delay:acall delay10ms acall key_on jnz key_num ajmp begin key_num:acall key_p anl a,#0FFh jz begin acall key_ccode push a key_off:acall key_on jnz key_off pop a ret key_on: mov a,#00h orl a,#0fh mov p1,a mov a,p1 orl a,#0f0h cpl a ret key_p: mov r7,#0efh l_loop:mov a,r7 mov p1,a mov a,p1 orl a,#0f0h mov r6,a cpl a jz next ajmp key_c next: mov a,r7 jnb acc.7,error rl a mov r7,a ajmp l_loop error:mov a,#00h ret key_c:mov r2,#00h mov r3,#00h mov a,r6
mov r5,#04h again1:jnb acc.0,out1 rr a inc r2 djnz r5, again1 out1: inc r2 mov a,r7 mov r5,#04h again2:jnb acc.4,out2 rr a inc r3 djnz r5,again2 out2: inc r3 mov a, r2 swap a add a,r3 ret key_ccode:push a swap a anl a,#0fh dec a rl a ;行号乘4 rl a mov r7,a pop a anl a,#0fh dec a add a,r7 ret delay10ms: anl tmod,#0f0h orl tmod,#01h mov th0,#0d8h mov tl0,#0f0h setb tr0 wait:jbc tf0,over ajmp wait clr tr0 over:ret 单片机键盘设计 （二）从电路或软件的角度应解决的问题 软件消抖：如果按键较多，硬件消抖将无法胜任，常采用软件消抖。通常采用软件延时的方法：在第一次检测到有键按下时，执行一段延时10ms的子程序后，再确认电平是否仍保持闭合状态电平，如果保持闭合状态电平，则确认真正有键按下，进行相应处理工作，消除了抖动的影响。（这种消除抖动影响的软件措施是切实可行的。）
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2011024109 指导教师刘辉、谢明华、王新辉、马凌 云 起止日期2014.5.19—2014.5.30
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 (5) 一、课程设计目的 (6) 二、设计内容及原理 (6) 2.1 单片机控制系统原理 (6) 2.2阵键盘识别显示系统概述 (6) 2.3键盘电路 (7) 2.4 12864显示器 (8) 2.5整体电路图 (9) 2.6仿真结果 (9) 三、实验心得与体会 (10) 四、实验程序 (10) 参考文献 (18)
前言 单片机，全称单片微型计算机（英语：Single-Chip Microcomputer），又称微控制器 应（不用外接硬件）和节约成本。它的最大优点是体积小，可放在仪表内部，但存储量小，输入输出接口简单，功能较低。由于其发展非常迅速，旧的单片机的定义已不能满足，所以在很多应用场合被称为范围更广的微控制器；从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的32位300M的高速单片机。现代人类生活中所用的几乎每件有电子器件的产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电子产品中都含有单片机。汽车上一般配备40多片单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百片单片机在同时工作!单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算机的总和，甚至比人类的数量还要多。 是以电流刺激液晶分子产生点、线、面配合背部灯管构成画面。由一定数量的彩色或黑白像素组成，放置于光源或者反射面前方。液晶显示器功耗低，因此倍受工程师青睐，适用于使用电池的电子设备。英国科学家在上世纪制造了第一块液晶显示器即LCD。而第一台可操作的LCD基于动态散射模式(Dynamic Scattering Mode,DSM)，是RCA公司乔治·海尔曼带领的小组开发的。 LED点阵屏通过LED(发光二极管）组成，以灯珠亮灭来显示文字、图片、动画、视频等，是各部分组件都模块化的显示器件，通常由显示模块、控制系统及电源系统组成。LED点阵显示屏制作简单，安装方便，被广泛应用于各种公共场合，如汽车报站器、广告屏以及公告牌等。 交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样，一个端口（如P1口）就可以构成4*4=16个按键， 键盘是合理的。
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
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。
二、设计内容 1、本设计利用各种器件设计，并利用原理图将8255单元与键盘及数码管显示单元连接，扫描键盘输入，最后将扫描结果送入数码管显示。键盘采用4*4键盘，每个数码管可以显示0-F共16个数。将键盘编号，记作0-F，当没按下其中一个键时，将该按键对应的编号在一个数码管上显示出来，当在按下一个 键时，便将这个按键的编号在下一个数码管上显示，数码管上 可以显示最近6次按下的按键编号。 设计并实现一4×4键盘的接口，并在两个数码管上显示键盘所在的行与列。 三、问题分析及方案的提出 4×4键盘的每个按键均和单片机的P1口的两条相连。若没有按键按下时，单片机P1口读得的引脚电平为“1”；若某一按键被按下，则该键所对应的端口线变为地电平。单片机定时对P1口进行程序查询，即可发现键盘上是否有按键按下以及哪个按键被按下。 实现4×4键盘的接口需要用到单片机并编写相应的程序来识别键盘的十六个按键中哪个按键被按下。因为此题目还要求将被按下的按键显示出来，因此可以用两个数码管来分别显示被按下的按键的行与列
表示任意一个十六进制数)分别表示键盘的第二行、第三行、第四行;0xXE、0xXD、0xXB、0xX7(X表示任意一个十六进制数)则分别表示键盘的第一列、第二列、第三列和第四列。例如0xD7是键盘的第二行第四列的按键 对于数码管的连接，采用了共阳极的接法，其下拉电阻应保证芯片不会因为电流过大而烧坏。 五、电路设计及功能说明 4×4键盘的十六个按键分成四行四列分别于P1端口的八条I/O 数据线相连；两个七段数码管分别与单片机的P0口和P2口的低七 位I/O数据线相连。数码管采用共阳极的接法，所以需要下拉电阻 来分流。结合软件程序，即可实现4×4键盘的接口及显示的设计。 当按下键盘其中的一个按键时，数码管上会显示出该按键在4×4键 盘上的行值和列值。所以实现了数码管显示按键位置的功能 四、设计思路及原因 对于4×4键盘，共有十六个按键。如果每个按键与单片机的一个引脚相连，就会占用16个引脚，这样会使的单片机的接口不够用（即使够用，也是对单片机端口的极大浪费）。因此我们应该行列式的接法。行列式非编码键盘是一种把所有按键排列成行列矩阵的键盘。在这种键若没有按键按下时，单片机从P1口读得的引脚电平为“1”；若某一按键被按下，则该键所对应的端口线变为地电平。因此0xEX(X表示任意4×4键盘的第一行中的某个按键被按下，相应的0xDX、0xBX、0x7X(X 二、实验内容
4x4矩阵键盘识别设计班级：1221201 专业：测控技术与仪器 姓名：涂勇 学号：2012 2012 0110 指导老师：钟念兵 东华理工大学 2016年1月1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，电子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STM32嵌入式微处理器为核心，主要由矩阵式键盘电路、硬件电路、显示电路等组成，软件选用C语言编程。STM32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：系统硬件电路的设计------------------------------------------------硬件系统主要思路和电路原理图- -------------------------------------- 硬件上键盘规划- --------------------------------------------------------- 第三章：系统程序的设计------------------------------------------------------程序的编写步骤----------------------------------------------------------- 编写的源程序-------------------------------------------------------------- 第四章：心得体会---------------------------------------------------------------
/*----------------------------------------------- 名称：矩阵键盘依次输入控制使用行列逐级扫描 论坛：https://www.doczj.com/doc/4e18958858.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
44 键盘扫描实验 实验目的 1、学习HDL程序的基本设计技巧； 2、掌握矩阵键盘的扫描原理和使用方法。 Verilog程序: module hex_keypad(Col,Code,show,show1,count,scan,clock,Row); output[3:0] Code,Col,count; //定义列信号Col、行列信号共同决定的 输出代码Code、以及计数变量count output[7:0] show,show1; //定义七段显示变量show、show1 input[3:0] Row; //定义输入行信号Row input scan; //定义数码管选择信号scan input clock; //定义时钟信号clock reg[3:0] Col,Code,count; //将输出信号定义为reg型 reg[7:0] show,show1; reg[1:0] cn; //定义reg型变量cn,用于计数 reg reset,count_up,count_down; //定义变量reset用于计数清零,count_up 开始加计数,count_down开始减计数reg[15:0] times1,times2; //定义变量times1、times2用于决定开 始计数的时间 assign scan=1'b1; //将数码管选择信号赋值为1
always@(posedge clock) //产生列信号 if(cn==4)cn<=0; else cn<=cn+1; always@(cn) case(cn) 2'b00:Col=4'b1110; 2'b01:Col=4'b1101; 2'b10:Col=4'b1011; 2'b11:Col=4'b0111; endcase always@(posedge clock) //行列信号共同决定输出代码Code case({Row,Col}) 8'b1110_1110:Code=4'h0; 8'b1110_1101:Code=4'h1; 8'b1110_1011:Code=4'h2; 8'b1110_0111:Code=4'h3; 8'b1101_1110:Code=4'h4; 8'b1101_1101:Code=4'h5;
4*4矩阵键盘电路连接图和快速扫描完整程序 #include
P0=wei[x]; while(b--); LE1=0; } //////////////////////////////////////////////////////////////////// //4*4矩阵扫描，键值保存在key中 void key_4x4() { P1=temp; //初值uchar temp=0xfe; sm=P1; sm=sm&0xf0; //取P1口高四位的值，如果为0就表示无键按下if(sm!=0xf0) { switch(sm) { case 0x70:{key=0+4*beis;break;} case 0xb0:{key=1+4*beis;break;} case 0xd0:{key=2+4*beis;break;} case 0xe0:{key=3+4*beis;break;} default :{key=10+4*beis;break;} } } else { if(temp==0xf7) { temp=0xfe; } else { temp=_crol_(temp,1); } beis++; if(beis==4)beis=0; } } ////////////////////////////////////////////////////////////////////
//行列扫描程序，可以自己定义端口和扫描方式，这里做简单介绍 #include
C语言 4*4键盘扫描电路模块 #include
4*4键盘程序 readkeyboard: begin: acall key_on jnz delay ajmp readkeyboard delay:acall delay10ms acall key_on jnz key_num ajmp begin key_num:acall key_p anl a,#0FFh jz begin acall key_ccode push a key_off:acall key_on jnz key_off pop a ret key_on: mov a,#00h orl a,#0fh mov p1,a mov a,p1 orl a,#0f0h cpl a ret key_p: mov r7,#0efh l_loop:mov a,r7 mov p1,a mov a,p1 orl a,#0f0h mov r6,a cpl a jz next ajmp key_c next: mov a,r7 jnb acc.7,error rl a mov r7,a ajmp l_loop error:mov a,#00h ret key_c:mov r2,#00h mov r3,#00h mov a,r6 mov r5,#04h again1:jnb acc.0,out1 rr a inc r2 djnz r5, again1 out1: inc r2 mov a,r7 mov r5,#04h again2:jnb acc.4,out2 rr a inc r3 djnz r5,again2 out2: inc r3 mov a, r2 swap a add a,r3 ret key_ccode:push a swap a anl a,#0fh dec a rl a ;行号乘 4 rl a mov r7,a pop a anl a,#0fh dec a add a,r7 ret delay10ms: anl tmod,#0f0h orl tmod,#01h mov th0,#0d8h mov tl0,#0f0h setb tr0 wait:jbc tf0,over ajmp wait clr tr0 over:ret 单片机键盘设计 （二）从电路或软件的角度应解决的问题 软件消抖：如果按键较多，硬件消抖将无法胜任，常采用软件消抖。通常采用软件延时的方法：在第一次检测到有键按下时，执行一段延时10ms的子程序后，再确认电平是否仍保持闭合状态电平，如果保持闭合状态电平，则确认真正有键按下，进行相应处理工作，消除了抖动的影响。（这种消除抖动影响的软件措施是切实可行的。） 2.采取串键保护措施。串键：是指同时有一个以上的键按下，串键会引起CPU错误响应。 通常采取的策略：单键按下有效，多键同时按下无效。 3.处理连击。连击：是一次按键产生多次击键的效果。要有对按键释放的处理，为了消除连击，使得一次按键只产生一次键功能的执行（不管一次按键持续的时间多长，仅采样一个数据）。否则的话，键功能程序的执行次数将是不可预知，由按键时间决定。连击是可以利用的。连击对于用计数法设计的多功能键特别有效。 三、键盘工作方式 单片及应用系统中，键盘扫描只是CPU的工作内容之一。CPU忙于各项任务时，如何兼顾键盘的输入，取决于键盘的工作方式。考虑仪表系统中CPU任务的份量，来确定键盘的工作方式。 键盘的工作方式选取的原则是：既要保证能及时响应按键的操作，又不过多的占用CPU的工作时间。 键盘的工作方式有：查询方式（编程扫描，定时扫描方式）、中断扫描方式。