51单片机矩阵键盘原理
介绍
在嵌入式系统中，矩阵键盘是一种常见的输入装置。51单片机是广泛使用的一种
微控制器，结合矩阵键盘可以实现各种应用。本文将详细介绍51单片机矩阵键盘
的原理及其工作方式。
什么是矩阵键盘？
矩阵键盘是将一组按钮布置成矩阵形式，以减少输入引脚的数量。每个按钮在矩阵键盘中都会被分配一个坐标，通过扫描行和列，可以确定用户按下的是哪个按钮。
51单片机的输入输出结构
51单片机具有强大的输入输出能力，可以连接各种外设。在使用矩阵键盘时，通
常使用IO口进行输入和输出操作。
矩阵键盘的接线方式
将矩阵键盘与51单片机连接时，需要将键盘的行和列引脚分别连接到单片机的IO 口。通过对行进行扫描，再根据列的输入状态判断按钮是否按下。这种接线方式可以大大减少所需的IO口数量。
矩阵键盘的扫描原理
矩阵键盘的扫描原理是通过不断扫描行并读取列的状态来判断按钮是否按下。具体步骤如下： 1. 将所有行引脚设为输出，输出高电平。 2. 逐个扫描行，将当前行引脚设为低电平。 3. 读取所有列引脚的状态，如果有低电平表示有按钮按下。 4. 如果有按钮按下，则根据行和列的坐标确定按下的按钮。
51单片机矩阵键盘的实现
以下是使用51单片机实现矩阵键盘的基本步骤： 1. 将行和列引脚连接到单片机的IO口。 2. 初始化IO口的状态。 3. 在主程序中进行循环扫描，根据扫描结果执行相应的操作。
优化矩阵键盘的扫描速度
为了提高矩阵键盘的扫描速度，可以采用以下优化方法： 1. 使用硬件定时器来定时扫描行，减少CPU的负载。 2. 使用中断方式处理按键事件，从而减少程序中的轮询操作。 3. 将矩阵键盘的行和列布局进行优化，减少扫描的时间复杂度。
利用矩阵键盘实现密码输入
矩阵键盘广泛应用于密码输入功能。通过将矩阵键盘与51单片机结合，可以实现密码的输入、验证等功能。以下是一个简单的密码输入的实现步骤： 1. 设置一个密码数组用于存储密码。 2. 使用矩阵键盘获取用户输入的密码，并依次存储到临时数组中。 3. 在输入完成后，将临时数组与密码数组进行比较，判断是否输入正确。
利用矩阵键盘还可以实现更多有趣的功能，如控制LED灯的亮灭、控制电机的转动等。
小结
51单片机矩阵键盘原理是一种常见的输入方式，通过对行和列的扫描，可以准确判断用户按下的按钮。本文详细介绍了51单片机矩阵键盘的原理、接线方式、扫描方法以及实现密码输入的示例。希望读者通过本文的学习，能够充分理解并应用51单片机矩阵键盘的原理。
51单片机矩阵键盘原理 51单片机矩阵键盘原理 矩阵键盘是一种常用的输入设备，可以通过少量的I/O口控制多个按键。51单片机作为嵌入式系统中常用的控制器，也可以通过控制矩阵键盘来实现输入功能。 1. 矩阵键盘的结构 矩阵键盘由多个按键组成，每个按键都有一个引脚与其他按键共用，形成了一个按键矩阵。例如，4x4的矩阵键盘有16个按键，其中每行和每列各有4个引脚。 2. 矩阵键盘的工作原理 当用户按下某一个按键时，该按键所在行和列之间会形成一个电路通路。这时，51单片机可以通过扫描所有行和列的电路状态来检测到用户所按下的具体按键。 具体实现过程如下：
（1）将每一行引脚设置为输出状态，并将其输出高电平； （2）将每一列引脚设置为输入状态，并开启上拉电阻； （3）逐一扫描每一行引脚，当发现某一行被拉低时，则表示该行对应的某一个按键被按下； （4）记录下该行号，并将该行引脚设置为输入状态，其余行引脚设置为输出状态； （5）逐一扫描每一列引脚，当发现某一列被拉低时，则表示该列对应的是刚才所记录下的行号及其对应的按键； （6）通过行号和列号确定具体按键，并进行相应的处理。 3. 代码实现 下面是一个简单的51单片机矩阵键盘扫描程序： ```c #include
sbit row2 = P1^1; sbit row3 = P1^2; sbit row4 = P1^3; sbit col1 = P1^4; sbit col2 = P1^5; sbit col3 = P1^6; sbit col4 = P1^7; unsigned char keyscan(void) //函数定义 { unsigned char keyvalue; //定义变量 while(1) //循环扫描 { row1=0;row2=row3=row4=1; //设置行状态 if(col1==0){keyvalue='7';break;} //读取按键值 if(col2==0){keyvalue='8';break;} if(col3==0){keyvalue='9';break;} if(col4==0){keyvalue='/';break;} row2=0;row1=row3=row4=1; if(col1==0){keyvalue='4';break;} if(col2==0){keyvalue='5';break;}
1 4×4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，既降低了成本，又提高了精确度，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，在这种情况下如果用独立式按键的话，显然太浪费I/O端口资源，为了解决这一问题，我们使用矩阵式键盘。 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。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1.1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1.1 键盘布局
2系统主要硬件电路设计 2.1单片机控制系统原理 图2.1 单片机控制系统原理框图 2.2单片机主机系统电路 AT89C52单片机是51系列单片机的一个成员，是52单片机的简化版。内部自带2K字节可编程FLASH存储器的低电压、高性能COMS八位微处理器，与Intel MCS-52系列单片机的指令和输出管脚相兼容。由于将多功能八位CPU和闪速存储器结合在单个芯片中，因此，AT89C52构成的单片机系统是具有结构最简单、造价最低廉、效率最高的微控制系统，省去了外部的RAM、ROM和接口器件，减少了硬件开销，节省了成本，提高了系统的性价比。 图2.2 单片机主机系统图
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
{ 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; case 0x0b: key=1;break;
单片机实验报告 信息处理实验 实验二矩阵键盘 专业：电气工程及其自动化 指导老师：高哲 组员：明洪开张鸿伟张谦赵智奇学号：152703117 \152703115\152703118\152703114
室温：18 ℃日期：2017 年10 月25 日 矩阵键盘 一、实验内容 1、编写程序，做到在键盘上每按一个键(0－F)用数码管将该建对应的名字显示出来。按其它键没有结果。 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。 3、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。 4、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。 5、掌握利用Keil51软件对程序进行编译。 6、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。 三、实验原理 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
51单片机矩阵键盘原理 介绍 在嵌入式系统中，矩阵键盘是一种常见的输入装置。51单片机是广泛使用的一种 微控制器，结合矩阵键盘可以实现各种应用。本文将详细介绍51单片机矩阵键盘 的原理及其工作方式。 什么是矩阵键盘？ 矩阵键盘是将一组按钮布置成矩阵形式，以减少输入引脚的数量。每个按钮在矩阵键盘中都会被分配一个坐标，通过扫描行和列，可以确定用户按下的是哪个按钮。 51单片机的输入输出结构 51单片机具有强大的输入输出能力，可以连接各种外设。在使用矩阵键盘时，通 常使用IO口进行输入和输出操作。 矩阵键盘的接线方式 将矩阵键盘与51单片机连接时，需要将键盘的行和列引脚分别连接到单片机的IO 口。通过对行进行扫描，再根据列的输入状态判断按钮是否按下。这种接线方式可以大大减少所需的IO口数量。 矩阵键盘的扫描原理 矩阵键盘的扫描原理是通过不断扫描行并读取列的状态来判断按钮是否按下。具体步骤如下： 1. 将所有行引脚设为输出，输出高电平。 2. 逐个扫描行，将当前行引脚设为低电平。 3. 读取所有列引脚的状态，如果有低电平表示有按钮按下。 4. 如果有按钮按下，则根据行和列的坐标确定按下的按钮。
51单片机矩阵键盘的实现 以下是使用51单片机实现矩阵键盘的基本步骤： 1. 将行和列引脚连接到单片机的IO口。 2. 初始化IO口的状态。 3. 在主程序中进行循环扫描，根据扫描结果执行相应的操作。 优化矩阵键盘的扫描速度 为了提高矩阵键盘的扫描速度，可以采用以下优化方法： 1. 使用硬件定时器来定时扫描行，减少CPU的负载。 2. 使用中断方式处理按键事件，从而减少程序中的轮询操作。 3. 将矩阵键盘的行和列布局进行优化，减少扫描的时间复杂度。 利用矩阵键盘实现密码输入 矩阵键盘广泛应用于密码输入功能。通过将矩阵键盘与51单片机结合，可以实现密码的输入、验证等功能。以下是一个简单的密码输入的实现步骤： 1. 设置一个密码数组用于存储密码。 2. 使用矩阵键盘获取用户输入的密码，并依次存储到临时数组中。 3. 在输入完成后，将临时数组与密码数组进行比较，判断是否输入正确。 利用矩阵键盘还可以实现更多有趣的功能，如控制LED灯的亮灭、控制电机的转动等。 小结 51单片机矩阵键盘原理是一种常见的输入方式，通过对行和列的扫描，可以准确判断用户按下的按钮。本文详细介绍了51单片机矩阵键盘的原理、接线方式、扫描方法以及实现密码输入的示例。希望读者通过本文的学习，能够充分理解并应用51单片机矩阵键盘的原理。
计算机原理实验室实验报告 课程名称： 姓名学号班级成绩 设备名称及软件环境 实验名称矩阵键盘实验日期 一．实验内容 掌握4×4矩阵式键盘程序识别原理及4×4矩阵式键盘按键的设计方法。 二．理论分析或算法分析 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。 4×4矩阵式键盘识别电路原理图： 键盘中对应按键的序号排列：
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。 三．实现方法（含实现思路、程序流程图、实验电路图和源程序列表等） 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。 3、程序流程图：
4、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;;;;;;;;;; CHUSHIHUA: MOV COUNT,#00H RET ;;;;;;;;;;判断哪个按键按下程序;;;;;;;;;; PANDUAN: MOV P3,#0FFH CLR P3.4 MOV A,P3 ANL A,#0FH XRL A,#0FH JZ SW1 LCALL DELAY10MS JZ SW1 MOV A,P3 ANL A,#0FH CJNE A,#0EH,K1 MOV COUNT,#0 LJMP DK K1: CJNE A,#0DH,K2 MOV COUNT,#4 LJMP DK K2: CJNE A,#0BH,K3
实用标准文档 一、任务说明 本次的任务是利用51单片机设计一个4*4矩阵键盘输入系统，用16个发光二级管对应16个不同的按键。每按下一个按键对应的发光二极管就亮。 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。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。 键盘布局1 图 利用单片机的并行口P1连接4×4矩阵键盘，并以单片机的P1.0-P1.3各管脚作输入线，以单片机的P1.4-P1.7各管脚作输出线；利用P2、P3口控制灯1-灯16，。用Proteus绘制其电路原理图（附录一）。此任务用到了AT89C51芯片，还用到了晶体振荡器、按钮开关、发光二级管以及一些电阻。 这次任务中采用C语言编写程序，在编译过程中设置成自动产生HEX文件，将此文件导入AT89C51中，即可实现相应的功能。 二、原理图绘制说明 电路原理图的设计与绘制是整个电路设计的基础，设计一个电路原理图的工作包括：设置电路图图纸的大小，规划电路图的总体布局，在图纸上放置元器件并对元器件进行调整，进行布线和整体布局，最后保存并打印输出等几个步骤。安装完Proteus后，运行ISIS 7 Professional，在原理图编辑窗口绘制电路图，在该界面下还有预览窗口和元件列表区，在左侧的工具箱中还有模型选择工具栏，方向工具栏及仿真按钮等工具。其具体的使用步骤如下：1.运行该软件后，新建一个设计文件，设置图纸大小。选择界面如图2所示。 文案大全． 实用标准文档
单片机控制的矩阵键盘 在当今的数字化世界中，键盘作为一种基本的人机交互工具，被广泛应用于各种电子设备。而矩阵键盘，由于其结构简单、使用方便、可扩展性强等特点，更是单片机控制应用中的常见输入设备。本文将详细介绍一种基于单片机的矩阵键盘控制方法。 矩阵键盘通常由行线和列线组成，行线连接到单片机的端口，列线则连接到按键。当按键被按下时，相应的行线和列线会形成闭合回路，单片机通过检测这个闭合回路就能确定被按下的按键位置。 首先需要选择一个具有足够I/O端口数量的单片机，如常见的8051或STM32等。然后设计一个4x4的矩阵键盘，将16个按键分别连接到4个列线和4个行线上。行线和列线分别连接到单片机的I/O端口。为了提高系统的稳定性，还可以添加一个外部电源和去耦电容。 在软件方面，我们需要使用单片机的I/O端口来控制键盘的输入。我们需要为每个I/O端口设置一个上拉电阻或下拉电阻，以确定初始状态。然后，通过扫描每个行线，并读取与之相连的列线的状态，来确定哪个按键被按下。具体实现上，可以采用“行列反转法”或“分行扫描法”等算法。
完成硬件和软件设计后，需要进行测试和验证。可以通过编写一个简单的程序，来模拟用户输入，并检查单片机是否能正确识别按键。还可以在实际应用中进行测试，如将键盘连接到单片机控制的设备中，通过按键来控制设备的动作。 通过上述文章，我们了解了单片机控制的矩阵键盘的实现方法。这种方法具有成本低、易于扩展、可靠性高等优点，因此在许多实际应用中被广泛采用。掌握这种技术将有助于我们更好地进行嵌入式系统的设计和开发。 矩阵键盘是一种行列式键盘，由行线和列线组成。行线连接到单片机的P2端口，列线连接到P1端口。当用户按下某个按键时，对应的行线和列线会导通，单片机可以通过检测行线和列线的导通情况来确定被按下的按键。 51单片机矩阵键盘的硬件组成包括51单片机、行列式键盘和LED指示灯等。其中，单片机采用Intel公司的8051系列，该系列单片机具有高性能、低功耗、高集成度等特点。键盘采用4×4的行列式结构，共有16个按键。LED指示灯连接到单片机的P0端口，用于显示输入信号的状态。 51单片机矩阵键盘的软件实现包括以下几个步骤：
期末课程设计 学院：软件学院_____ 专业：软件工程_____ 年级：2009级____ 课程：＿单片机应用技术_____ 老师：＿林丽玉_____姓名：＿苏志彬_ _____ 学号：＿************ ______ 二〇一二年六月
基于C51单片机的简易计算器 学号：123012009186 摘要：按下键盘，通过键盘扫描程序，在LCD液晶显示屏上显示按键的操作过程，最终显示计算结果，实现计算器的基本功能。本文详细介绍LCD显示屏、矩阵键盘、独立键盘与C51单片机接口的应用，并介绍如何通过C51单片机实现计算器的算法。 关键字：C51单片机，键盘，LCD液晶，计算器 1.引言 本次实验是要以51系列单片机为核心实现一个简易计算器，它的结构简单，外部主要由3*4矩阵键盘外加2*4独立键盘和一个液晶显示屏构成，内部由一块STC90C51单片机构成，通过软件编程可实现简单加、减、乘、除、平方、立方、开根号、清除结果。 在现实生活中我们用到计算器的频率很高，且并不陌生，计算器电路包括三个部分：LCD显示电路、键盘扫描电路、单片机微控制电路。 2.LCD显示 1、LCD显示器介绍 LCD显示器，它是利用液晶经过处理后能改变光线的传输方向的特性实现信息的显示。液晶显示器具有体积小、重量轻、功耗低、显示内容丰富灯特点，在单片机的应用系统中得到广泛的应用，液晶显示器按功能可分为三类：笔段式液晶显示器、字符型液晶显示器和图像点阵式液晶显示器。前两种可显示数字、字符和符号等，而图形点阵式液晶显示器还可以显示汉字和任意图行，达到图文并茂的效果，本次实验是采用LCD1602字符型液晶显示器，LCD1602能够同时显示16x2即32个字符。1602液晶也叫1602字符型液晶它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符。每位之间有一个点距的间隔每行之间也有间隔起到了字符间距和行间距的作用。 2、LCD1602管脚功能 1602采用标准的16脚接口，其中： 第1脚：VSS为电源地； 第2脚：VDD接5V电源正极；
目录 摘要 (2) 第一章硬件部分 (3) 第一节AT89C51 (3) 第二节4*4矩阵式键盘 (6) 第三节LED数码管 (8) 第四节硬件电路连接 (10) 第二章软件部分 (12) 第一节所用软件简介 (12) 第二节程序流程图 (14) 第三节程序 (17) 第三章仿真结果 (19) 心得体会 (21) 参考文献 (22)
摘要 电子信息行业将是人类社会的高科技行业之一，是设施现代化的基础，也是人类通往科技巅峰的直通车。电子行业的发展很重要，而计算机技术是现代科技发展的重要组成部分。 矩阵式键盘控制系统可以提高效率，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利用率。 矩阵式键盘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，并通过单片机，显示在LED数码管上。单片机控制键盘显示系统，可以对不同的按键进行实时显示，其核心是单片机、键盘矩阵电路和数码管显示电路。4*4矩阵式键盘以AT89C51单片机为核心，主要由矩阵式键盘电路、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，广泛应用于各种场合。
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 AT89C51 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
51单片机矩阵键盘 51单片机矩阵键盘：一种高效且可靠的数据输入方法 在嵌入式系统和自动化设备中，数据输入通常是一个重要的环节。为了实现人机交互，一种常见的方法是使用键盘。本文将介绍一种常用的键盘类型——矩阵键盘，以及如何将其与51单片机结合使用。 矩阵键盘是一种由行和列组成的键盘，每个交叉点都可以作为一个独立的按键。通过检测行和列的电平变化，可以判断哪个按键被按下。相较于独立键盘，矩阵键盘具有占用端口少、可扩展性强等优点。 51单片机是一种常见的微控制器，广泛应用于工业控制、智能家居、物联网等领域。它具有体积小、价格低廉、性能稳定等优点，因此成为了很多开发者的首选。 将矩阵键盘与51单片机结合使用，可以实现在嵌入式系统中的高效 且可靠的数据输入。下面我们将详细介绍这一组合的优点和应用场景。首先，矩阵键盘与51单片机的连接方式简单易懂。一般情况下，我 们只需要将矩阵键盘的行线连接到51单片机的端口，将列线连接到 另一个端口即可。通过控制端口的电平变化，我们可以实现键盘的扫描和数据输入。 其次，矩阵键盘与51单片机的结合具有较高的扩展性。由于每个按 键都独立于其他按键，因此我们可以根据需要扩展或修改键盘的尺寸
和按键布局。这使得这种组合能够适应各种不同的应用场景。 此外，矩阵键盘与51单片机的结合还具有较低的成本。由于矩阵键盘的按键使用量较少，因此相对于独立键盘，其成本更低。同时，51单片机作为一种常见的微控制器，价格也相对较低。 在实际应用中，矩阵键盘与51单片机的结合可用于各种需要数据输入的场合，如电子工业、医疗设备、自动控制等领域。例如，在智能家居系统中，我们可以将矩阵键盘与51单片机结合使用，实现设备的控制和参数设置。在医疗设备中，矩阵键盘可用于设备的操作和数据输入。 为了确保矩阵键盘与51单片机能够稳定工作，我们还需要进行一些维护和保养工作。例如，定期检查连接线路的接触情况，确保电路畅通；对按键进行适当的润滑，以保证其顺畅操作；另外，还要定期进行除尘和清洁工作，以避免灰尘对电路和设备的影响。 总之，矩阵键盘与51单片机的结合是一种高效且可靠的数据输入方法。它具有连接简单、扩展性强、成本低等优点，适用于各种需要数据输入的场合。在实际应用中，我们还需要注意维护和保养工作，以确保设备的稳定运行。随着嵌入式系统和自动化技术的不断发展，矩阵键盘与51单片机的结合将在未来发挥更加重要的作用。
矩阵键盘 嵌入式移动设备的应用越来越广，以其体积小、重量轻、便于携带等特点而备受青睐。键盘是一种最为普遍使用的输入工具，但嵌入式移动设备因其体积小的特点决定了它的键盘不大可能采用普通PC机上的标准键盘，因而大多数采用键数相对较少的矩阵键盘。 利用矩阵键盘用户可以很方便的实现对嵌入式移动设备进行相应的操作，是极方便的人机交互设备。随着微软的嵌入式操作系统Windows CE的普及，Windows CE的矩阵键盘开发得到了越来越多开发者的重视，本文与大家分享我在开发矩阵键盘的一些总结。 1．Windows CE驱动分类 Windows CE提供了许多用于开发设备驱动的模型，这些驱动程序模型使得Windows CE 能适应大部分的内部和外围设备。因此，在深入探讨Windows CE矩阵键盘驱动程序之前，先了解在WinCE平台上使用的两种设备：内建设备和可安装设备。因此，从驱动加载方式来看WinCE可分为本机设备驱动（Built-In Driver）、可加载驱动（Loadable Driver）。 本机设备驱动即Native Device Drivers，WinCE设计成可直接使用内建设备，这些设备由本机驱动过程控制。本机驱动程序是与WinCE的核心组件紧密相连，这些驱动对应的设备通常在系统启动时，在GWES的进程空间内被加载，因此它们不是以独立的DLL形式存在。可加载设备是指可与平台连接和分离的第三方接口设备，可由用户随时安装和卸载这些驱动，可以在系统启动时或者和启动后的任何时候由设备管理器动态加载。通常这类驱动是以DLL动态链接库的形式存在，系统加载后这些驱动程序是以用户态的角色运行，这种外围设备的驱动也被称为流驱动。 两者的差别在于它们提供的编程接口不同：本地设备驱动可以根据具体设备的需求提供本机的相应接口；而流接口驱动则是提供一组通用接口即流接口函数，应用程序可以通过流接口提供的接口函数来访问外围设备。 2．嵌入式矩阵键盘驱动原理 嵌入式设备上的键盘受设备本身体积影响，键盘设计大多数采用矩阵形式。支持Windows CE系统的CPU有很多种，不同CPU之间矩阵键盘硬件设计也不尽相同。因此，键盘可以按照自定义布局，并且可以按照自己的喜好映射按键，从而实现按键的不同功能，包括按键的个数、布局及按键功能的配置。 （1）矩阵键盘驱动核心是中断处理 矩阵键盘一般是采用中断方式，因此矩阵键盘驱动首先要在OAL层加入中断源。简单的说，矩阵键盘驱动的主要作用就是实时监测外部按键中断，一旦发现外部有键按下就向内核发送键盘消息实现键盘输入功能。这时键盘驱动会创建中断服务线程和键盘中断事件，每个按键对应一个键盘中断事件。因此，矩阵键盘驱动的设计核心就是键盘中断处理的设计。 （2）中断服务例程（ISR） 矩阵键盘作为输入设备一般以默认的频率扫描键盘，当有按键被按下时，通过扫描键盘并
期 中 大 作 业 学院：物理与电子信息工程学院
课题： 【利用8255和51单片机实现数码管显示按键数值的程序】要求： 【4*4矩阵键盘，按0到15，数码管上分别显示0~9，A~F】 芯片资料： 8255： 8255是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片，有3个8位并行I/O口。具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片（40引脚）。其各口功能可由软件选择，使用灵活，通用性强。8255可作为单片机与多种外设连接时的中间接口电路。 8255作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的3个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口。同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分，因而8255内部结构分为3个部分：与CPU连接部分、与外设连接部分、控制部分。 8255特性： 1.一个并行输入/输出的LSI芯片,多功能的I/O器件,可作为CPU总线与外围的接口。 2.具有24个可编程设置的I/O口,即3组8位的I/O口，分别为PA口、PB口和PC 口。它们又可分为两组12位的I/O口：A组包括A口及C口(高4位,PC4~PC7),B组包括B口及C口(低4位,PC0~PC3)。A组可设置为基本的I/O口,闪控(STROBE)的I/O闪控式,双向I/O三种模式;B组只能设置为基本I/O或闪控式I/O两种模式,而这些操作模式完全由控制寄存器的控制字决定.
引脚说明 RESET:复位输入线，当该输入端处于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成输入方式。 CS:芯片选择信号线，当这个输入引脚为低电平时,即CS=0时,表示芯片被选中，允许8255与CPU进行通讯；CS=1时，8255无法与CPU做数据传输。RD:读信号线，当这个输入引脚为低电平时,即CS=0且RD=0时,允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU从8255读取信息或数据。WR:写入信号，当这个输入引脚为低电平时,即CS=0且WR=0时,允许CPU将数据或控制字写入8255。 D0～D7:三态双向数据总线，8255与CPU数据传送的通道，当CPU 执行输入输出指令时，通过它实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送。 PA0～PA7:端口A输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8位的数据输入锁存器。 PB0～PB7:端口B输入输出线，一个8位的I/O锁存器，一个8位的输入输出缓冲器。 PC0～PC7:端口C输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8位的数据输入缓冲器。端口C可以通过工作方式设定而分成2个4位的端口，每个4位的端口包含一个4位的锁存器，分别与端口A和端口B配合使用，可作为控制信号输出或状态信号输入端口。 A1,A0:地址选择线,用来选择8255的PA口,PB口,PC口和控制寄存器。 当A1=0, A0=0时,PA口被选择； 当A1=0, A0=1时,PB口被选择； 当A1=1, A0=0时,PC口被选择； 当A1=1. A0=1时,控制寄存器被选择。 74ls373芯片资料: 74ls373是常用的地址锁存器芯片，它实质是一个是带三态缓冲输出的8D 触发器，在单片机系统中为了扩展外部存储器，通常需要一块74ls373芯片.本文将介绍74ls373的工作原理,引脚图(管脚图),内结构图、主要参数及在单片机系统中的典型应用电路.
目录 1 引言 (2) 2 4×4矩阵键盘控制LED工作原理及软硬件设计、仿真调试 (2) 2.1 4×4矩阵式键盘识别显示系统概述 (2) 2.2 4×4矩阵式键盘原理 (3) 2.3 4×4矩阵式键盘控制LED显示方法 (3) 2.4 电路设计及电路图 (3) 2.5 4×4矩阵式键盘软件编程 (5) 2.6 4×4矩阵式键盘软件仿真调试分析 (8) 3 结论 (9) 4参考文献 (9)
1 引言 随着现代科技日新月异的发展，作为新兴产业，单片机的应用越来越广。单片机以其体积小、重量轻、功能强大、功耗低等特点而备受青睐。键盘作为一种最为普遍的输入工具在单片机项目应用上显得尤为重要。 用MCS51系列的单片机并行口P1接4×4矩阵键盘，以P1.0-P1.3 作输入线，以P1.4-P1.7作输出线；在数码管上显示每个按键的0-F序号。 2 4×4矩阵键盘控制LED工作原理及软硬件设计、仿真调试 2.1 4×4矩阵式键盘识别显示系统概述 矩阵式键盘模式以4个端口连接控制4*4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。矩阵式键盘简介：矩阵式键盘又称行列键盘，它是用4条I/O线作为行线，4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4*4个。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。
#include for(i=0;i<16;i++) for(j=0;j<8;j++) { P0=b[i]; P2=j; delay(255); } P0=0XFF ; fl=0; } void fun3() { unsigned char i,j; for(j=0;j<255;j++) { for(i=0;i<8;i++) { P0=b[i]; P2=i; delay(1); } } P0=0XFF ; fl=0; } unsigned char Keycan(void) //按键扫描程序P1.0--P1.3为行线P1.4--P1.7为列线{ unsigned char rcode, ccode; P1 = 0xF0; // 发全0行扫描码，列线输入 if((P1&0xF0) != 0xF0) // 若有键按下 { delay(1);// 延时去抖动 if((P1&0xF0) != 0xF0) { rcode = 0xFE; // 逐行扫描初值 while((rcode&0x10) != 0) { P1 = rcode; // 输出行扫描码 if((P1&0xF0) != 0xF0) // 本行有键按下 { 4X4矩阵键盘51单片机识别实验与程序 1 .实验任务 如图4.14.2所示，用AT89S51的并行口P1接4X4矩阵键盘，以P1.0 —P1.3 作输入线，以P1.4 —P1.7作输出线；在数码管上显示每个按键的“ 0—F”序号。对应的按键的序号排列如图 4.14.1所示 图 4.14.1 对应着a , PO.1/AD1对应着b , ,PO.7/AD7 对应着 h 0 2. 硬件电路原理图 3. 系统板上硬件连线 列式键盘”区域中的C1— C4 R1— R4端口上; (2.把“单片机系统”区域中的 PO.O/ADO — P0.7/AD7端口用8芯排线连接到 “四路静态数码显示模块”区域中的任一个 a — h 端口上；要求：PO.O/ADO ■ + r- 1 ■ 图 4.14.2 ■n ■ .i re (1. 把“单片机系统“区域中的 P3.0 — P3.7端口用8芯排线连接到“ 4X4行 吐跌 UI 4. 程序设计内容 (1. 4X4矩阵键盘识别处理 (2.每个按键有它的行值和列值，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。每个按键的状 态同样需变成数字量“ 0”和“ T,开关的一端(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. 程序框图4×4矩阵键盘51单片机识别实验与程序
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