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：*****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----------------------------------------------------------------------------第一章：系统功能要求1.1 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。

“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 0000HLJMP STARTORG 0003HRETIORG 000BHRETIORG 0013HRETIORG 001BHRETIRETIORG 002BHRETI;;;;;;;;;;主程序入口;;;;;;;;;;ORG 0100HSTART: LCALL CHUSHIHUALCALL PANDUANLCALL XIANSHILJMP START;;;;;;;;;;初始化程序;;;;;;;;;; CHUSHIHUA: MOV COUNT,#00HRET;;;;;;;;;;判断哪个按键按下程序;;;;;;;;;; PANDUAN: MOV P3,#0FFHCLR P3.4MOV A,P3ANL A,#0FHXRL A,#0FHJZ SW1LCALL DELAY10MSJZ SW1ANL A,#0FHCJNE A,#0EH,K1 MOV COUNT,#0LJMP DKK1: CJNE A,#0DH,K2 MOV COUNT,#4LJMP DKK2: CJNE A,#0BH,K3 MOV COUNT,#8LJMP DKK3: CJNE A,#07H,K4 MOV COUNT,#12K4: NOPLJMP DKSW1: MOV P3,#0FFH CLR P3.5MOV A,P3ANL A,#0FHXRL A,#0FHJZ SW2LCALL DELAY10MSMOV A,P3ANL A,#0FHCJNE A,#0EH,K5 MOV COUNT,#1LJMP DKK5: CJNE A,#0DH,K6 MOV COUNT,#5LJMP DKK6: CJNE A,#0BH,K7 MOV COUNT,#9LJMP DKK7: CJNE A,#07H,K8 MOV COUNT,#13K8: NOPLJMP DKSW2: MOV P3,#0FFH CLR P3.6MOV A,P3ANL A,#0FHXRL A,#0FHJZ SW3LCALL DELAY10MSJZ SW3MOV A,P3ANL A,#0FHCJNE A,#0EH,K9 MOV COUNT,#2LJMP DKK9: CJNE A,#0DH,KA MOV COUNT,#6LJMP DKKA: CJNE A,#0BH,KB MOV COUNT,#10 LJMP DKKB: CJNE A,#07H,KC MOV COUNT,#14 KC: NOPLJMP DKSW3: MOV P3,#0FFH CLR P3.7MOV A,P3ANL A,#0FHXRL A,#0FHJZ SW4LCALL DELAY10MSJZ SW4MOV A,P3ANL A,#0FHCJNE A,#0EH,KDMOV COUNT,#3LJMP DKKD: CJNE A,#0DH,KEMOV COUNT,#7LJMP DKKE: CJNE A,#0BH,KFMOV COUNT,#11LJMP DKKF: CJNE A,#07H,KGMOV COUNT,#15KG: NOPLJMP DKSW4: LJMP PANDUANDK: RET;;;;;;;;;;显示程序;;;;;;;;;;XIANSHI: MOV A,COUNTMOV DPTR,#TABLEMOVC A,@A+DPTRMOV P0,ALCALL DELAYSK: MOV A,P3ANL A,#0FHXRL A,#0FHJNZ SKRET;;;;;;;;;;10ms延时程序;;;;;;;;;; DELAY10MS: MOV R6,#20D1: MOV R7,#248DJNZ R7,$DJNZ R6,D1RET;;;;;;;;;;200ms延时程序;;;;;;;;;; DELAY: MOV R5,#20LOOP: LCALL DELAY10MSDJNZ R5,LOOPRET;;;;;;;;;;共阴码表;;;;;;;;;;TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07HDB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H ;;;;;;;;;;结束标志;;;;;;;;;;END八、C语言源程序#include<AT89X51.H>unsigned char code table[]={0x3f,0x66,0x7f,0x39, 0x06,0x6d,0x6f,0x5e,0x5b,0x7d,0x77,0x79,0x4f,0x07,0x7c,0x71};void main(void){ unsigned char i,j,k,key;while(1){ P3=0xff; //给P3口置1//P3_4=0; //给P3.4这条线送入0//i=P3;i=i&0x0f; //屏蔽低四位//if(i!=0x0f) //看是否有按键按下//{ for(j=50;j>0;j--) //延时//for(k=200;k>0;k--);if(i!=0x0f) //再次判断按键是否按下//{ switch(i) //看是和P3.4相连的四个按键中的哪个//{ case 0x0e:key=0;break;case 0x0d:key=1;break;case 0x0b:key=2;break;case 0x07:key=3;break;}P0=table[key]; //送数到P0口显示//}}P3=0xff;P3_5=0; //读P3.5这条线//i=P3;i=i&0x0f; //屏蔽P3口的低四位//if(i!=0x0f) //读P3.5这条线上看是否有按键按下// { for(j=50;j>0;j--) //延时//for(k=200;k>0;k--);i=P3; //再看是否有按键真的按下//i=i&0x0f;if(i!=0x0f){ switch(i) //如果有,显示相应的按键// { case 0x0e:key=4;break;case 0x0d:key=5;break;case 0x0b:key=6;break;case 0x07:key=7;break;}P0=table[key]; //送入P0口显示//}}P3=0xff;P3_6=0; //读P3.6这条线上是否有按键按下// i=P3;i=i&0x0f;if(i!=0x0f){ for(j=50;j>0;j--)for(k=200;k>0;k--);i=P3;i=i&0x0f;if(i!=0x0f){ switch(i){ case 0x0e:key=8;break;case 0x0d:key=9;break;case 0x0b:key=10;break;case 0x07:key=11;break;}P0=table[key];}}P3=0xff;P3_7=0; //读P3.7这条线上是否有按键按下// i=P3;i=i&0x0f;if(i!=0x0f){ for(j=50;j>0;j--)for(k=200;k>0;k--);i=P3;i=i&0x0f;if(i!=0x0f){ switch(i){ case 0x0e:key=12;break;case 0x0d:key=13;break;case 0x0b:key=14;break;case 0x07:key=15;break;}P0=table[key];}}}}参考文献：百度百科。

矩阵键盘扫描1.实验目的与效果：4¡4矩阵键盘在众多场合有举足轻重的地位，所以有必要学好矩阵键盘扫描的编程。

实验板上的矩阵键盘是接单片机P2口的，以P2.4－P2.7作输出线，P2.0－P2.3作输入线；每按一个键会在数码管上显示相关的信息。

键盘上可以这样来定义，这只是个例子，用户在运用矩阵键盘键值是可以重新定义之。

2．原理图：矩阵键盘连接图3．实验板上操作：1）矩阵键盘在实验板上已经固定连接P2口了。

2）将HEX文件烧到单片机上。

3）将数码管的位选拨码开关拨到ON上。

4．实物连接图：拨码开关全部拨到ON5. C语言程序：//MCU:AT89S51//晶振：12M#include"AT89X51.H"unsigned char code numcode[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0X88,0X83,0XC6,0XA1,0X86,0X8E,0XFF};//数字0～9及ABCDEF共阳数码管代码unsigned char code charcode[]={0xc0,0xc7,0xc7,0x86,0x89};// HELLO 字样共阳数码管代码unsigned char code bitcode[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; //数码管位选代码unsigned char dispbuf[8]={16,16,16,0,1,2,3,4};unsigned char disp_bit_count;unsigned char disp_count;unsigned char temp;unsigned char key;unsigned char i,j;/********1ms延时子程序***********/delay_nms(unsigned int n){unsigned int i;unsigned char j;for(i=0;i<n;i++)for(j=0;j<120;j++); //空操作}unsigned char keyscan(void){P2=0xff;P2_4=0;temp=P2;temp=temp&0x0f;if (temp!=0x0f){delay_nms(10);temp=P2;temp=temp&0x0f;if (temp!=0x0f){temp=P2;temp=temp&0x0f;switch(temp){case 0x0e:key=7;break;case 0x0d:key=8;break;case 0x0b:key=9;break;case 0x07:key=10;break;}temp=P2;temp=temp & 0x0f;while(temp!=0x0f){temp=P2;temp=temp&0x0f;}}}P2=0xff;P2_5=0;temp=P2;temp=temp&0x0f;if (temp!=0x0f){delay_nms(10);temp=P2;temp=temp&0x0f;if (temp!=0x0f){temp=P2;temp=temp&0x0f;switch(temp){case 0x0e:key=4;break;case 0x0d:key=5;break;case 0x0b:key=6;break;case 0x07:key=11;break;}temp=P2;temp=temp & 0x0f;while(temp!=0x0f){temp=P2;temp=temp&0x0f;}}}P2=0xff;P2_6=0;temp=P2;temp=temp&0x0f;if (temp!=0x0f){delay_nms(10);temp=P2;temp=temp&0x0f;if(temp!=0x0f){temp=P2;temp=temp&0x0f;switch(temp){case 0x0e:key=1;case 0x0d:key=2;break;case 0x0b:key=3;break;case 0x07:key=12;break;}temp=P2;temp=temp&0x0f;while(temp!=0x0f){temp=P2;temp=temp&0x0f;}}}P2=0xff;P2_7=0;temp=P2;temp=temp & 0x0f;if (temp!=0x0f){delay_nms(10);temp=P2;temp=temp&0x0f;if (temp!=0x0f){temp=P2;temp=temp & 0x0f;switch(temp){case 0x0e:key=0;break;case 0x0d:key=13;break;case 0x0b:key=14;case 0x07:key=15;break;}temp=P2;temp=temp & 0x0f;while(temp!=0x0f){temp=P2;temp=temp & 0x0f;}}}return (key);}void main(void){TMOD=0x02; //使用定时器0，选择方式2（常数自动重装的8位定时器）TH0=0x06; //保存数值，用于自动重装TL0=0x06; //定时250uS初值TR0=1; //开定时器0ET0=1; //开定时器0溢出中断EA=1; //开总中断while(1){dispbuf[0]=keyscan();}}/**********T0250uS中断服务程序***************/void t0(void) interrupt 1 using 0{disp_count++;if(disp_count==8){disp_count=0;if(disp_bit_count>=3)P0=charcode[dispbuf[disp_bit_count]];elseP0=numcode[dispbuf[disp_bit_count]];P1=bitcode[disp_bit_count];disp_count=0;disp_bit_count++;if(disp_bit_count==8){disp_bit_count=0;}}}。

实验三:矩阵键盘扫描及LED数码显示综合实验
一、实验要求
利用4×4键盘和一个LED数码管构成简单的输入显示系统，实现键盘输入和LED数码显示相应键值的功能。

二、实验目的
1．掌握数码管显示原理，及无译码显示电路的显示程序的编写；
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、实验电路图
四、主要知识点
键盘扫描原理、无译码电路的显示原理。

五、实验流程图
六、实验效果：点击相应按键显示相应的键值
七、实验步骤
1．在keil环境下编写程序，汇编后生成*.Hex文件。

2．硬件验证
1）用ISP下载*.HEX程序到CPU
2）按连接表连接电路
3）检查验证结果。

八、连线表
十、源程序：自己编写源程序。

单片机矩阵按键课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解单片机矩阵按键的基础知识，掌握矩阵按键的原理及其在电路中的应用。

2. 学生能描述单片机I/O口操作方法，并运用此知识实现矩阵按键的编程控制。

3. 学生能解释并运用行、列扫描法进行按键识别，实现按键的消抖处理。

技能目标：1. 学生能够独立完成矩阵按键电路的连接，并进行调试。

2. 学生能够运用所学知识，编写程序实现矩阵按键的扫描与功能分配。

3. 学生能够通过实验，分析和解决矩阵按键编程过程中遇到的问题。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对单片机技术的兴趣，增强对电子工程领域的认识。

2. 学生在学习过程中，培养解决问题的耐心和毅力，树立团队协作意识。

3. 学生能够认识到单片机技术在现实生活中的应用价值，增强创新实践能力。

课程性质：本课程为实践性较强的电子技术课程，要求学生在掌握理论知识的基础上，注重动手实践。

学生特点：学生具备一定的单片机基础知识，对电子技术有较高的兴趣，但编程和动手能力参差不齐。

教学要求：结合学生特点，课程注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，提高学生的动手能力和创新能力。

通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面均有所提升。

二、教学内容1. 矩阵按键原理：介绍矩阵按键的电路结构、工作原理以及其在单片机系统中的应用。

- 教材章节：第二章第二节《矩阵键盘的工作原理》2. 单片机I/O口操作：回顾并加深理解单片机I/O口的基本操作，为矩阵按键编程打下基础。

- 教材章节：第一章《单片机基础》3. 行列扫描法：讲解如何运用行列扫描法进行按键识别，包括消抖处理方法。

- 教材章节：第二章第三节《矩阵键盘的编程方法》4. 矩阵按键编程实践：指导学生编写程序，实现矩阵按键的扫描与功能分配。

- 教材章节：第二章第四节《矩阵键盘应用实例》5. 电路连接与调试：学生动手实践，完成矩阵按键电路的连接，并进行调试。

- 教材章节：实验指导书《矩阵键盘实验》6. 问题分析与解决：针对编程和调试过程中遇到的问题，引导学生进行分析和解决。

单片机课程设计报告计算器**:***学号：********成员:李洋,肖勇,吴和贤,周兵一、设计目的1、进一步熟悉89C51单片机外部引脚线路连接，掌握单片机全系统调试的过程及方法。

2、通过计算器控制系统的设计，掌握矩阵式键盘的使用方法，和简单程序的编写，3、通过单片机课程设计，熟练掌握汇编语言的编程方法，将理论联系到实践中去，提高我们的动脑和动手的能力二、设计要求1、设计一个十六个按键的矩阵式计算器的模拟系统2、该系统具有加减乘除等功能。

3、用Proteus 7仿真工作的全过程，用Protel 99se画出原理图及PCB图4、有相应的实物图5、掌握4×4矩阵式键盘程序识别原理，掌握4×4矩阵式键盘按键的设计方法。

三、设计分析（1的序号。

键盘中对应按键的序号排列如图（１）所示。

数字0、1、2、3接X0；4、5、6、7接X1；8、9、10、11接X2；12、13、14、15接X3。

即16个按钮空接，即十六个键一端低电平，另一端接高电平；当按下任意一个按钮时显示对应数字。

该系统可以实现四则运算，当分别按下２个数字，再按任意一个功能键即可实现相应的运算。

（2）按键的识别判断键盘上有无按键闭合，先判断行线X0—X3输出低电平“0”，然后判断列线Y0—Y3的状态，若为全1，即列线全为高电平，说明键盘上没有按键闭合，若Y0—Y3不全为1，说明有键按下。

（3）消抖处理当判断有键按下后，需要进行消除抖动，这里使用了软件方法即程序中采用时间延时0.5秒，待信号稳定后再判别键盘的状态，若有键按下，则再进行键号的计算。

（4）判别键号先判断行线X0—X3是否有输出低电平“0”，若有键按下，则相应的列线也为低电平“0”，例如行线X1输出为低电平“0”，且列线Y2为低电平，即X1与Y2相交的键被按下，进行键号=行号*4+列号的计算。

（5）显示结果.７，当按下一个数字时右显示器显示相应的数字，按第２个数字时左边显示器显示相应数字；当进行除法运算时，除的的数据要看接口Ｐ０.７接高还是低电频，低电频则结果为几点几，为高电频则几十几。

矩阵键盘程序设计一、介绍矩阵键盘是一种常见的输入设备，通常由多个行和列组成。

每个键都和一个特定的行列交叉点相连，通过检测行和列的连接状态来判断按下的是哪个键。

本文档将介绍如何设计一个基于矩阵键盘的程序。

二、硬件要求为了实现矩阵键盘程序，我们需要以下硬件设备：1-矩阵键盘：包括行和列连接点，每个键与一个特定行列连接。

2-微控制器：用于检测行列的连接状态，并处理按键输入。

3-连接线：连接矩阵键盘和微控制器的电缆。

三、程序设计步骤设计一个矩阵键盘程序的基本步骤如下：1-初始化：设置微控制器的输入输出引脚，并配置矩阵键盘的行列连接点。

2-扫描键盘：循环扫描每个连接点，判断是否有按键按下。

3-按键处理：如果有按键按下，触发相应的事件或执行相应的操作。

4-循环：重复进行扫描和处理，实现实时响应。

四、初始化设置在程序的启动阶段，需要进行初始化设置以准备矩阵键盘的使用。

1-设置输入输出引脚：将微控制器上的引脚设置为输入或输出模式，以便连接矩阵键盘和其他设备。

2-配置连接点：设置行和列的连接点，将矩阵键盘的每个键与特定的行列连接。

五、扫描键盘扫描矩阵键盘是检测按键状态的关键步骤。

1-选定一行：将矩阵键盘的行连接点设置为高电平，其他行连接点设置为低电平。

2-读取列状态：读取每一列连接点的状态，判断是否有按键按下。

3-判断按键：根据读取到的列状态，确定按下的是哪个键。

可以使用一个矩阵或查找表来管理键和行列交叉点之间的对应关系。

六、按键处理一旦检测到按键按下，程序需要触发相应的事件或执行相应的操作。

1-事件处理：例如，如果按下的是数字键，则触发相应数字的事件。

2-操作执行：例如，如果按下的是功能键，则执行相应的功能。

七、附件本文档涉及的附件包括以下内容：1-矩阵键盘的电路图：详细描述了键盘的连接方式和连接点的布局。

2-微控制器的引脚分配表：列出了微控制器上各个引脚与矩阵键盘的连接方式。

八、法律名词及注释1-版权：对于矩阵键盘的设计，可能涉及版权保护的内容，需要遵守相关法律法规。

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。

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。

sout<='1'; --信号有效cnt<=0; --计数器清零ELSEcnt<=cnt+1;END IF;END IF;END IF;END PROCESS;END beh;由上例的仿真波形图可知，当输入sin持续时间为时钟周期的8倍以上时才被认为是有效输入，且多个连续的有效输入被认为是同一次。

当输入信号持续时间不足时，被判无效，且计数器复位。

而当输入还不满一个时钟周期时，根本就不能被电路识别（计数器不工作）。

为了提高正常输入和毛刺的辨别能力，可以增大计数器的最大值，并减少时钟信号的周期。

例如，取N为63，则正常输入被有效识别的时间为时钟周期的64倍，即按键的持续时间至少为64倍的时钟周期。

因此该程序中时钟周期不能取太大，而应该越小越好，但又不能太小以至将毛刺也识别为正常输入。

任务2 矩阵键盘基础知识一、矩阵键盘基础知识在许多数字系统中，经常采用按键作为系统的输入方式之一，为系统提供数据输入或者命令输入。

当案件数目较多时，把每一个按键连接到键盘矩阵中行和列的交叉点，如下图所示，一个4*4行列结构可构成有16个按键的矩阵。

开发板上设计了行列式矩阵编码键盘，规模为 4*4，可作为外部输入。

采用矩阵编码键盘可以减少对 I/O 口的占用。

开发板上的矩阵编码键盘有4条行线，4条列线。

行线和列线的交叉处不直接连接，而是通过一个按键加以连接。

这样就构成 4*4=16个按键输入，比之直接将信号线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显，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键（9键）。

由此可见，在需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是合理的。

矩阵式结构的键盘显然比直接法要复杂一些，识别也要复杂一些，如图列线通过电阻接正电源，并将行线所接的FPGA、CPLD的I/O口作为输出端，而列线所接的I/O口则作为输入。

这样，当按键没有按下时，所有的输出端都是高电平，代表无键按下。