实验八基于单片机的按键发声实验
一、实验目的
1.用单片机AT89C51控制3个按键分别代表DO、RE、MI 3中声音。
2.用proteus设计、仿真基于AT89C51单片机的按键发声实验装置。
二、电路设计
1.从PROTEUS库中选取元件
①AT89C51.BUS：单片机；
②RES：电阻；
③SPEAKER：发生器；
④CAP、CAP-ELEC：电容、电解电容；
⑤CRYSTAL：晶振；
⑥BUTTON：按钮。
2.放置元器件
3.放置电源和地
4.连线
5.元器件属性设置
6.电气检测
三、源程序设计、生成目标代码文件
1.流程图
2.源程序设计
通过菜单“sourc e→Add/Remove Source Files…”新建源程序文件：DZC38.ASM。
通过菜单“sourc e→DZC38.ASM”，打开PROTEUS提供的文本编辑器SRCEDIT，在其中编辑源程序。
程序编辑好后，单击按钮存入文件DZC38.ASM。
3.源程序编译汇编、生成目标代码文件
通过菜单“sourc e→Build All”编译汇编源程序，生成目标代码文件。若编译失败，可对程序进行修改调试直至汇编成功。
四、PROTEUS仿真
1.加载目标代码文件
2.仿真
单击按钮，启动仿真。
五、思考题：
1.要求从P1.1引脚输出1000HZ方波，晶振频率为12MHZ。试设计程序。
实验三键盘及LED显示实验 一、实验内容 利用8255可编程并行接口控制键盘及显示器，当有按键按下时向单片机发送外部中断请求（INT0，INT1），单片机扫描键盘，并把按键输入的键码一位LED显示器显示出来。 二、实验目的及要求 （一）实验目的 通过该综合性实验，使学生掌握8255扩展键盘和显示器的接口方法及C51语言的编程方法，进一步掌握键盘扫描和LED显示器的工作原理；培养学生一定的动手能力。 （二）实验要求 1．学生在实验课前必须认真预习教科书与指导书中的相关内容，绘制流程图，编写C51语言源程序，为实验做好充分准备。 2．该实验要求学生综合利用前期课程及本门课程中所学的相关知识点，充分发挥自己的个性及创造力，独立操作完成实验内容，并写出实验报告。 三、实验条件及要求 计算机，C51语言编辑、调试仿真软件及实验箱50台套。 四、实验相关知识点 1．C51编程、调试。 2．扩展8255芯片的原理及应用。 3．键盘扫描原理及应用。 4．LED显示器原理及应用。
5．外部中断的应用。 五、实验说明 本实验仪提供了8位8段LED 显示器，学生可选用任一位LED 显示器，只要按地址输出相应的数据，就可以显示所需数码。 显示字形 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F 段 码 0xfc 0x60 0xda 0xf2 0x66 0xb6 0xbe 0xe0 0xfe 0xf6 0xee 0x3e 0x9c 0x7a 0x9e 0x8e 六、实验原理图 01e 1d 2dp 3 c 4g 56 b 78 9 a b c g d dp f 10a b f c g d e dp a 11GND3a b f c g d e dp 12 GND4 a b f c g d e dp GND1GND2DS29 LG4041AH 234 567 89A B C D E F e 1d 2dp 3 c 4g 56 b 78 9 a b c g d dp f 10a b f c g d e dp a 11GND3a b f c g d e dp 12 GND4 a b f c g d e dp GND1 GND2DS30 LG4041AH 1 2 3 4 5 6 7 8 JP4112345678 JP4712345678JP42 SEGA SEGB SEGC SEGD SEGE SEGG SEGF SEGH SEGA SEGB SEGC SEGD SEGE SEGG SEGF SEGH A C B 12345678 JP92D 5.1K R162 5.1K R163VCC VCC D034D133D232D331D430D529D628D727PA04PA13PA22PA31PA440PA539PA638PA737PB018PB119PB220PB321PB422PB523PB624PB725PC014PC115PC216PC317PC413PC512PC611PC7 10 RD 5WR 36A09A18RESET 35CS 6 U36 8255 D0D1D2D3D4D5D6D7WR RD RST A0A1PC5PC6PC7 PC2PC3PC4PC0PC1CS 12345678JP56 12345678JP53 12345678 JP52 PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7 (8255 PB7)(8255 PB6)(8255 PB5)(8255 PB4)(8255 PB3)(8255 PB2)(8255 PB1)(8255 PB0) (8255 PC7)(8255 PC6)(8255 PC5)(8255 PC4)(8255 PC3)(8255 PC2)(8255 PC1)(8255 PC0) (8255 PA0) (8255 PA1) (8255 PA2) (8255 PA3) (8255 PA4) (8255 PA5) (8255 PA6) (PA7) I N T 0(P 3.2) I N T 0(P 3.3) 七、连线说明
单片机按键的解决解决方案 1、单片机上的按键控制一般采用两种控制方法：中断和查询。中断必须借助中断引脚，而 查询按键可用任何IO端口。按键较少时，一个按键占用一个端口，而按键较多时，多采用矩阵形式(如：经常用4个端口作为输出，4个端口作为输入的4X4矩阵来获得16个按键)；还可以用单片机的AD转换功能一个引脚接多个按键，根据电阻分压原理判断是哪个按键按下。 2、中断形式 STM32可支持68个中断通道，已经固定分配给相应的外部设备，每个中断通道都具备自己的中断优先级控制字节PRI_n(8位，但是STM32中只使用4位，高4位有效)，每4个通道的8位中断优先级控制字构成一个32位的优先级寄存器。68个通道的优先级控制字至少构成17个32位的优先级寄存器. 4bit的中断优先级可以分成2组，从高位看，前面定义的是抢占式优先级，后面是响应优先级。按照这种分组，4bit一共可以分成5组 第0组：所有4bit用于指定响应优先级； 第1组：最高1位用于指定抢占式优先级，后面3位用于指定响应优先级； 第2组：最高2位用于指定抢占式优先级，后面2位用于指定响应优先级； 第3组：最高3位用于指定抢占式优先级，后面1位用于指定响应优先级； 第4组：所有4位用于指定抢占式优先级。 所谓抢占式优先级和响应优先级，他们之间的关系是：具有高抢占式优先级的中断可以在具有低抢占式优先级的中断处理过程中被响应，即中断嵌套。 当两个中断源的抢占式优先级相同时，这两个中断将没有嵌套关系，当一个中断到来后，如果正在处理另一个中断，这个后到来的中断就要等到前一个中断处理完之后才能被处理。如果这两个中断同时到达，则中断控制器根据他们的响应优先级高低来决定先处理哪一个；如果他们的抢占式优先级和响应优先级都相等，则根据他们在中断表中的排位顺序决定先处理哪一个。每一个中断源都必须定义2个优先级。 有几点需要注意的是： 1）如果指定的抢占式优先级别或响应优先级别超出了选定的优先级分组所限定的范围，将可能得到意想不到的结果； 2）抢占式优先级别相同的中断源之间没有嵌套关系； 3）如果某个中断源被指定为某个抢占式优先级别，又没有其它中断源处于同一个抢占式优先级别，则可以为这个中断源指定任意有效的响应优先级别。 GPIO外部中断： STM32中，每一个GPIO都可以触发一个外部中断，但是，GPIO的中断是以组为一个单位的，同组间的外部中断同一时间智能使用一个，如：PA0,PB0,PC0,PD0,PE0,PF0这些为1组，如果我们使用PA0作为外部中断源，那么别的就不能使用了，在此情况下我们使用类似于PB1,PC2这种末端序号不同的外部中断源，每一组使用一个中断标志EXTI x.EXTI0~EXTI4这5个外部中断有着自己单独的中断响应函数。EXTI5~EXTI9共用一个中断响应函数，EXTI10~EXTI15共使用一个中断响应函数。 对于中断的控制，STM32有一个专用的管理机构NVIC.中断的使能，挂起，优先级，活动等等都是由NVIC在管理的。 编写IO口外部中断步骤及其注意事项:
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 阵形式。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，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时，采用矩 阵法来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一些，识别也要复杂一些，在上图中，列线通过电阻接 电源，并将行线所接的单片机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，代表无键按下，行线输出是低电平；一旦有键按下，则输 入线就会被拉低，这样，通过读入输入线的状态就可得知是否有键按下了，具体的识别及编程方法如下 所述： 二．矩阵式键盘的按键识别方法 确定矩阵式键盘上任何一个键被按下通常采用“行扫描法”或者“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”为例介绍矩 阵式键盘的工作原理： 1．判断键盘中有无键按下 将全部行线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。 2．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（即在 置某根行线为低电平时，其它线为高电平），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。 下面给出一个具体的例子： 单片机的P1 口用作键盘I/O 口，键盘的列线接到P1 口的低4 位，键盘的行线接到P1 口的高4
基于C51单片机的键盘及LCD显示 一、实验目的 1.掌握矩阵式键盘的数字键和功能键的编程方法。 2.掌握LCD的接口技术和编程方法。 3.掌握仪器监控程序设计和调试方法。 二、预习与参考 1. 结合ST7920 控制器系列中文图形液晶模块有关资料手册，详细了解ST7920接口设计技术。 2. 参考资料 1）实验板说明书 2）ST7920 控制器系列中文图形液晶模块资料手册 三、设计指标 利用实验板上提供的键盘电路，LCD显示电路,设计一人机界面，能实现以下功能： 1.LCD上显示“重庆科技学院” 2.按键至少包括0-9的数字键 3.LCD显示按键值 4.电子钟显示：时，分，秒（选作） 四、实验要求 1.以单片机为核心，设计4*4非编码键盘及LCD的硬件电路，画出电路原理图。 2.设计4*4非编码键盘及LCD的控制软件，画出流程图，编写控制程序。
五、实验仪器设备和材料清单 单片机实验板、连接导线、ST7920图形液晶模块、PC机； Keil c51软件 六、实验设计及实施的指导 1.实验课前布置实验任务，提出实验要求，预习相关资料，完成硬件草图设计和软件流程图备查。 2.经指导教师检查，预习达到要求者进入实验室实验。 3.按照设计的电路连线，构建键盘及显示系统，经检查无误方可进入下一步。 4.在指导教师指导下调试LCD显示程序。 5.在指导教师指导下调试按键程序。 6.综合调试直到满足设计要求。 七、实验成绩评定方法 实验成绩包括预习、实验完成质量、实验报告质量4部分组成，各部分所占比例分别为30%、30%、40%。 八、实验报告要求 1．实验报告格式： 一．实验名称 二．实验目的 三．实验内容 四．设计思想 五．硬件设计 六．程序代码
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为低，其余均为高，若此时被按下的键是“4”，则P1.1被拉低，从P1口读出的值为0xBE；这样，当只有一个键被按下时，每一个键只有唯一的反转码，事先为12个键的反转码建一个表，通过查表就可知道是哪个键被按下了。
课程设计说明书课程名称：单片机应用基础 设计题目：模拟键盘输入及显示系统设计专业：机械设计制造及其自动化 指导教师： 设计者： 学号：
目录 第一章课程设计的目的和要求 (1) 1.1课程设计的目的和要求 (1) 1.2课程设计预备知识 (1) 1.3课题设计的任务 (2) 第二章总体设计 介绍对系统设计的总体认识及解决方案，并对采取的方案进行论证 第三章硬件设计 介绍本系统所选用的各种芯片的功能、引脚、相应的命令控制字格式等，画出系统工作原理图及实现方法 第四章软件设计 介绍本系统的主要功能模块程序的框图，以及总体程序框图和设计思路 第五章系统调试 介绍系统调试过程以及出现的问题、解决方法 第六章结束语 简述课程设计的收获、体会以及对本教学环节的意见和建议 参考文献
第一章、课程设计目的和要求 1.1 课程设计目的和要求 《单片机应用基础》课程设计是学好本门课程的又一重要实践性教学环节，课程设计的目的就是配合本课程的教学和平时实验，以达到巩固消化课程的内容，进一步加强综合应用能力及单片机应用系统开发和设计能力的训练，启发创新思维，使之具有独立单片机产品和科研的基本技能，是以培养学生综合运用所学知识的过程，是知识转化为能力和能力转化为工程素质的重要阶段。 1.2课程设计预备知识 总的来说，设计者要具备Mcs-51单片机的有关硬件及软件知识，汇编语言编程或者C 语言编程的有关知识，I\O接口的有关知识，WAVE6000集成调试软件的应用，能利用PROTEUS 软件绘制系统工作原理，一定的设计经验等等。本次设计所要掌握的一些基本知识如下：（1）键盘工作原理 键盘是由若干按键组成的开关矩阵，是嵌入式控制系统的一种输入部件。键盘分两种：一种是独立式按键，另一种是矩阵式按键。如图所示。独立式按键用的比较少，可以直接与单片机的P1口某一位进行连接，通过判断这一位的状态知道是否有键输入。在应用中通常需要数量较多的按键，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，如图所示。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，一个端口（如P1口）就可以构成4*4=16个按键，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍，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。 独立式键盘和4*4矩阵式键盘
单片机得键盘与显示实验报告 ㈠实验目得 1.掌握单片机I/O得工作方式; 2.掌握单片机以串行口方式0工作得LEＤ显示； 3.掌握键盘与LED显示得编程方法. ㈡实验器材 1.G6W仿真器?一台 2.ＭＣＳ—51实验板?一台 3.PＣ机???一台 4.电源一台 ㈢实验内容及要求 实验硬件线路图见附图 从线路图可见，80５1单片机得P1口作为8个按键得输入端,构成独立式键盘。四个LED显示器通过四个串/并移位寄存器７４LS１64接口至８051得串行口,该串行口应工作在方式0发送状态下,RＸD端送出要显示得段码数据，TXＤ则作为发送时钟来对显示数据进行移位操作。 编写一个计算器程序,当某一键按下时可执行相应得加、减、乘、除运算方式,在四个显示器上显示数学算式与最终计算结果。 注:①通过按键来选择加、减、乘、除四种运算方式。 ②输入两个数字均为一位十进制数，可预先放在内存中。 ㈣实验框图（见下页) ㈤思考题 1.当键盘采用中断方式时,硬件电路应怎样连接？ P1、4～P1、7就是键输出线,P1、0～Ｐ1、３就是扫描输入线。输入与门用于产生按键中断，其输入端与各列线相连，再通过上拉电阻接至+5 V电源，输出端接至８05１得外部中断输入端。 2、7４LＳ16４移位寄存器得移位速率就是多少？ 实验中要求计算得式子与结果之间相差一秒,移位寄存器得移位速率应该就是每秒一位吧。其实这个问题确实不知道怎么回答。.。。。
?LED
实验代码： ＯRG０0０0Ｈ AＪMＰＭAIN ＯRG 0０30H ＭＡIN：ＭOV 4１Ｈ，#0BBＨ;对几个存放地址进行初始化MOV 4２H,＃0BBＨ ＭOV４3Ｈ,#0BBH MOV44Ｈ，#0ＢＢH MＯV SCON,#00H ；初始化串行口控制寄存器，设置其为方式0 LCAＬＬDISPLＡY ;初始化显示 KEY:MOV R3，#08Ｈ;用来存放两个数据 MOV R4,＃０２H MOＶＰ１,#0FFH ;初始化P1口 MOＶA,P1 ;读取按键状态 ＣPL A ；取正逻辑,高电平表示有键按下 JZ KEY ；A＝0时无键按下，重新扫描键盘 LＣＡLL DELAY1 ;消抖 MOＶA，Ｐ１；再次读取按键状态 ＣPL Ａ JZ KＥＹ；再次判别就是否有键按下 PＵＳH Ａ KEＹ1:ＭOＶA，P１ CPL A ANL Ａ,＃0ＦH ;判别按键释放 JNＺＫEY1;按键未释放,等待 LCAＬＬDＥＬAY１;释放,延时去抖动 POPＡ JB ＡCＣ、0，AＤＤ1 ；K1按下转去ＡDD1 ＪＢAＣC、1,SＵB1 ;K1按下转去SＵB1 JB AＣC、2,MUL1 ;K1按下转去ＭUL１ JＢACＣ、3，DＩV1；Ｋ1按下转去ＤIV1 ＬJMP ＫEY AＤD1:LCALL BＵFFER ；显示加数与被加数ＭOV４3H，#049H LCＡLL DＩSPＬAY；显示加号 ＭOV A,Ｒ3 AＤＤA，R4 ＤA A MOV R3,Ａ;相加结果放入Ｒ6
单片机按键连接方法总结（五种按键扩展方案详细介绍） 单片机在各种领域运用相当广泛，而作为人机交流的按键设计也有很多种。不同的设计方法，有着不同的优缺点。而又由于单片机I/O资源有限，如何用最少的I/O口扩展更多的按键是我所研究的问题。接下来我给大家展示几种自己觉得比较好的按键扩展方案，大家可以在以后的单片机电路设计中灵活运用。 1）、第一种是最为常见的，也就是一个I/O口对应一个按钮开关。 这种方案是一对一的，一个I/O口对应一个按键。这里P00到P04，都外接了一个上拉电阻，在没有开关按下的时候，是高电平，一旦有按键按下，就被拉成低电平。这种方案优点是电路简单可靠，程序设计也很简单。缺点是占用I/O资源多。如果单片机资源够多，不紧缺，推荐使用这种方案。 2）、第二种方案也比较常见，但是比第一种的资源利用率要高，硬件电路也不复杂。 这是一种矩阵式键盘，用8个I/O控制了16个按钮开关，优点显而易见。当然这种电路的程序设计相对也还是很简单的。由P00到P03循环输出低电平，然后检测P04到P07的状态。比方说这里P00到P03口输出1000，然后检测P04到P07，如果P04为1则说明按下的键为s1，如果P05为1则说明按下的是s2等等。为了电路的可靠，也可以和第一种方案一样加上上拉电阻。 3）、第三种是我自己搞的一种方案，可以使用4个I/O控制8个按键，电路多了一些二极管，稍微复杂了一点。 这个电路的原理很简单，就是利用二极管的单向导电性。也是和上面的方案一样，程序需要采用轮训的方法。比方说，先置P00到P03都为低电平，然后把P00置为高电平，接着查询P02和P03的状态，如果P02为高则说明按下的是s5，若P03为高则说明按下的是s6，然后再让P00为低，P01为高，同样检测P02和P03的状态。接下来分别让P02和P03为高，其他为低，分别检测P00和P01的状态，然后再做判断。这种方案的程序其实也不难。 4）这是我在一本书上看到的，感觉设计的非常巧妙，同样它也用到了二极管，不过比我的上一种方案的I/O利用率更高，他用4个I/O口控制了12个按键。我相信你了解了之后也会惊奇的。 首先好好品味一下这个方案吧，想想怎么来识别按键呢！
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
毕业设计论文 摘要 单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。本实验是基于MCS51系列单片机所设计的，可以实现键盘按键与数字动态显示并可以用音乐倒数的计数器。本设计基于单片机技术原理，以单片机芯片AT89C51作为核心控制器，通过硬件电路的制作以及软件程序的编制，设计制作出一个计数器，包括以下功能：输出时间，按下键就开始计时，并将时间显示在LCD1602显示器上。当倒计数为0时，蜂鸣器就发出音乐声响等等。该计数器系统主要由计数器模块、LCD显示器模块、蜂鸣器模块、键盘模块、复位模块等部分组成。 关键词：AT89C51、键盘、LCD1602显示、蜂鸣器
目录 摘要............................................................... I 1 项目概述和要求 (1) 1.1 单片机基础知识 (1) 1.2 单片机的发展趋势 (1) 1.3 项目设计任务与要求 (3) 2 系统设计 (4) 2.1 框图设计 (4) 2.2部分硬件方案论述 (4) 2.3电路原理图 (4) 2.4元件清单 (5) 2.4.1AT89C51芯片 (5) 2.4.2字符型LCD1602 (6) 2.4.3按键控制模块 (8) 2.4.4其它元件 (8) 3软件设计 (9) 3.1 程序流程图 (9) 3.2 程序关键问题的部分代码 (11) 4 系统的仿真与调试 (16) 4.1 硬件调试 (16) 4.2 软件调试 (16) 4.3 软硬件调试 (16) 5总结 (17) 参考文献 (18)
单片机按键识别方法之一 1．实验任务 每按下一次开关SP1，计数值加1，通过AT89S51单片机的P1端口的P1.0到P1.3显示出其的二进制计数值。 2．电路原理图 图4.8.1 3．系统板上硬件连线 （1．把“单片机系统”区域中的P3.7/RD端口连接到“独立式键盘”区域中的SP1端口上；
（2．把“单片机系统”区域中的P1.0－P1.4端口用8芯排线连接到“八路发光二极管指示模块”区域中的“L1－L8”端口上；要求，P1.0连接到L1，P1.1连接到L2，P1.2连接到L3，P1.3连接到L4上。 4．程序设计方法 （1．其实，作为一个按键从没有按下到按下以及释放是一个完整的过程，也就是说， 当我们按下一个按键 时，总希望某个命令只 执行一次，而在按键按 下的过程中，不要有干 扰进来，因为，在按下的过程中，一旦有干扰过来，可能造成误触发过程，这并不是我们所想要的。 因此在按键按下的时候，图4.8.2 要把我们手上的干扰信号以及按键的机械接触等干扰信号给滤除掉，一般情况 下，我们可以采用电容来滤除掉这些干扰信号，但实际上，会增加硬件成本及 硬件电路的体积，这是我们不希望，总得有个办法解决这个问题，因此我们可 以采用软件滤波的方法去除这些干扰信号，一般情况下，一个按键按下的时候， 总是在按下的时刻存在着一定的干扰信号，按下之后就基本上进入了稳定的状 态。具体的一个按键从按下到释放的全过程的信号图如上图所示： 从图中可以看出，我们在程序设计时，从按键被识别按下之后，延时5ms以上，从而避开了干扰信号区域，我们再来检测一次，看按键是否真得已经按下，若真得已经按下，这时肯定输出为低电平，若这时检测到的是高电平，证明刚才是由于干扰信号引起的误触发，CPU 就认为是误触发信号而舍弃这次的按键识别过程。从而提高了系统的可靠性。 由于要求每按下一次，命令被执行一次，直到下一次再按下的时候，再执行一次命令，因此从按键被识别出来之后，我们就可以执行这次的命令，所以要有一个等待按键释放的过程，显然释放的过程，就是使其恢复成高电平状态。
4×4矩阵键盘51单片机识别实验与程序1．实验任务 图4.14.1 2．硬件电路原理图 图4.14.2 3．系统板上硬件连线 （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P0.0/AD0－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：P0.0/AD0对应着a，P0.1/AD1对应着b，……，P0.7/AD7对应着h。 4．程序设计内容 （1．4×4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 “1”，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 图4.14.3 C语言源程序 #include
0x39,0x5e,0x79,0x71}; unsignedchartemp; unsignedcharkey; unsignedchari,j; voidmain(void) { while(1) { P3=0xff; P3_4=0; temp=P3; temp=temp&0x0f; if(temp!=0x0f) { for(i=50;i>0;i--) for(j=200;j>0;j--); temp=P3; temp=temp&0x0f; if(temp!=0x0f) { temp=P3; temp=temp&0x0f; switch(temp)
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09 指导教师刘辉、谢明华、王新辉、马凌 云 起止日期— 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 .......................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 一、课程设计目的 .................................................................................................................... 错误!未定义书签。 二、设计内容及原理 ................................................................................................................ 错误!未定义书签。 单片机控制系统原理 ...................................................................................................... 错误!未定义书签。 阵键盘识别显示系统概述 ................................................................................................ 错误!未定义书签。 键盘电路 ............................................................................................................................ 错误!未定义书签。 12864显示器 ................................................................................................................... 错误!未定义书签。 整体电路图 ........................................................................................................................ 错误!未定义书签。 仿真结果 ............................................................................................................................ 错误!未定义书签。 三、实验心得与体会 ................................................................................................................ 错误!未定义书签。 四、实验程序 ............................................................................................................................ 错误!未定义书签。参考文献 .................................................................................................................................... 错误!未定义书签。
51单片机C语言实验及实践教程_8．按键识别方法之一 发布: 2009-4-04 12:57 | 作者: 孙青安 | 查看: 88次 1．实验任务 I/O并行口直接驱动LED显示 每按下一次开关SP1，计数值加1，通过AT89S51单片机的P1端口的P1.0到P1.3显示出其的二进制计数值。 2．电路原理图 图4.8.1 3．系统板上硬件连线
（1．把“单片机系统”区域中的P3.7/RD端 口连接到“独立式键盘”区域中的SP1端口上； （2．把“单片机系统”区域中的P1.0－P1.4端口用8芯排线连接到“八路发光二极管指示模块”区域中的“L1－L8”端口上；要求，P1.0连接到 L1，P1.1连接到L2，P1.2连接到L3，P1.3连接到L4上。 4．程序设计方法 （1．其实，作为一个按键从没有按下到按下以及释放是一个完整的过程，也就是说，当我们按下一个按键时，总希望某个命令只执行一次，而 在按键按下的过程中，不要有干扰进来，因为，在按下的过程中， 一旦有干扰过来，可能造成误触发过程，这并不是我们所想要的。因 此在按键按下的时候，图4.8.2 要把我们手上的干扰信号以及按键的机械接触等干扰信号给滤除 掉，一般情况下，我们可以采用电容来滤除掉这些干扰信号，但实际 上，会增加硬件成本及硬件电路的体积，这是我们不希望，总得有个 办法解决这个问题，因此我们可以采用软件滤波的方法去除这些干扰 信号，一般情况下，一个按键按下的时候，总是在按下的时刻存在着 一定的干扰信号，按下之后就基本上进入了稳定的状态。具体的一个 按键从按下到释放的全过程的信号图如上图所示： 从图中可以看出，我们在程序设计时，从按键被识别按下之后，延时5ms 以上，从而避开了干扰信号区域，我们再来检测一次，看按键是否真得已经按下，若真得已经按下，这时肯定输出为低电平，若这时检测到的是高电平，证明刚才是由于干扰信号引起的误触发，CPU就认为是误触发信号而舍弃这次的按键识别过程。从而提高了系统的可靠性。 由于要求每按下一次，命令被执行一次，直到下一次再按下的时候，再执行一次命令，因此从按键被识别出来之后，我们就可以执行这次的命令，所以要有一个等待按键释放的过程，显然释放的过程，就是使其恢复成高电平状态。
实验五矩阵键盘实验 一、实验内容 1、编写程序，做到在键盘上每按一个数字键(0－F)用发光二极管将该代码显示出来。按其它键退出。 2、加法设计计算器，实验板上有12个按键，编写程序，实现一位整数加法运算功能。可定义“A”键为“+”键，“B”键为“=”键。 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。 三、实验说明 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为低，其余均为高，若此时被按下的键是“4”，则P1.1被拉低，从P1口读出的值为0xBE；这样，当只有一个键被按下时，每一个键只有唯一的反转码，事先为12个键的反转码建一个表，通过查表就可知道是哪个键被按下了。 四、接线方法 键盘连接成4×4的矩阵形式，占用单片机P1口的8根线，行信号是P1.0-1.3,列信号是P1.4-1.7。
-------------精选文档-----------------
二、实验内容
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。即将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显示，键盘采用4×4键盘，每个数码管值可以为0到F，16个数。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，当按下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，且数码管上可以显示最近6次按下按键的编号。 基本原理 1.电路设计及功能说明 2.硬件原理框图及电路图(包括接口芯片简介) 电路图：
六、实验步骤 接口芯片简介 AT89C51简介 AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。 主要管脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH 编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL 门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上
标题:键盘接口电路 教学目标与要求： 1.键盘去抖动和连接、控制方式 2.独立式按键及其接口电路 3.矩阵式键盘及其接口电路 授课时数：2 教学重点：.矩阵式键盘及其接口电路 教学内容及过程: 一、键盘接口概述 1、按键开关去抖动问题 机械式按键再按下或释放时，由于机械弹性作用的影响，通常伴随有一定时间的触点机械抖动，然后其触点才稳定下来。其抖动过程如图9-11所示，抖动时间的长短与开关的机械特性有关，一般为5 10 ms 在触点抖动期间检测按键的通与断状态，可能导致判断出错，即按键一次按下或释放被错误地认为是多次操作，这种情况是不允许出现的。为了克服按键触点机械抖动所致的检测误判，必须采取去抖动措施。这一点可从硬件、软件两方面予以考虑。在键数较少时，可采用硬件去抖，而当键数较多时，采用软件去抖。在硬件上可采用在键输出端加R-S触发器(双稳态触发器)或单稳态触发器构成去抖动电路。图9-12是一种由R-S触发器构成的去抖动电路，当触发器一旦翻转，触点抖动不会对其产生任何影响。 软件上采取的措施是：在检测到有按键按下时，执行一个10 ms左右（具体时间应视所使用的按键进行调整）的延时程序后，再确认该键电平是否仍保持闭合状态电平，若仍保持闭合状态电平，则确认该键处于闭合状态。同理，在检测到该键释放后，也应采用相同的步 骤进行确认，从而可消除抖动的影响。
2.编制键盘程序 一个完善的键盘控制程序应具备以下功能： (1) 检测有无按键按下，并采取硬件或软件措施，消除键盘按键机械触点抖动的影响。 (2) 有可靠的逻辑处理办法。每次只处理一个按键，其间对任何按键的操作对系统不产生影响，且无论一次按键时间有多长，系统仅执行一次按键功能程序。 (3) 准确输出按键值（或键号），以满足跳转指令要求。 二、独立式按键 单片机控制系统中，往往只需要几个功能键，此时，可采用独立式按键结构。 1. 独立式按键结构 独立式按键是直接用I/O口线构成的单个按键电路，其特点是每个按键单独占用一根I/O口线，每个按键的工作不会影响其它I/O口线的状态。独立式按键的典型应用如图7.4所示。 独立式按键电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用一根I/O口线，因此，在按键较多时，I/O口线浪费较大，不宜采用。 2.矩阵式键盘 I/O端线分为行线和列线，按键跨接在行线和列线上，按键按下时，行线与列线发生短路。特点： ①占用I/O端线较少； ②软件结构教复杂。 适用于按键较多的场合。 3.键盘扫描控制方式 ⑴程序控制扫描方式 键处理程序固定在主程序的某个程序段。 特点：对CPU工作影响小，但应考虑键盘处理程序的运行间隔周期不能太长，否则会影响对键输入响应的及时性。 ⑵定时控制扫描方式 利用定时/计数器每隔一段时间产生定时中断，CPU响应中断后对键盘进行扫描。 特点：与程序控制扫描方式的区别是，在扫描间隔时间内，前者用CPU工作程序填充，后者用定时/计数器定时控制。定时控制扫描方式也应考虑定时时间不能太长，否则会影响对键输入响应的及时性。 ⑶中断控制方式 中断控制方式是利用外部中断源，响应键输入信号。 特点：克服了前两种控制方式可能产生的空扫描和不能及时响应键输入的缺点，既能及时处理键输入，又能提高CPU运行效率，但要占用一个宝贵的中断资源。 三、独立式按键及其接口电路 1、按键直接与I/O口连接