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实验四： 4 × 4键盘输入实验一、实验目的：1.学习非编码键盘的工作原理和键盘的扫描方式。
2.学习键盘的去抖方法和键盘应用程序的设计。
二、实验原理：键盘是单片机应用系统接受用户命令的重要方式。
单片机应用系统一般采用非编码键4*4矩阵盘，需要由软件根据键扫描得到的信息产生键值编码，以识别不同的键。
本板采用键盘，行信号分别为P1.0-P1.3 ，列信号分别为P1.4-P1.7 。
具体电路连接见下图对于键的识别一般采用逐行（列）扫描查询法，判断键盘有无键按下，由单片机I/O口向键盘送全扫描字，然后读入列线状态来判断。
程序及流程图：ORG 0000HAJMP MAINORG 0000HAJMP MAINORG 0030HMAIN:MOV P2,#0F7HMOV P1,#0F0HMOV R7,#100DJNZ R7,$MOV A,P1ANL A,#0F0HXRL A,#0F0HJZ MAINLCALL D10MSMOV A,#00HMOV R0,AMOV R1,AMOV R2,#0FEH SKEY0:MOV A,R2MOVP1,AMOVR7,#10DJNZ R7,$MOVA,P1ANLA,#0F0HXRLA,#0F0HJNZ LKEYINC R0MOVA,R2RL AMOVR2,AMOVA,R0CJNE A,#04H,SKEY0AJMP MAIN LKEY:JNB ACC,4,NEXT1MOVA,#00HMOVR1,AAJMP DKEYNEXT1:JNB ACC.5,NEXT2MOVA,#01HMOVR1,AAJMP DKEYNEXT2:JNB ACC.6,NEXT3MOVA,#02HMOVR1,AAJMP DKEYNEXT3:JNB ACC.7,MAINMOVA,#03HMOVR1,AAJMP DKEY DKEY:MOV A,R0MOVB,#04HMULABADDA,R1AJMP SQRSQR:MOVDPTR,#TABMOVC A,@A+DPTRMOVP0,AAJMP MAINTAB:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H, 92H, 82H, 0F8H DB 80H, 90H, 88H, 83H, 0C6H,0A1H,86H, 8EH D10MS:MOV R6,#10L1:MOV R5,#248DJNZ R5,$DJNZ R6,L1RETEND流程图：结束三、思考题：总结 FPGA是如何识别按键的？与单片机读取键值有何不同？答：FPGA的所有 I/O 控制块允许每个 I/O 引脚单独配置为输入口 , 不过这种配置是系统自动完成的。
《单片机原理及应用课程设计》报告——数码管显示4×4矩阵键盘的键盘号专业：电子信息科学与技术班级：姓名：学号：指导教师：2012年5月15日1、课程设计目的1.1巩固和加深对单片机原理和接口技术知识的理解；1.2培养根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料的能力；1.3学会方案论证的比较方法，拓宽知识，初步掌握工程设计的基本方法；1.4掌握常用仪器、仪表的正确使用方法，学会软、硬件的设计和调试方法；1.5能按课程设计的要求编写课程设计报告，能正确反映设计和实验成果，能用计算机绘制电路图和流程图。
2、课程设计要求单片机的P1口的P1.0～P1.7连接4×4矩阵键盘，P0口控制一只数码管，当4×4矩阵键盘中的某一按键按下时，数码管上显示对应的键号。
例如，1号键按下时，数码管显示“1”， 14号键按下时，数码管显示“E”等等。
3、硬件设计3.1 设计思想分析本任务的要求，在课程设计的基础上，添加要求，使设计能够完成当4×4矩阵键盘中的某一按键按下时，数码管上显示对应的键号。
3.2主要元器件介绍：AT89C51单片机 LED数码管 4X4矩阵键盘3.3 功能电路介绍AT89C51单片机：控制器。
程序中将单片机的引脚置高电平低电平，单片机通过读取IO引脚的电平，在根据读取的数据去查找数组中相应的按键值，然后在送到数码管也就是P0口去显示.(51单片机通过IO口来读取键盘的电平，再通过程序来查找对应的数值，在送到数码管去显示)LED数码管 :输出设备4X4矩阵键盘：输入设备4、软件设计4.1 设计思想通过对矩阵键盘的逐行扫描，来获得所按下键的键盘号，最终通过数码管显示出来。
4.2软件流程图4.3源程序#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71};//定义显示段码uchar num,temp;void delay(uchar k)//定义延时函数{uchar i,j;for(i=k;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);}void disp(char num1)//定义显示函数{P0=table[num1];//将段码值送入P0口显示}char keyscan()//定义键盘检测函数{P1=0xfe;//给P1口送检测信号11111110，即先检测第一列有无按键被按下（key1~key4）temp=P1;//将检测信号赋给变量temptemp=temp&0xf0;//与11110000相“与”去除低四位检测部分while(temp!=0xf0)//判断是否有按键被按下，即key1-key4有任意按键被按下temp便不等于0xff{delay(5);//按键防抖动延时（时间要求不严格）while(temp!=0xf0)//延时之后再次判断{temp=P1;//进入函数说明有按键被按下，再将p1值赋给temp进行判断是哪位被按下switch(temp)//利用switch函数判断temp值{case 0xee://若P0等于0xee，即11101110，则由判断为0的位被按下即第四位（最低位），则应赋值num为0；num=0;break;case 0xde://11011110同理判断其为第三位被按下（该行第二位）num=1num=1;break;case 0xbe://同上则num=2num=2;break;case 0x7e://同上num=3num=3;break;}while(temp!=0xf0)//判断按键是否松开，循环判断直至按键松开{temp=P1;temp=temp&0xf0;}}}P1=0xfd;//给P1口再次送检测信号11111101，来检测第二列有无按键被按下（key5~key8），以下几步同上temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){delay(5);while(temp!=0xf0){temp=P1;switch(temp){case 0xed:num=4;break;case 0xdd:num=5;break;case 0xbd:num=6;break;case 0x7d:num=7;break;}while(temp!=0xf0){temp=P1;temp=temp&0xf0;}}}P1=0xfb;//给P1口再次送检测信号11111011，来检测第三列有无按键被按下（key9~key12），以下几步同上temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){delay(5);while(temp!=0xf0){temp=P1;switch(temp){case 0xeb:num=8;break;case 0xdb:num=9;break;case 0xbb:num=10;break;case 0x7b:num=11;break;}while(temp!=0xf0){temp=P1;temp=temp&0xf0;}}}P1=0xf7;//给P1口再次送检测信号11110111，来检测第四列有无按键被按下（key13~key16），以下几步同上temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){delay(5);while(temp!=0xf0){temp=P1;switch(temp){case 0xe7:num=12;break;case 0xd7:num=13;break;case 0xb7:num=14;break;case 0x77:num=15;break;}while(temp!=0xf0){temp=P1;temp=temp&0xf0;}}}return num;//子函数最后返回num值}void main(){P0=0x00;//清屏delay(5);//延时while(1)//主循环{disp(keyscan());//检测并显示}}}。
4X4矩阵键盘控制数码管显示按键值4X4矩阵键盘控制数码管显示按键值一、设计内容与要求用80C51单片机控制系统显示按键值0~F。
二、设计目的意义2.1 设计目的1、了解单片机系统中实现LED动态显示的原理及方法;2、详细了解8051芯片的性能及编程方法;3、了解单片机系统基本原理，了解单片机控制原理;4、掌握AT89C51输入/输出接口电路设计方法;5、掌握AT89C51程序控制方法;6、掌握单片机汇编编程技术中的设计和分析方法;7、掌握使用PROTEUS软件进行仿真的方法。
8、学会使用并熟练掌握电路绘制软件Protel99SE;9、掌握电路图绘制及PCB图布线技巧。
2.2 设计意义1、在系统掌握单片机相应基础知识的前提下，熟悉单片机应用系统的设计方法及系统设计的基本步骤。
2、完成所需单片机应用系统原理图设计绘制的基础上完成系统的电路图设计。
3、完成系统所需的硬件设计制作，在提高实际动手能力的基础上进一步巩固所学知识。
4、进行题目要求功能基础上的软件程序编程，会用相应软件进行程序调试和测试工作。
5、用AT89C51设计出题目所要求的数码管动态循环显示，并针对实际设计过程中软、硬件设计方面出现的问题提出相应解决办法。
6、通过单片机应用系统的设计将所学的知识融会贯通，锻炼独立设计、制作和调试单片机应用系统的能力;领会单片机应用系统的软、硬件调试方法和系统的研制开发过程，为进一步的科研实践活动打下坚实的基础。
三、系统硬件电路图3.1 Proteus软件简介以及仿真电路图Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。
是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、1ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。
4乘4矩阵式键盘在单片机中的应用--C语言下图为4*4键盘的结果图，用单片机的P1口接4×4矩阵键盘，接法如图所示，用数码管显示按键的值，按下键S1,数码管显示0，按下S2,数码管显示1，按下S16，显示F。
先看程序代码：#include<reg51.h>#include<intrins.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar code table[16] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//八段数码管对应0—F值。
void Delay_1ms(uint i)//1ms延时{uchar x, j;for(j=0;j<i;j++)for(x=0;x<=148;x++);}void delay()//消除按键抖动延时{int i,j;for(i=0; i<=10; i++)for(j=0; j<=2; j++);}uchar Keyscan(void){uchar i,j, temp, Buffer[4] = {0xfe, 0xfd, 0xfb, 0xf7};for(j=0; j<4; j++){P1 = Buffer[j];delay();temp = 0x10;for(i=0; i<4; i++){if(!(P1 & temp)){return (i+j*4);}temp <<= 1;}}}void Main(void){uchar Key_V alue; //读出的键值while(1){P1 = 0xf0;if(P1 != 0xf0){Delay_1ms(15); //按键消抖if(P1 != 0xf0){Key_Value = Keyscan();}}P0 = table[Key_V alue];//P0口输出数据到数码管}}代码分析：程序从Main开始执行，Key_V alue用来存放Keyscan();的返回值，Key_V alue为1，则数码管会显示1。
1、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。
2、参考电路图14.2 4×4矩阵式键盘识别电路原理图3、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。
4、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。
5、程序流程图(如图14.3所示)6、汇编源程序;;;;;;;;;;定义单元;;;;;;;;;;COUNT EQU 30H;;;;;;;;;;入口地址;;;;;;;;;;ORG 0000HLJMP STARTORG 0003HRETIORG 000BHRETIORG 0013HRETIORG 001BHRETIORG 0023HRETIORG 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,#0FHJZ SW1LCALL DELAY10MS JZ SW1MOV A,P3ANL A,#0FHCJNE A,#0EH,K1 MOV COUNT,#0 LJMP DKK1: CJNE A,#0DH,K2 MOV COUNT,#4 LJMP DKK2: CJNE A,#0BH,K3 MOV COUNT,#8 LJMP DKK3: CJNE A,#07H,K4 MOV COUNT,#12K4: NOPLJMP DKSW1: MOV P3,#0FFH CLR P3.5MOV A,P3ANL A,#0FHJZ SW2LCALL DELAY10MS JZ SW2MOV A,P3ANL A,#0FHCJNE A,#0EH,K5 MOV COUNT,#1 LJMP DKK5: CJNE A,#0DH,K6 MOV COUNT,#5 LJMP DKK6: CJNE A,#0BH,K7 MOV COUNT,#9 LJMP DKK7: CJNE A,#07H,K8 MOV COUNT,#13K8: NOPLJMP DKSW2: MOV P3,#0FFH CLR P3.6MOV A,P3ANL A,#0FHJZ SW3LCALL DELAY10MS JZ SW3MOV A,P3ANL A,#0FHCJNE A,#0EH,K9 MOV COUNT,#2 LJMP DKK9: CJNE A,#0DH,KA MOV COUNT,#6 LJMP 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,#0FHJZ SW4LCALL DELAY10MSJZ SW4MOV A,P3ANL A,#0FHCJNE A,#0EH,KDMOV COUNT,#3LJMP DKKD: CJNE A,#0DH,KE MOV COUNT,#7LJMP DKKE: CJNE A,#0BH,KF MOV COUNT,#11 LJMP DKKF: CJNE A,#07H,KG MOV COUNT,#15KG: NOPLJMP DKSW4: LJMP PANDUAN DK: 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,07H DB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H;;;;;;;;;;结束标志;;;;;;;;;;END7、C语言源程序#includeunsigned 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];}}}}8、注意事项在硬件电路中，要把8联拨动拨码开关JP2拨下，把8联拨动拨码开关JP3拨上去。
4×4矩阵键盘的工作原理与编程ME300B单片机学习开发系统应用之三---4×4矩阵键盘的工作原理与编程作者：山西太原贵国庆本文介绍如何在ME300B型51/AVR单片机学习开发系统上使用数码管显示4×4矩阵键盘的键值。
一、硬件工作原理的简单介绍该实验使用ME300B上的8位数码管显示电路和4×4矩阵键盘电路。
现将这二部分的电路工作原理进行简单的介绍：1、4×4矩阵键盘的工作原理矩阵键盘又称为行列式键盘，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。
在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键。
这样键盘中按键的个数是4×4个。
这种行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。
图1为ME300B矩阵键盘电路图，行线接P1.4－P1.7，列线接P1.0－P1.3。
地显示。
图3 数码管电路数码管不同位显示的时间间隔可以通过调整延时程序的延时长短来完成。
数码管显示的时间间隔也能够确定数码管显示时的亮度，若显示的时间间隔长，显示时数码管的亮度将亮些，若显示的时间间隔短，显示时数码管的亮度将暗些。
若显示的时间间隔过长的话，数码管显示时将产生闪烁现象。
所以，在调整显示的时间间隔时，即要考虑到显示时数码管的亮度，又要数码管显示时不产生闪烁现象。
在ME300B单片机开发系统中使用数码管来显示信息时，要将JP2的2、3端短接。
见图3二、演示程序的编程方法1、4×4矩阵键盘的编程方法：1.1、先读取键盘的状态，得到按键的特征编码。
先从P1口的高四位输出低电平，低四位输出高电平，从P1口的低四位读取键盘状态。
再从P1口的低四位输出低电平，高四位输出高电平，从P1口的高四位读取键盘状态。
将两次读取结果组合起来就可以得到当前按键的特征编码。
使用上述方法我们得到16个键的特征编码。
举例说明如何得到按键的特征编码：假设“1”键被按下，找其按键的特征编码。
5、4×4键盘矩阵按键实验一、实验目的及要求键盘实质上是一组按键开关的集合。
通常，键盘开关利用了机械触点的合、断作用。
键的闭合与否，反映在行线输出电压上就是呈高电平或低电平，如果高电平表示键断开，低电平则表示键闭合，反之也可。
通过对行线电平高低状态的检测，便可确认按键按下与否。
为了确保CPU对一次按键动作只确认一次按键有效，还必须消除抖动。
当按键较多时会占用更多的控制器端口，为减少对端口的占用，可以使用行列式键盘接口，本实验中采用的4×4键盘矩阵可以大大减少对单片机的端口占用，但识别按键的代码比独立按键的代码要复杂一些。
在识别按键时使用了不同的扫描程序代码，程序运行时LED灯组会显示相应按键的键值0~15的二进制数。
本实验中P2端口低4位连接是列线，高4位连接的是行线。
二、实验原理（图）三、实验设备（环境）：1、电脑一台2、STC-ISP（V6.85I）烧写应用程序3、Keil应用程序四、实验内容（算法、程序、步骤和方法）：#include<STC15F2K60S2.h> //此文件中定义了STC15系列的一些特殊功能寄存器#include"intrins.h"#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar code dsy_code[]={0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0A,0x0B,0x0C,0x0D,0x0E,0x0 F,0xff};uchar Pre_keyno=16,keyno=16;void delayMS(char x){uchar i;while(x--)for(i=0;i<120;i++) ;}void keys_scan(){uchar tmp;P2=0x0f;delayMS(5);tmp=P2^0x0f;switch(tmp){case 1:keyno=0;break;case 2:keyno=1;break;case 4:keyno=2;break;case 8:keyno=3;break;default:keyno=16;}P2=0xf0;delayMS(5);tmp=P2>>4^0x0f;switch(tmp){case 1:keyno+=0;break;case 2:keyno+=4;break;case 4:keyno+=8;break;case 8:keyno+=12;break;}}main(){P0=0x00;while(1){P2=0xf0;if(P2!=0xf0)keys_scan();if(Pre_keyno!=keyno){P0=~dsy_code[keyno];Pre_keyno=keyno;}delayMS(50);}}五、实验结论（结果）：本实验实现了XXX功能，核心算法采用了XXX的方式，达到了预期目的。
黄淮学院机械与能源工程学院
单片机应用技术课程报告
实验名称4X4矩阵键盘的显示电路实验时间年月日学生姓名实验地点钉钉群线上
同组人员专业班级汽服1802B
1、实验目的
1、能够在Keil软件中查看变量，掌握程序调试的基本方法；
2、掌握按键功能设计特点；
3、当键盘中按键数量较多时，为了减少I/O端口线的占用，通常将按键排列成矩阵形式，学习按键的相关知识。
2、任务设计要求
没有按键按下时，所有输出端均为高电平，即“1”，行线输入也是高电平，即“1”；有键按下时，相应列的输出为低电平，即“0”，对应行输入线也为低电平，即“0”。
通过检测输入线的状态可知是否有键按下。
通过51单片机P1端口构成4×4矩阵式键盘，要求：当按下某一按键时，在数码管显示该按键的值。
3、总体设计方案
根据实验任务要求，通过功能分析，设计的系统总体方案如图所示。
复习软件的使用方法，软件关键字如下：
4、硬件电路设计
5、软件程序设计
如果要实现上图所示电路中转向灯的控制，需要设计控制P1.0端口输出低电平，其设计思路如图所示。
（2）程序清单
#include <reg51.h>
#define uchar unsigned char
sbit L1=P1^4; // 定义列
sbit L2=P1^5;
sbit L3=P1^6;
sbit L4=P1^7;
按下相应的键就会显示对应的字母或数字。
《单片机原理及应用课程设计》报告——数码管显示4×4矩阵键盘的键盘号专业：自动化班级： 1106姓名：王佳俊学号： 110240171指导教师：卜旭芳2014年 10月15日1、课程设计目的1.1巩固和加深对单片机原理和接口技术知识的理解；1.2培养根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料的能力；1.3学会方案论证的比较方法，拓宽知识，初步掌握工程设计的基本方法；1.4掌握常用仪器、仪表的正确使用方法，学会软、硬件的设计和调试方法；1.5能按课程设计的要求编写课程设计报告，能正确反映设计和实验成果，能用计算机绘制电路图和流程图。
2、课程设计要求单片机的P1口的P1.0～P1.7连接4×4矩阵键盘，P0口控制一只数码管，当4×4矩阵键盘中的某一按键按下时，数码管上显示对应的键号。
例如，1号键按下时，数码管显示“1”， 14号键按下时，数码管显示“E”等等。
3、硬件设计3.1 设计思想分析本任务的要求，在课程设计的基础上，添加要求，使设计能够完成当4×4矩阵键盘中的某一按键按下时，数码管上显示对应的键号。
3.2主要元器件介绍：AT89C51单片机 LED数码管 4X4矩阵键盘3.3 功能电路介绍AT89C51单片机：控制器。
程序中将单片机的引脚置高电平低电平，单片机通过读取IO引脚的电平，在根据读取的数据去查找数组中相应的按键值，然后在送到数码管也就是P0口去显示.(51单片机通过IO口来读取键盘的电平，再通过程序来查找对应的数值，在送到数码管去显示)LED数码管 :输出设备4X4矩阵键盘：输入设备4、软件设计4.1 设计思想通过对矩阵键盘的逐行扫描，来获得所按下键的键盘号，最终通过数码管显示出来。
4.2软件流程图开始初始化结束，返回若有按键按下，显示键盘号扫描键盘第一行若无按键按下扫描键盘第二行若无按键按下扫描键盘第三行若无按键按下扫描键盘第四行若无按键按下结束，返回4.3源程序#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71};//定义显示段码uchar num,temp;void delay(uchar k)//定义延时函数uchar i,j;for(i=k;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);}void disp(char num1)//定义显示函数{P0=table[num1];//将段码值送入P0口显示}char keyscan()//定义键盘检测函数{P1=0xfe;//给P1口送检测信号11111110，即先检测第一列有无按键被按下（key1~key4）temp=P1;//将检测信号赋给变量temptemp=temp&0xf0;//与11110000相“与”去除低四位检测部分while(temp!=0xf0)//判断是否有按键被按下，即key1-key4有任意按键被按下temp便不等于0xff{delay(5);//按键防抖动延时（时间要求不严格）while(temp!=0xf0)//延时之后再次判断{temp=P1;//进入函数说明有按键被按下，再将p1值赋给temp进行判断是哪位被按下switch(temp)//利用switch函数判断temp值{case 0xee://若P0等于0xee，即11101110，则由判断为0的位被按下即第四位（最低位），则应赋值num为0；num=0;break;case 0xde://11011110同理判断其为第三位被按下（该行第二位）num=1num=1;break;case 0xbe://同上则num=2num=2;break;case 0x7e://同上num=3num=3;break;}while(temp!=0xf0)//判断按键是否松开，循环判断直至按键松开{temp=P1;temp=temp&0xf0;}}}P1=0xfd;//给P1口再次送检测信号11111101，来检测第二列有无按键被按下（key5~key8），以下几步同上temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){delay(5);while(temp!=0xf0){temp=P1;switch(temp){case 0xed:num=4;break;case 0xdd:num=5;break;case 0xbd:num=6;break;case 0x7d:num=7;break;}while(temp!=0xf0){temp=P1;temp=temp&0xf0;}}}P1=0xfb;//给P1口再次送检测信号11111011，来检测第三列有无按键被按下（key9~key12），以下几步同上temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){delay(5);while(temp!=0xf0){temp=P1;switch(temp){case 0xeb:num=8;break;case 0xdb:num=9;break;case 0xbb:num=10;break;case 0x7b:num=11;break;}while(temp!=0xf0){temp=P1;temp=temp&0xf0;}}}P1=0xf7;//给P1口再次送检测信号11110111，来检测第四列有无按键被按下（key13~key16），以下几步同上temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){delay(5);while(temp!=0xf0){temp=P1;switch(temp){case 0xe7:num=12;break;case 0xd7:num=13;break;case 0xb7:num=14;break;case 0x77:num=15;break;}while(temp!=0xf0){temp=P1;temp=temp&0xf0;}}}return num;//子函数最后返回num值}void main(){P0=0x00;//清屏delay(5);//延时while(1)//主循环{disp(keyscan());//检测并显示}}}5、调试运行电路图依次按下开关k1-k16，数码管会对应显示出0—f的16个数字K=5的数码管显示4.K=16时的数码管显示F：6、设计心得体会硬件设计方面，此课题所需的硬件并不负责，只许少量的导线、简单的电路便可以完成。
单⽚机-4x4个矩阵按键控制数码管显⽰数字程序1 #include "8051.h"2 typedef unsigned char u8;3 typedef unsigned int u16;4 u8 smgduan[]= {5/*0 1 2 3 4 5 6 7 */60x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07,7/*8 9 A B C D E F */80x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71};910// P0⼝为数码管的位选的8位输⼊引脚11// P0 = 0x00;121314void Delayms(u16 ms);15void shumaguan(u8 n);16void DigDisplay();17void KeyTest();18void smg(u8 n, u8 m);19void key_4x4();2021void main()22 {23while(1)24 {25 key_4x4();26 }27 }2829// 不精确的延时函数30void Delayms(u16 ms)31 {32 unsigned int i, j;33for(i = ms; i > 0; i--)34for(j = 110; j > 0; j--);35return;36 }3738// 数码管根据74HC138译码器选择对应的段（选择哪个数码管显⽰）39void shumaguan(u8 n)40 {41switch(n)42 {43case0:44 LSA = 0;LSB = 0;LSC = 0;break;45case1:46 LSA = 1;LSB = 0;LSC = 0;break;47case2:48 LSA = 0;LSB = 1;LSC = 0;break;49case3:50 LSA = 1;LSB = 1;LSC = 0;break;51case4:52 LSA = 0;LSB = 0;LSC = 1;break;53case5:54 LSA = 1;LSB = 0;LSC = 1;break;55case6:56 LSA = 0;LSB = 1;LSC = 1;break;57case7:58 LSA = 1;LSB = 1;LSC = 1;break;59 }60 }6162// 数码管显⽰数字，并以⼗进制递增63void DigDisplay()64 {65 u8 i1 = 0;66 u8 i2 = 0;67 u8 i3 = 0;68 u8 i4 = 0;69 u8 i5 = 0;70 u8 i6 = 0;71 u8 i7 = 0;72 u8 i8 = 0;7374757677for (i8 = 0; i8 < 10; i8++)78for (i7 = 0; i7 < 10; i7++)79for (i6 = 0; i6 < 10; i7++)80for (i5 = 0; i5 < 10; i5++)81for (i4 = 0; i4 < 10; i4++)82for (i3 = 0; i3 < 10; i3++)83for (i2 = 0; i2 < 10; i2++)84for (i1 = 0; i1 < 10; i1++)85 {86 u16 cnt = 10;87while (cnt--)88 {89 shumaguan(0); //选中第⼀个数码管90 P0 = smgduan[i1]; //给他送⼀个数字91 Delayms(1); //稍微延时⼀下下92 shumaguan(1); //然后切换到第⼆个数码管。
矩阵键盘显示实验报告20 -20 学年第学期学院电子信息学院课程矩阵键盘显示实验姓名学号指导老师日期 20XX年XX月XX日矩阵键盘显示实验一、实验目的1、掌握矩阵键盘检测的原理和方法；2、掌握按键消抖的方法；3、再次熟悉数码管的显示。
二、实验任务从4×4矩阵键盘输入4位字符（如“15EF”），并显示于4位数码管。
三、实验原理在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，如图1-1所示。
在矩阵键盘中，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。
图1-1 矩阵键盘矩阵键盘的按健识别方法很多，其中最常见的方法是行扫描法。
行扫描法又称为逐行(或列)扫描查询法，是一种最常用的按键识别方法，下面介绍矩阵键盘的扫描过程。
（1）判断有无键按下第一步：向所有的列输出口线输出低电平；第二步：然后将行线的电平状态读入；第三步：判断读入的行线值。
若无键按下，所有的行线仍保持高电平状态；若有键按下，行线中至少应有一条线为低电平。
（2）去除按键的抖动去抖原理：当判断到键盘上有键按下后，则延时一段时间再判断键盘的状态，若仍为有键按下状态，则认为有一个键按下，否则当作按键抖动来处理。
（3）按键识别(列或行扫描法)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：依次将列(行)线置为低电平，即在置某根列(行)线为低电平时，其列(行)线为高电平，再逐行(列)检测各行(列)线的电平状态。
若某行为低电平，则该行线与置为低电平的列线交叉处的按键就是闭合的按键。
（4）求按键的键值根据闭合键的行值row和列值col采用计算法（如健值=行号×4+列号）或查表法将闭合键的行值和列值转换成所定义的键值。
电路原理图如下图所示。
图1-2 键盘显示实验电路四、程序流程图五、实验结果及分析总结（1）实验测试效果图如下：（2）分析总结：1、在这次的实验中我们将初始化部分、键盘扫描部分、数码管显示部分等分别写成了独立的函数，这样的程序看起来简洁、明了，在使用的时候直接调用就好了。
沈阳航空航天大学综合课程设计三相步进电机控制器电路的设计班级学号 23学生姓名 XXXXXXXXX 指导教师常丽东课程设计任务书一、设计说明步进电机是工业过程控制及仪表控制中的主控元件之一，作为执行元件其特点为能够快速起启停、精度高且能直接接收数字量，由于这些特点使其在定位场合得到了广泛的应用。
设计一个三相步进电机控制器，使其能够控制步进电机的工作状态，如步进电机正、反转，步进电机的工作方式等。
用键盘设定步进电机的工作频率，工作方式，并用数码管显示设定值，可以通过按键来更换显示内容。
用示波器观测三相的输出波形，并用数码管显示电路的工作状态。
二、技术指标步进电机的工作频率为：<10kHz三、设计要求1．进行方案论证，提出一个合理的设计方案并进行理论设计；2．对所设计的方案部分进行调试；3．在选择器件时，应考虑成本。
4．设计测量调试电路。
四、实验要求1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路。
2．进行实验数据处理和分析。
五、推荐参考资料1.谢自美. 电子线路设计·实验·测试. [M]武汉：华中理工大学出版社，2000年2.阎石. 数字电子技术基础. [M]北京：高等教育出版社，2006年3.童诗白、华成英.模拟电子技术基础. [M]北京：高等教育出版社，2006年4..付家才. 电子实验与实践. [M]北京：高等教育出版社，2004年5．沙占友、李学芝著.中外数字万用表电路原理与维修技术. [M]北京：人民邮电出版社，1993年六、按照要求撰写课程设计报告成绩评定表沈阳航空航天大学综合课程设计一、概述本次毕设的题目是：三相步进电机控制电路的设计。
本次毕设使用80C51单片机作为主控芯片，利用ULN2003A集成电路作为三相步进电机的驱动电路，采用单极性驱动方式，使三相步进电机能在（1）三相单三拍，（2）三相双三拍,（3）三相六拍三种工作方式下正常工作；能实现的功能有:启动/停止控制、方向控制；速度控制；用LED数码管显示工作方式。
2013年1月1.课程设计目的1.1巩固和加深对单片机原理和接口技术知识的理解；1.2培养根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料的能力；1.3学会方案论证的比较方法，拓宽知识，初步掌握工程设计的基本方法；1.4掌握常用仪器、仪表的正确使用方法，学会软、硬件的设计和调试方法；1.5能按课程设计的要求编写课程设计报告，能正确反映设计和实验成果，能用计算机绘制电路图和流程图。
2.课程设计要求单片机的P1口的P1.0～P1.7连接4×4矩阵键盘，P0口控制一只数码管，当4×4矩阵键盘中的某一按键按下时，数码管上显示对应的键号。
例如，1号键按下时，数码管显示“1”， 14号键按下时，数码管显示“E”等等。
3.硬件设计3.1 设计思想分析本任务的要求，使设计能够完成当4*4矩阵键盘中的某一按键按下时，数码管上显示对应的键盘号。
则本系统主要由以下几大模块构成：显示模块,共阴极LED数码管；输入模块，4*4矩阵键盘；3.2主要元器件介绍矩阵键盘又称为行列式键盘，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。
在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键。
这样键盘中按键的个数是4×4个。
这种行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中I/O 口的利用率。
数码管不同位显示的时间间隔可以通过调整延时程序的延时长短来完成。
数码管显示的时间间隔也能够确定数码管显示时的亮度，若显示的时间间隔长，显示时数码管的亮度将亮些，若显示的时间间隔短，显示时数码管的亮度将暗些。
若显示的时间间隔过长的话，数码管显示时将产生闪烁现象。
所以，在调整显示的时间间隔时，即要考虑到显示时数码管的亮度，又要数码管显示时不产生闪烁现象。
4.1 设计思想按键采用线反转法先把列线置成低电平，行线置成输入状态，读行线；再把行线置成低电平，列线输入状态，读列线。
当有键按下时，由两次所读状态即可确定所按键的位置，不需扫描，键盘响应速度大大加快。
四乘四键盘控制LED数码管显示电路目录一、设计内容及要求 (2)二、系统硬件设计方案 (2)三、系统软件设计 (8)四、效果演示 (12)摘要矩阵式键盘系统以N个端口链接控制N*N个按键，使数字显示在LED数码管上。
单片机控制的是键盘显示系统，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、矩阵式技术及设备的硬件、软件等各个部分进行实现。
对于4*4矩阵式键盘，我想采用STC89C52RC单片机为核心，主要由矩阵式键盘电路、译码器、显示电路等组成，软件选用汇编语言编程。
单片机将检测到的按键信号转成数字量，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。
一、设计内容及要求用protues仿真设计一个单片机小系统，该小系统外接一个4*4键盘及一个LED数码管，要求按下一个键，数码管上显示该键的对应号码。
键盘的布局如下图所示：主要内容如下：1.根据矩阵式键盘的特点，进行键盘控制系统的整体研究与设计。
2.LED实时显示信息。
3.采用软件编程方法实现按键信息的提取和显示。
二、系统硬件设计方案1.芯片的选择STC89C52RC单片机是51系列单片机的一个成员，是8051单片机的简化版。
内部自带8K字节可编程FLASH存储器，拥有2K+字节的EEPROM作为程序存储器的拓展。
由于STC89C52RC具有下图中的配置，因此具有结构简单、造价低廉、效率高的特点，省去了外部的RAM、ROM和接口器件，减少了硬件的开销，节省了成本，提高了系统的性价比。
STC89C52RC的主机系统图：STC89C52RC的实物图：2.系统原理图2.1时钟电路时钟电路用来提供单片机片内各种位操作的时间基准。
51单片机芯片内部有一个高增益反相放大器，用于构成时钟振荡电路，XTAL1为该放大器的输入端、XTAL2为该放大器的输出端。
借助内部时钟方式或外部时钟方式形成时钟。
数码管显示4X4矩阵键盘的键盘号学院：物理与电子工程学院专业：自动化班级：13级7班学号：姓名：万意指导教师：马世榜日期：2013年12月31日目录1引言 (1)2设计方案 (2)3硬件设计 (3)3.1AT89S51 (3)3.24*4矩阵式键盘 (6)3.2.1 矩阵式键盘介绍 (6)3.2.2 键盘扫描原理 (7)3.3硬件电路连接 (9)3.4.1 单片机时钟电路 (9)3.4.2单片机复位电路 (10)3.4.3 矩阵式键盘电路 (10)3.4.4 LED数码管显示电路 (10)4软件设计 (12)4.1所用软件简介 (12)4.1.1 Keil (12)4.1.2 Proteus (12)4.2程序流程图 (14)4.3源程序 (15)5电路原理图 (17)参考文献 (18)1引言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，即时在LED数码管上。
单片机控制的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AT89S51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，软件选用汇编语言编程。
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。
2设计方案单片机的P1口的P1.0～P1.7连接4×4矩阵键盘，P0口控制一只数码管，当4×4矩阵键盘中的某一按键按下时，数码管上显示对应的键号。
例如，1号键按下时，数码管显示“1”， 14号键按下时，数码管显示“E”等等。
本论文主要研究单片机控制的键盘识别显示系统，分别对按键信息和显示电路以及软、硬件各个部分进行研究。
主要内容如下：①根据矩阵式键盘的特点，进行键盘控制系统的整体研究与设计；② LED实时显示按键信息；③采用软件编程的方法实现按键信息的提取和显示。
/* ch05-4-4.c - 4x4键盘与4个7节显示器实验, P1.4~7为共用扫描信号 *//* P1.0~3为键盘输入值,P2为7节显示器直接输出 *///==声明区================================================ #include <reg51.h> // 定义8051暂存器之标头档#define KEYP P2 // 扫瞄输出端口(高位元)及键盘输入端口(低位元) #define SEG7P P0 // 7节显示器(g~a)输出埤unsigned char code TAB[17]= // 共阳7节显示器(g~a)编码{ 0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, // 数字0-40x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x98, // 数字5-90xa0, 0x83, 0xa7, 0xa1, 0x84, // 字母a-e(10-14)0x8e, 0xbf}; // 字母F(15),负号(-)unsigned char disp[4]={ 0xbf, 0xbf, 0xbf, 0xbf }; // 显示阵列初值为负号(-)unsigned char scan[4]={ 0xef, 0xdf ,0xbf ,0x7f }; // 7显示器及键盘之扫瞄码void delay1ms(int); // 声明延迟函数void scanner(void); // 声明扫瞄函数//==主程序================================================ main() // 主程序开始{ while(1) // 无穷回圈,程序一直跑scanner(); // 扫瞄键盘及显示7段显示器} // 主程序结束// === 延迟函数,延迟约x*1ms ================================void delay1ms(int x) // 防弹跳函数开始{ int i,j; // 声明整数变数ifor(i=0;i<x;i++) // 计数x次,延迟约*1msfor(j=0;j<120;j++); // 计数120次,延迟约1ms} // 防弹跳函数结束// ======= 扫瞄4*4键盘及4个7节显示器函数 ================void scanner(void) // 扫瞄函数开始{ unsigned char col,row,dig; // 声明变数(col:行,row:列,dig:颢示位)unsigned char rowkey,kcode; // 声明变数(rowkey:列键值,kcode:按键码)for(col=0;col<4;col++) // for回圈,扫瞄第col行{ KEYP = scan[col]; // 高4位输出扫瞄信号,低4位元输入列值SEG7P = disp[col]; // 输出第col行数字rowkey= ~KEYP & 0x0f;// 读入KEYP低4位，反相再清除高4位求出列键值if(rowkey != 0) // 若有按键{ if(rowkey == 0x01) row=0;// 若第0列被按下else if(rowkey == 0x02) row=1;// 若第1列被按下else if(rowkey == 0x04) row=2;// 若第2列被按下else if(rowkey == 0x08) row=3;// 若第3列被按下kcode = 4 * col + row; // 算出按键之号码for(dig = 0; dig < 3 ; dig++) // 显示阵列之左3字disp[dig]=disp[dig+1]; // 将右侧编码左移1位disp[3]=TAB[kcode]; // 键值编码後，写入最右侧while(rowkey != 0) // 当按钮未放开rowkey=~KEYP & 0x0f; // 再读入列键值} // if叙述(有按键时)结束delay1ms(4); // 延迟4ms} // for回圈结束(扫瞄col行) } // 扫瞄函数scanner()结束电路仿真图：。
