单片机教程26课单片机矩阵式键盘接口技术及程序设计
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单片机c语言程序设计---矩阵式键盘实验报告课程名称:单片机c语言设计实验类型:设计型实验实验项目名称:矩阵式键盘实验一、实验目的和要求1.掌握矩阵式键盘结构2.掌握矩阵式键盘工作原理3.掌握矩阵式键盘的两种常用编程方法,即扫描法和反转法二、实验内容和原理实验1.矩阵式键盘实验功能:用数码管显示4*4矩阵式键盘的按键值,当K1按下后,数码管显示数字0,当K2按下后,显示为1,以此类推,当按下K16,显示F。
(1)硬件设计电路原理图如下仿真所需元器件(2)proteus仿真通过Keil编译后,利用protues软件进行仿真。
在protues ISIS 编译环境中绘制仿真电路图,将编译好的“xxx.hex”文件加入AT89C51。
启动仿真,观察仿真结果。
操作方完成矩阵式键盘实验。
具体包括绘制仿真电路图、编写c源程序(反转法和扫描法)、进行仿真并观察仿真结果,需要保存原理图截图,保存c源程序,总结观察的仿真结果。
完成思考题。
三、实验方法与实验步骤1.按照硬件设计在protues上按照所给硬件设计绘制电路图。
2.在keil上进行编译后生成“xxx.hex”文件。
3.编译好的“xxx.hex”文件加入AT89C51。
启动仿真,观察仿真结果。
四、实验结果与分析void Scan_line()//扫描行{Delay(10);//消抖switch ( P1 ){case 0x0e: i=1;break;case 0x0d: i=2;break;case 0x0b: i=3;break;case 0x07: i=4;break;default: i=0;//未按下break;}}void Scan_list()//扫描列{Delay(10);//消抖switch ( P1 ){case 0x70: j=1;break;case 0xb0: j=2;break;case 0xd0: j=3;break;case 0xe0: j=4;break;default: j=0;//未按下break;}}void Show_Key(){if( i != 0 && j != 0 ) P0=table[ ( i - 1 ) * 4 + j - 1 ];else P0=0xff;}五、讨论和心得。
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。
单片机矩阵键盘的编程I/O端口输出1的端口与输出0的端口对接的时候会检验出原来的端口是0 第一个,这个是错误程序#include<reg52.h>void delay1ms(unsigned int i) //延时函数{unsigned char j;while(i--){for(j=0;j<115;j++) //1ms基准延时程序{;}}}void main(){while(1){P1=0xf0; //建立初始状态,每一行赋值0,每一列赋予1unsigned chars[16]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0 x86,0x8e}; //数码管灯unsigned int l; //分别代表作列与行unsigned int r;if(P1!=0xf0) //检验有没有按键被按下{delay1ms(15); //避免前沿抖动,延时大约15msswitch(P1) //检验有没有键盘被按下{ //如果按下了就检验是哪一列被按下了case 0x70: //p1^7被按下l=4;case 0xB0: //p1^6被按下l=3;case 0xD0: //p1^5被按下l=2;case 0xE0: //p1^4被按下l=1;default:break;}P1=0xf; 、 //每一列赋予1,每一行赋予0switch(P1) //检验哪一行的按键被按下{case 0xE: //p1^0被按下r=1;case 0xD: //p1^2被按下r=2;case 0xB://p1^3被按下r=3;case 0x7:r=4;//p1^4被按下default:break;}//已经知道哪一个按键被按下r=r*l; //得到的数在数值上等于要显示的数目P1=s8[r] //数码管亮}delay1ms(15); //避免后延抖动}}错误的地方在于P1=0xf; 、 //每一列赋予1,每一行赋予0switch(P1) //检验哪一行的按键被按下{这是因为如果没有再次判断当P1!=0XF的时候,就可能出现没有符合case之中的情况而直接运行default这种情况。
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。
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,#0FHXRL A,#0FHJZ SW1LCALL DELAY10MSJZ SW1MOV A,P3ANL 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 DELAY10MSJZ SW2MOV 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,KD MOV COUNT,#3LJMP DKKD: CJNE A,#0DH,KE MOV COUNT,#7LJMP DKKE: CJNE A,#0BH,KFLJMP 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,#20DJNZ 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;;;;;;;;;;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: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: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;{ 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;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。
单片机与键盘或按键接口设计与实现方法单片机与键盘或按键接口设计是嵌入式系统开发中常见的任务,它可以实现通过键盘或按键输入控制单片机的功能。
本文将介绍单片机与键盘或按键接口设计的基本原理和实现方法。
一、基本原理单片机与键盘或按键接口设计的基本原理是通过将键盘或按键连接到单片机的IO口,利用IO口的输入功能来获取输入信号,并进行相应的处理。
在接口设计中,常见的有行列式键盘接口和矩阵式键盘接口两种方式。
1. 行列式键盘接口行列式键盘接口是一种常见的键盘接口设计方式。
它将键盘的行线和列线通过矩阵的方式连接到单片机的IO口。
当按下某个键时,单片机通过扫描每一行或每一列的电平变化,来检测按键的触发信号。
通过扫描方式,可以确定按下的键是哪一个。
行列式键盘接口的设计步骤如下:(1)将键盘的行线和列线分别连接到单片机的IO口。
(2)将行线接入IO口的输出引脚,并设置为高电平输出状态。
(3)将列线接入IO口的输入引脚,并设置为上拉输入状态。
(4)单片机通过改变行线的输出状态,逐行扫描键盘。
具体方法是将某一行的输出引脚设置为低电平,然后扫描各列的输入引脚,检测是否有低电平表示某个键被按下。
2. 矩阵式键盘接口矩阵式键盘接口是另一种常见的键盘接口设计方式。
它将键盘的每一个按键连接到单片机的IO口,通过设置IO口的输入输出模式和状态来检测按键的触发信号。
矩阵式键盘接口的设计步骤如下:(1)将键盘的每一个按键分别连接到单片机的IO口。
(2)将IO口的输入输出模式设置为相应的模式,如输入模式或输出模式。
(3)设置IO口的状态,如上拉输入状态或输出高电平状态。
(4)根据需要,单片机不断扫描每一个IO口,检测按键的触发信号。
二、实现方法实现单片机与键盘或按键接口可以使用各种软件开发工具,如Keil、IAR等,配合相应的编程语言,如C语言或汇编语言。
下面分别介绍两种接口设计的实现方法。
1. 行列式键盘接口实现方法在行列式键盘接口设计中,需要设置IO口的输入输出状态和扫描方法。
单片机矩阵键盘设计方案一、设计目标设计一个8行8列的矩阵键盘,每个按键都有一个唯一的键码,能够正常读取用户的按键输入,并将按键对应的键码显示在LCD屏幕上。
二、硬件设计硬件设计包括键盘电路和显示电路两部分。
1.键盘电路设计矩阵键盘的硬件设计主要包括键盘矩阵、行扫描电路和列读取电路。
键盘矩阵由8行8列的按键构成,每个按键都连接到一个由二极管组成的矩阵。
行扫描电路使用8位输出的GPIO口,根据行的值来选通对应的行组。
列读取电路使用8位输入的GPIO口,根据列的值来读取对应的列组。
2.显示电路设计三、软件设计软件设计主要包括初始化设置、按键检测、键码解析和显示处理四个部分。
1.初始化设置首先需要对GPIO口进行初始化设置,将扫描行的GPIO口设置为输出模式,将读取列的GPIO口设置为输入模式。
同时需要对LCD屏幕进行初始化设置,设置显示模式、光标位置等参数。
2.按键检测循环扫描每一行,当其中一行被选通时,读取每一列的值。
如果其中一列的值为低电平,则表示对应的按键被按下。
将按下的按键的行和列的值保存下来,用于后续的键码解析。
3.键码解析根据行和列的值,通过查表的方式找到对应的键码。
将键码保存下来,用于后续的显示处理。
4.显示处理将键码传送给LCD屏幕,通过LCD屏幕的驱动芯片进行解析和显示。
根据LCD屏幕的显示方式,可以选择逐行显示或者按需显示的方式。
四、优化设计在以上基本设计方案的基础上,可以进行一些优化设计,以提高系统的性能和可靠性。
1.消除按键抖动按键在实际使用中会存在抖动现象,需要通过软件滤波来消除。
可设置一个适当的延时,当检测到按键按下后,延时一段时间再进行键码解析,只有在延时之后仍然检测到按键按下,才认为是一个有效的按键。
2.防止冲突按键由于矩阵键盘的性质,可能存在一些按键组合会产生冲突的情况。
可以通过硬件设计和软件处理来解决。
在硬件上,可以增加二极管来隔离不同的按键。
在软件上,可以通过扫描算法和按键排除的方式来避免冲突。
单片机中键盘输入接口的设计与应用案例键盘输入接口在单片机中具有重要的作用,它可以实现用户与单片机之间的信息交互。
在本文中,我们将探讨单片机中键盘输入接口的设计原理,并给出一个应用案例来展示其实际应用。
一、设计原理单片机中实现键盘输入接口的基本原理是通过矩阵键盘扫描的方式进行的。
具体步骤如下:1. 连接矩阵键盘首先,我们需要将矩阵键盘与单片机连接起来。
矩阵键盘由多个按钮组成,每个按钮有一个独特的按键码。
常见的矩阵键盘有4×4和4×3两种类型。
2. 设置引脚模式接下来,我们需要设置单片机的引脚模式,将指定的引脚配置为输入模式。
这样,我们就可以通过这些引脚来读取矩阵键盘上的按键信息。
3. 扫描按键在单片机程序中,我们需要编写代码来扫描键盘。
扫描的步骤是逐行扫描矩阵键盘,通过拉低某一行的引脚,然后读取对应列的引脚状态。
如果发现某个按键被按下,则对应的引脚状态为低电平。
4. 处理按键事件一旦检测到按键按下事件,我们就可以根据按键的按键码进行相应的处理。
这可能包括显示按键信息、执行特定的功能等。
二、应用案例为了更好地理解键盘输入接口的设计与应用,我们以一个简单的密码锁系统为例来说明。
1. 系统设计这个密码锁系统需要用户通过按下特定的按键组合来输入密码,一旦输入正确,系统会开启门锁。
2. 硬件设计我们可以选择4×4矩阵键盘作为输入设备,并连接到单片机的引脚上。
3. 程序设计我们需要编写相应的程序来实现密码锁系统的功能。
程序的主要逻辑如下:(1)初始化引脚:将矩阵键盘对应的引脚设置为输入模式。
(2)密码输入:通过扫描矩阵键盘,读取按键信息。
根据按键码将按键信息存储到一个缓冲区中。
(3)密码验证:当用户输入完整的密码后,我们需要对其进行验证。
如果密码正确,则开启门锁;否则提示密码错误。
(4)功能实现:在密码验证通过后,我们可以添加一些额外的功能,例如计时器、报警器等。
4. 系统测试完成程序编写后,我们需要将代码烧录到单片机中,并测试系统的功能。
按键矩阵识别技术实验说明如图2所示,把P1端口的8条I/O口分成4条列线4条行线交叉但不接触构成4×4键盘阵列,16个按键放置交叉位置,这样在单片机复杂系统需要较多按键时,这种接法可以节省单片机的硬件资源。
1.结合给出的电路原理图试分析4*4键盘矩阵识别原理,及LED动态扫描原理。
(6分)2.根据分析的键盘矩阵识别原理设计程序实现一下功能:当按下某个按键时在2个七段数码管上显示该按键的编号(注意考虑同时按下多个按键时程序处理过程)、按下某个按键使其弹起时对于消抖情况程序的处理。
(9分)2.0相关原理图如下:3.0实验说明本试验给了1-8键判断方法。
按1-8键中任意键,则数码管显示该键编号。
想想怎样实现1-16个键的判断显示?参考程序见程序范例。
/************************************************************************ *******************描述: 按键距阵识别技术*编写: 秦立春*版本信息: V1.0 2008年4月20日*说明: sp1,sp2,SP3跳线向右;************************************************************************* *****************/#include <reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define ON 0#define OFF 1uchar bdata OUT;sbit JDQ=OUT^0;sbit HF =OUT^1;sbit BZ =OUT^2;sbit AA =OUT^3;sbit BB =OUT^4;sbit CC =OUT^5;sbit DD =OUT^6;sbit X0=P2^0;sbit X1=P2^1;sbit X2=P2^2;sbit X3=P2^3;sbit Y0=P2^4;sbit Y1=P2^5;sbit Y2=P2^6;sbit Y3=P2^7;sbit RS=P1^7;sbit RW=P3^4;sbit E =P3^5;sbit HC574_LE=P3^3;//-----------------------------------------------------void delay(unsigned int t) // 延时函数{for(;t!=0;t--) ;}//------------------------------------------------------ void HC574(void) // 74HC574控制输出;{P0=OUT;HC574_LE=1;delay(2);HC574_LE=0;}//================================================== unsigned char Key_Scan(void){uchar a, key;P2=0xf0;if(!(Y0&&Y1&&Y2&&Y3)){P2=0xf0;delay(200);if(!(Y0&&Y1&&Y2&&Y3)){P2=0xff;X0=0;if(!(Y0&&Y1&&Y2&&Y3)){a=P2;a=(a&0xf0+0x0e);goto pp1;}P2=0xff;X1=0;if(!(Y0&&Y1&&Y2&&Y3)){a=P2;a=(a&0xf0+0x0d);goto pp1;} P2=0xff;X2=0;if(!(Y0&&Y1&&Y2&&Y3)){a=P2;a=(a&0xf0+0x0b);goto pp1;} P2=0xff;X3=0;if(!(Y0&&Y1&&Y2&&Y3)){a=P2;a=(a&0xf0+0x07);goto pp1;} }else a=0xff;}else a=0xff;pp1: key=a;return key;}//-----------------------------------------------------------uchar key(void){uchar k, KEY;KEY=0xff;k=Key_Scan();if(k!=0xff){while(k==Key_Scan());switch(k) // 键码{case 0x7e: KEY=0x04;break; // 4case 0x7d: KEY=0x08;break; // 8case 0x7b: KEY=0x0b;break; //case 0x77: KEY=0x0f;break; //case 0xbe: KEY=0x03;break; // 3case 0xbd: KEY=0x07;break; // 7case 0xbb: KEY=0x0a;break; //case 0xb7: KEY=0x0e;break; //case 0xde: KEY=0x02;break; // 2case 0xdd: KEY=0x06;break; // 6case 0xdb: KEY=0x00;break; // 0case 0xd7: KEY=0x0d;break; //case 0xee: KEY=0x01;break; // 1case 0xed: KEY=0x05;break; // 5case 0xeb: KEY=0x09;break; // 9case 0xe7: KEY=0x0c;break; //default: KEY=0xff;break; // 无键按下}}return KEY;}main(){uchar code shu[12]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,//0,1,2,3,4,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,//5,6,7,8,9,0x00,0xff}; //灭共阳极数码管显示段码 uchar i,k;uchar display[2]={0xff,0xff};RS=0; RW=0; E=0;OUT=0;HC574();delay(60000);while(1){k=key();if(k<=0x0f){display[0]=k/10;display[1]=k%10;}for(i=0;i<2;i++){P1=(~(0X01<<i))&0X7F; P0=shu[display[i]]; delay(100);}}}。
单片机键盘显示接口电路设计设计单片机键盘显示接口电路,需要考虑到键盘输入与显示输出两个方面。
以下是一个简单的设计示例,供参考:键盘通常采用矩阵键盘连接电路的方式,通过扫描矩阵的方式读取键盘输入信息。
以下是矩阵键盘接口电路的设计流程:1.确定键盘的规格和类型:键盘一般有正方形、矩形、圆形等几种形状,需要根据键盘的规格和类型选择适合的扫描方式。
2.确定键盘的逻辑矩阵大小:根据键盘的布局和规格,确定键盘的逻辑矩阵的行和列数,例如4行4列。
3.确定键盘的连接方式:键盘的连接方式一般有行列扫描、列行扫描、行列+列行扫描等几种方式,需要根据键盘的输出信号特点和单片机的输入要求进行适当的选择。
4.设计按键输入的译码电路:将键盘的输出信号通过译码电路解码成易于读取的二进制数,以便单片机的输入端口读取。
显示输出接口电路设计一般有两种方式:数码管和液晶显示。
1.数码管显示电路设计:数码管是通过控制各个数码管的段选和位选,实现数字或字符的显示。
以下是数码管显示电路的设计流程:a.确定显示的数字或字符类型:根据设计需求,确定要显示的数字或字符类型,例如整数、小数、字母等。
b.确定数码管的位数和类型:根据显示需求,确定数码管的位数和类型,有共阴数码管和共阳数码管两种类型,需要选择适合的数码管。
c.设计数码管的译码电路:根据数码管的类型和位数,设计数码管的译码电路,将输入的数字或字符转换为控制各个数码管的段选和位选的电信号。
2.液晶显示电路设计:液晶显示器是一种常见的显示设备,通过控制液晶的极性来实现图形和字符的显示。
以下是液晶显示电路设计的流程:a.确定显示的内容类型:根据设计需求,确定要显示的内容,例如字符、图像等。
b.选择适合的液晶显示器:根据显示的内容和要求,选择适合的液晶显示器,有字符型液晶显示器和图形型液晶显示器两种类型。
c.设计液晶的驱动电路:根据液晶显示器的类型和特性,设计液晶的驱动电路,将输入的数字或字符转换为控制液晶的电信号。
单片机与矩阵键盘接口电路设计实验报告姓名:林蔼龄学号:1060601007班级:10级物理系电子信息工程A班单片机与矩阵键盘接口电路设计实验报告一:实验内容使用单片机的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。
二:电路图三:程序流程图四:程序org 0000hljmp mainmain:mov p1,#0fh;列线输出0,行线设为输入mov a,p1;读P1口anl a,#0fh;屏蔽高4位,留下行线状态cjne a,#0fh,look;有按键按下,转lookret;无按键按下,返回主程序look:lcall dlay10;延时10msmov a,p1;读P1口anl a,#0fh;屏蔽高4位,留下行线状态cjne a,#0fh,rank ;确认键已按稳,转RANK ljmp main;是抖动,未按稳,重新扫描rank:mov r2,#00h ;窜键标志寄存器请0mov r3,#04h ;查列次数mov r4,#0f7h ;列扫描字初值mov r5,#0ffh ;列号处值rloop1:inc r5 ;开始列扫描,列号加1mov a,r4 ;列扫描字送Arl a ;列扫描字左移一位mov r4,a ;暂存列扫描字mov p1,a ;送出列扫描字mov a,p1 ;读P1口anl a,#0fh ;屏蔽高4位,留下行线状态cjne a,#0fh,next1 ;当前列有键按下,转next1rloop2:djnz r3,rloop1 ;列扫描未完,继续sjmp line ;列扫描完,转行扫描next1:inc r2 ;窜键标志加1mov 20h,r5 ;暂存有按键的列号sjmp rloop2 ;继续列扫描line:cjne r2,#01h,main ;若已窜键,转main,重新扫描mov r2,#00h ;开始查行,窜键标志寄存器清0mov r3,#04h ;行扫描次数mov r6,#0ffh ;行号初值mov p1,#0fh ;列线送0,准备读行线mov a,p1 ;读P1口,获取行线状态lloop1:inc r6 ;行号加1rrc a ;从第0行开始,判断有无按键jnc next2 ;本行有按键,转next2lloop2:djnz r3,lloop1 ;无按键,继续查下一行sjmp next3 ;查完,转next3next2:inc r2 ;窜键标志加1mov 21h,r6 ;暂存有按键的行号sjmp lloop2 ;继续行扫描next3:cjne r2,#01h,main ;若窜键,转main,重新扫描gainky:mov a,21h ;无窜键,取出行号mov b,#04h ;键盘列数mul ab ;行号*键盘列数add a,20h ;乘积与列号相加,得到键号mov b,#03h;为执行键处理程序做准备mul ab ;键号*3mov dptr,#ptab ;键处理程序表首地址送DPTRjmp @a+dptr ;散转至与键号对应的键处理程序ptab:ljmp prog0;键处理程序表ljmp prog1ljmp prog2ljmp prog3ljmp prog4ljmp prog5ljmp prog6ljmp prog7ljmp prog8ljmp prog9ljmp prog10ljmp prog11ljmp prog12ljmp prog13ljmp prog14ljmp prog15prog0:mov p2,#3fhretprog1:mov p2,#06hretprog2:mov p2,#5bhretprog3:mov p2,#4fhretprog4:mov p2,#66hretprog5:mov p2,#6dhretprog6:mov p2,#7dhretprog7:mov p2,#07hretprog8:mov p2,#7fhretprog9:mov p2,#6fhretprog10:mov p2,#77hretprog11:mov p2,#7chretprog12:mov p2,#39hretprog13:mov p2,#5ehretprog14:mov p2,#79hretprog15:mov p2,#71hretdlay10:mov r0,#100 ;约10ms延时dlay1:mov r1,#50dlay2:djnz r1,dlay2djnz r0,dlay1retend五:实验结果当矩阵键盘的3号键被按下时,P2口的七段数码管显示的数据为3.如下图1所以:图1当矩阵键盘的A号键被按下时,P2口的七段数码管显示的数据为A.如下图2所以:图2当矩阵键盘的D号键被按下时,P2口的七段数码管显示的数据为d.如下图3所以:图3当矩阵键盘的F号键被按下时,P2口的七段数码管显示的数据为F.如下图4所以:图4。
引言概述:
单片机控制的矩阵键盘已经成为现代电子设备中常见的输入方式之一。
该键盘具有结构简单、易于实现和使用方便等优点,广泛应用于各种电子产品中。
本文将对单片机控制的矩阵键盘的原理、设计和应用进行详细阐述。
正文内容:
一、矩阵键盘的原理
1.1矩阵键盘的基本结构
1.2矩阵键盘的电路连接方式
1.3矩阵键盘的工作原理
二、单片机控制的矩阵键盘的设计
2.1单片机的选择和配置
2.2键盘扫描算法的设计
2.3矩阵键盘的接口设计
2.4程序的编写和调试
2.5键盘输入的处理和应用
三、单片机控制的矩阵键盘的应用
3.1家电控制系统中的使用
3.2工控设备中的应用
3.3智能家居中的应用
3.4安防系统中的应用
3.5医疗设备中的应用
四、单片机控制的矩阵键盘的优缺点
4.1优点:
4.1.1结构简单,易于实现
4.1.2使用方便,操作灵活
4.1.3成本低廉,适合大规模生产
4.2缺点:
4.2.1键盘数量限制
4.2.2受到干扰可能导致误触发
五、单片机控制的矩阵键盘的发展趋势
5.1多功能键盘的设计
5.2无线键盘与蓝牙技术的结合
5.3舒适性与人机工程学的结合
5.4智能化与技术的应用
总结:
单片机控制的矩阵键盘是一种常见的输入方式,具有结构简单、易于实现和使用方便等优点。
本文对其原理、设计和应用进行
了详细阐述。
随着技术的不断发展,矩阵键盘在功能、无线化、舒适性和智能化方面也有了较大的进步和应用。
相信在未来,单片机控制的矩阵键盘将继续发挥重要作用,并与其他技术相结合,满足人们对输入设备的更高要求。
单片机教程26课:单片机矩阵式键盘接口技术及程序设计
发布:2009-4-04 22:40 | 作者:hnrain | 查看:885 次
在单片机系统中键盘中按钮数量较多时,为了减少I/O 口的占用,常常将按钮排列成矩阵形式,如图1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,而是通过一个按钮加以连接。
这样,一个端口(如P1 口)就能组成
4*4=16个按钮,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能组成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。
<单片机矩阵式键盘接口技术及编程接口图>
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,上图中,列线通过电阻接正电源,并将行线所接的单片机的I/O 口作为输出端,而列线所接的I/O 口则作为输入。
这样,当按钮没有按下时,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。
具体的识别及编程办法如下所述。
矩阵式键盘的按钮识别办法
确定矩阵式键盘上何键被按下介绍一种行扫描法”
行扫描法行扫描法又称为逐行(或列)扫描查询法,是一种最常用的按钮识别办法,如上图所示键盘,介绍过程如下。
判断键盘中有无键按下将全部行线Y0-Y3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个按钮之中。
若所有列线均为高电平,则键盘中无键按下。
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。
其办法是: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。
在确定某根行线位置为低电平后,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钮就是闭合的按钮。
下面给出一个具体的例程:
图仍如上所示。
8031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位。
列线P1.0-P1.3分别接有4个上拉电阻到正电源+5V,并把列线P1.0-P1.3设置为输入线,行线P1.4-P .17设置为输出线。
4根行线和4根列线形成16个相交点。
检测当前是否有键被按下。
检测的办法是P1.4-P1.7输出全0” 读取P1.0-P1.3的状态,若P1.0-P1.3为全1 ”则无键闭合,不然有键闭合。
去除键抖动。
当检测到有键按下后,延时一段时间再做下一步的检测判断。
若有键被按下,应识别出是哪一个键闭合。
办法是对键盘的行线进行扫描。
P1.4-P1.7按下述4种组合依次输出:
P1.7 1 1 1 0
P1.6 1 1 0 1
P1.5 1 0 1 1
P1.4 0 1 1 1
在每组行输出时读取P1.0-P1.3,若全为1 ”则表示为0 ”这一行没有键闭合,不然有键闭合。
由此得到闭合键的行值和列值,然后可采用计算法或查表法将闭合键的行值和列值转换成所定义的键值
为了保证键每闭合一次CPU仅作一次处理,必须却除键释放时的抖动。
《单片机矩阵式键盘接口技术及编程》
键盘扫描程序:
从以上分析得到单片机键盘扫描程序的流程图如图2所示。
程序如下SCAN: MOV P1,#OFH
MOV A,P1
ANL A,#0FH
CJNE A,#0FH,NEXT1
SJMP NEXT3
NEXT1: ACALL D20MS
MOV A,#0EFH
NEXT2: MOV R1,A
MOV P1,A
MOV A,P1
ANL A,#0FH
CJNE A,#0FH,KCODE;
MOV A,R1
SETB C
RLC A
JC NEXT2
NEXT3: MOV R0,#00H
RET
KCODE: MOV B,#0FBH
NEXT4: RRC A
INC B
JC NEXT4
MOV A,R1
SWAP A
NEXT5: RRC A
INC B
INC B
INC B
INC B
JC NEXT5
NEXT6: MOV A,P1
ANL A,#0FH
CJNE A,#0FH,NEXT6
MOV R0,#0FFH
RET
键盘处理程序就作这么一个简单的介绍,实际上,键盘、显示处理是很复杂的,它一般占到一个应用程序的大部份代码,可见其重要性,但说到,这种复杂并不来自于单片机的本身,而是来自于操作者的习惯等等问题,因此,在编写键盘处理程序之前,最好先把它从逻辑上理清,然后用适当的算法表示出来,最后再去写代码,这样,才能快速有效地写好代码。
到本课为止,本站教程暂告一个段落!。