下载文档原格式
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 <reg52.h> //头文件sbit row1 = P1^0; //定义引脚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;}if(col3==0){keyvalue='6';break;} if(col4==0){keyvalue='*';break;}row3=0;row1=row2=row4=1; if(col1==0){keyvalue='1';break;} if(col2==0){keyvalue='2';break;} if(col3==0){keyvalue='3';break;} if(col4==0){keyvalue='-';break;}row4=0;row1=row2=row3=1; if(col1==0){keyvalue='C';break;} if(col2==0){keyvalue='0';break;} if(col3==0){keyvalue='=';break;} if(col4==0){keyvalue='+';break;}}return keyvalue; //返回按键值}void main() //主函数{unsigned char key;while(1) //循环读取{key = keyscan(); //调用函数}}```以上代码实现了一个简单的矩阵键盘扫描程序，可以通过调用`keyscan()`函数来获取用户所按下的具体按键值。
MCS-51单片机矩阵式键盘接口程序设计
彭波
【期刊名称】《电脑知识与技术：学术版》
【年(卷),期】2006(0)12X
【摘要】本文介绍了MCS-51单片机中所使用得键盘的基本概念,并阐述了矩阵式键盘接口的程序设计方法。
【总页数】2页(P125-126)
【关键词】单片机;键盘
【作者】彭波
【作者单位】苏州经贸职业技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP368.11
【相关文献】
1.基于MCS-51单片机的PS／2模拟键盘接口的设计研究 [J], 李克讷;蔡炳煌;刘兰兰
2.用8155作为单片机的键盘与显示接口及程序设计 [J], 苏明
3.MCS-51单片机系统键盘与显示器接口的一种设计 [J], 邵思飞
4.实用单片机讲座：手把手教你学单片机（十四）——单片机的键盘接口技术 [J], 周兴华
5.基于MCS-51的矩阵式键盘扫描程序编写难点的克服 [J], 王琳
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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。
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。
51单片机矩阵键盘设计
一、引言
AT89C51单片机矩阵键盘设计是嵌入式系统中一个重要的技术，它的
作用是以矩阵形式把外部按键与MCU相连，使得系统可以对外部的按键进
行检测和响应。
矩阵键盘设计在可编程嵌入式系统的设计中占有重要的地位，如智能交通系统、智能家居系统、航空电子系统等。
本文主要介绍了矩阵键盘设计中硬件电路的设计，包括按键、拉电阻、和矩阵编码等，同时给出系统的控制算法，使得系统可以实现有效的按键
检测和响应。
二、矩阵键盘概述
矩阵键盘是将多个按键排布成列行形式进行连接，一般来说，矩阵键
盘是由按键、拉电阻、矩阵编码器和控制器组成，按键是系统中重要的部件，其作用是将外部输入信号传递给控制器。
拉电阻起到的作用是防止按
键耦合，一般可以使用4.7KΩ拉电阻来防止按键耦合。
矩阵编码器用来
识别按键的状态，通常通过硬件把按键信号编码为数字信号，输入到处理
器或控制器。
控制器用来实现按键信号的检测，通过定义硬件定时器和软
件定时器，实现按键检测和处理。
1、硬件电路设计
应用AT89C51单片机矩阵键盘。
51单片机矩阵键盘的C语言程序与分析2009-10-17 19:25学习51单片机矩阵键盘时，我有点迷乱了，不知道是怎样处理的，经过仔细分析电路，然后终于明白其中的原理，这样的话，再看程序，就是那样的简单了。
首先看一下电路图是怎样连接的，我买的开发板上是AT89S52单片机，矩阵键盘在P3口。
接法如下图：当然上面的图的意思是P3.1~P3.3 跟P3.4~P3.7不一样的，他们是相互连接（当按下键时），组成4*4=16个键的。
如果给P3一个扫描初值的话：如0x0F ，则没有键按下时为：P3.1~P3.3为1，P3.4~P3.7为0。
如果有键按下，则情况发生变化：高电平接入低电平：如P3.3与P3.7连接的键按下，则P3.3与P3.7为0，即接地了。
则P3此时为：0000 0111，这时如果用P3&0x0F,则高四位为0，低四位保留，可以得到低四位的内容了。
通过去抖操作，即一个delay，可以得到低四位内容。
这里设为：h=P3&0x0F;如果再得到高四位内容，则可以组成一个数，来定位哪个键了。
用P3=h|0xF0;这会出现什么情况呢？1|0=1 1| 1 =1，这里难道高四位全置1 吗？不是的，当赋值后，如果有键按下的话，P3高四位不会全为1111，被拉到0了。
如P3.3与P3.7连接的键按下，则P3.3与P3.7为0，即接地了。
即：0111 0111，&F0之后，得到0111 0000,这样的话，我们得到高四位的值了，用高四位+低四位，就可以得到一个数值，确定一个键。
下面看看人家编写的程序，相信不是太难了吧。
//keyboard.c 这里的行与列的扫描，也就是把字节的8位，高四位与低四位分开来，从而确定坐标。
//行列扫描程序，可以自己定义端口和扫描方式，这里做简单介绍#include <reg52.h>//包含头文件#define uchar unsigned char#define uint unsigned intunsigned char constdofly[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//0-F，数码管来显示按下键的值。
实验四：矩阵式键盘接口设计一、实验目的1．掌握独立式按键和矩阵式键盘结构和工作原理。
2．掌握矩阵式键盘的按键识别和扫描方法。
3．掌握独立式按键和矩阵式键盘的接口电路及其编程应用。
二、实验说明键盘的接口形式有两种：独立式按键接口和矩阵式键盘接口。
独立式按键是直接用I/O口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，每个按键的工作不会影响其它I/O口的状态。
独立式按键电路配置灵活，程序设计简单，但这种键盘占用硬件资源多,每个按键必须占用一根I/O口，因此，在按键较多时，I/O 口浪费较大，不宜采用。
矩阵式键盘由行线和列线组成，按键位于行、列线的交叉点上。
一个4×4的行、列结构可以构成一个含有16个按键的键盘，显然，在按键数量较多时，矩阵式键盘较之独立式按键键盘要节省很多I/O口。
矩阵式键盘中，行、列线分别连接到按键开关的两端，行线通过上拉电阻接到＋5V 上。
当无键按下时，行线处于高电平状态；当有键按下时，行、列线将导通，此时，行线电平将由与此行线相连的列线电平决定。
这是识别按键是否按下的关键。
然而，矩阵键盘中的行线、列线和多个键相连，各按键按下与否均影响该键所在行线和列线的电平，各按键间将相互影响，因此，必须将行线、列线信号配合起来作适当处理，才能确定闭合键的位置。
识别按键的方法很多，其中，最常见的方法是扫描法。
按键按下时，与此键相连的行线与列线导通，行线在无键按下时处在高电平。
显然，如果让所有的列线也处在高电平，那么，按键按下与否不会引起行线电平的变化，因此，必须使所有列线处在低电平。
只有这样，当有键按下时，该键所在的行电平才会由高电平变为低电平。
CPU根据行电平的变化，便能判定相应的行有键按下。
在单片机应用系统中，键盘是人机对话不可缺少的组件之一。
在按键比较少时，我们可以一个单片机I/O口接一个按键，但当按键需要很多，I/O资源又比较紧张时，使用矩阵式键盘无疑是最好的选择。
