基于51单片机4乘4矩阵键盘的设计

单片机原理及接口技术课程设计报告设计题目：计算器设计信息与电气工程学院二零一三年七月计算器设计单片机体积小，功耗小，价格低，用途灵活，无处不在，属专用计算机。

是一种特殊器件，需经过专门学习方能掌握应用，应用中要设计专用的硬件和软件。

近年来，单片机以其体积小、价格廉、面向控制等独特优点，在各种工业控制、仪器仪表、设备、产品的自动化、智能化方面获得了广泛的应用。

与此同时，单片机应用系统的可靠性成为人们越来越关注的重要课题。

影响可靠性的因素是多方面的，如构成系统的元器件本身的可靠性、系统本身各部分之间的相互耦合因素等。

其中系统的抗干扰性能是系统可靠性的重要指标。

数学是科技进步的重要工具，数据的运算也随着科技的进步越发变得繁琐复杂，计算器的出现可以大大解放人在设计计算过程中的工作量，使计算的精度、速度得到改善，通过msc51单片机，矩阵键盘和LED数码管可以实现简单的四位数的四则运算和显示，并当运算结果超出范围时予以报错。

注：这一部分主要描述题目的背景和意义，对设计所采取的主要方法做一下简要描述。

字数不要太多，300-500字。

另注：本文要当做模板使用，不要随意更改字体、字号、行间距等，学会使用格式刷。

文中给出的各项内容都要在大家的报告中体现，可采用填空的方式使用本模板。

1. 设计任务结合实际情况，基于AT89C51单片机设计一个计算器。

该系统应满足的功能要求为：(1) 实现简单的四位十进制数字的四则运算；(2) 按键输入数字，运算法则；(3) LED数码管移位显示每次输入的数据和运算结果；(4) 当运算结果超出范围时实现报错。

主要硬件设备：AT89C51单片机、LED数码管、矩阵键盘。

注：这一部分需要写明系统功能需求，用到的主要硬件（参考实验箱的说明书）。

2. 整体方案设计计算器以AT89C51单片机作为整个系统的控制核心，应用其强大的I/O功能和计算速度，构成整个计算器。

通过矩阵键盘输入运算数据和符号，送入单片机进行数据处理。

《单片机原理及应用》课程设计题目：4×4矩阵式键盘与单片机连接与编程专业：测控技术与仪器班级：机电082-1 姓名：学号：指导老师：组员：( 2011.7 .13)目录第1节引言 (2)1.1 4*4矩阵式键盘系统概述 (2)1.2 本设计任务和主要内容 (3)第2节系统主要硬件电路设计 (4)2.1 单片机控制系统原理 (4)2.2 单片机主机系统电路 (5)2.2.1 时钟电路 (8)2.2.2 复位电路 (8)2.2.3 矩阵式键盘电路 (8)2.3 译码显示电路 (9)第3节系统软件设计 (13)3.1 软件流程图 (13)3.2 系统程序设计 (14)第4节结束语 (17)参考文献 (18)第一节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。

1.1 4*4矩阵式键盘识别显示系统概述矩阵式键盘模式以N个端口连接控制N*N个按键，实时在LED数码管上显示按键信息。

显示按键信息，既降低了成本，又提高了精确度，省下了很多的I/O端口为他用，相反，独立式按键虽编程简单，但占用I/O口资源较多，不适合在按键较多的场合应用。

并且在实际应用中经常要用到输入数字、字母、符号等操作功能，如电子密码锁、电话机键盘、计算器按键等，至少都需要12到16个按键，在这种情况下如果用独立式按键的话，显然太浪费I/O端口资源，为了解决这一问题，我们使用矩阵式键盘。

矩阵式键盘简介：矩阵式键盘又称行列键盘，它是用N条I/O线作为行线，N条I/O线作为列线组成的键盘。

在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键。

这样键盘上按键的个数就为N*N个。

这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。

基于51单片机的4×4矩阵键盘电子琴基于51单片机的4×4矩阵键盘电子琴前些日子，做而论道写了一篇关于单片机发音的文章，后来，就不断有网友来电询问单片机电子琴的设计方法。

以前制作过一个24键（独立按键）的，程序是用汇编语言写的，估计多数人看不了。

下面，把新设计的16按键的电子琴，公布给网友。

电路图如下：图片链接：/picture/detail/b05f67dd8b5c82da3af4 83a4f974902b5660a0da制作说明：单片机采用51系列的都行，AT89C2051也可；图中没有画出复位和晶振电路，实际制作时，不可省略，晶振可以使用11.0592或12MHz；扬声器应该按照图中给出的附图加上驱动电路；显示器及七段译码器不接，单片机电子琴也可以正常工作。

74LS47 和数码管之间，应该接上“限流电阻”，约470 欧姆即可。

Ｃ语言程序如下：/************************************************************* * 程序功能 : 对4×4矩阵键盘进行扫描，显示键值和输出音响**************************************************************/ #include <reg51.h>#include <intrins.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit SPK = P3^7; //P3.7外接扬声器uint FreqTemp;unsigned int code Freqtab[] = { //定时半周期的初始值64021,64103,64260,64400, //低音3 4 5 664524,64580,64684,64777, //低音7,中音1 2 364820,64898,64968,65030, //中音4 5 6 765058,65110,65157,65178}; //高音1 2 3 4//关于半周期的初始值与频率的关系，可见：///do_sermon/item/8cff22baf5142245bb 0e1247/************************************************************* * 函数功能 : 用扫描法读 P1 外接4×4 键盘* 函数返回 : 按下键：返回0~15、如无键按下：返回16**************************************************************/ uchar Keyscan(void){uchar i, j, temp, Buffer[4] = {0xfe, 0xfd, 0xfb, 0xf7};for(j = 0; j < 4; j++) { //循环四次，扫描四行P1 = Buffer[j]; //在低四位分别输出一个低电平_nop_();temp = 0x80; //计划先读出P1.7位for(i = 0; i < 4; i++) { //循环四次，检查四列if(!(P1 & temp)) { //从高四位，截取1位return (i + j * 4); //返回取得的按键值}temp >>= 1; //换右边一位} }return 16; //没有键按下就返回16}/************************************************************** * 函数功能 : 将参数分成十位、个位，分别显示到P2* 输入 : k (键盘数值)*************************************************************** /void Display(uchar k){P2 = ((k / 10) << 4) + (k % 10);}/************************************************************** * 主函数*************************************************************** /void Main(void){uchar Key_Value = 16, Key_Temp1, Key_Temp2;//读出的键值TMOD = 0x01; //T0定时方式1ET0 = 1; //允许T0中断EX0 = 1; //允许X0中断EA = 1;while(1) {TR0 = 0; //暂不发音Key_T emp1 = Keyscan(); //读入按键if(Key_Temp1 != 16) { //有键按下Display(Key_Value); //显示键值、延时消抖Key_T emp2 = Keyscan(); //再读一次if (Key_Temp1 == Key_T emp2) {//两次相等Key_Value = Key_T emp1; //就确认下来FreqTemp = Freqtab[Key_Value]; //根据键值，取出定时半周期的初始值Display(Key_Value); //显示TR0 = 1; //启动定时器，发音while (Keyscan() < 16); //等待释放SPK = 1; //停止发音} } } }//===================================== ==========void T0_INT(void) interrupt 1{TL0 = FreqTemp; //载入定时半周期的初始值TH0 = FreqTemp >> 8;SPK = ~SPK; //发音}//===================================== ==========#单片机有关。

4×4矩阵键盘51单片机识别实验与程序1．实验任务如图4.14.2所示，用AT89S51的并行口P1接4×4矩阵键盘，以P1.0－P1.3作输入线，以P1.4－P1.7作输出线；在数码管上显示每个按键的“0－F〞序号。

对应的按键的序号排列如图4.14.1所示图4.14.12．硬件电路原理图图4.14.23．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“4*4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4.14.3C语言源程序*include <AT89*51.H>unsigned char code table[]={0*3f,0*06,0*5b,0*4f,0*66,0*6d,0*7d,0*07,0*7f,0*6f,0*77,0*7c,0*39,0*5e,0*79,0*71};unsigned char temp;unsigned char key;unsigned char i,j;void main(void) {while(1){P3=0*ff;P3_4=0;temp=P3;temp=temp & 0*0f; if (temp!=0*0f) {for(i=50;i>0;i--) for(j=200;j>0;j--); temp=P3;temp=temp & 0*0f; if (temp!=0*0f) {temp=P3;temp=temp & 0*0f; switch(temp){case 0*0e:key=7;break;case 0*0d:key=8;break;case 0*0b:key=9;break;case 0*07:key=10;break;}temp=P3;P1_0=~P1_0;P0=table[key]; temp=temp & 0*0f; while(temp!=0*0f) {temp=P3;temp=temp & 0*0f; }}}P3=0*ff;P3_5=0;temp=P3;temp=temp & 0*0f; if (temp!=0*0f) {for(i=50;i>0;i--) for(j=200;j>0;j--); temp=P3;temp=temp & 0*0f; if (temp!=0*0f) {temp=P3;temp=temp & 0*0f; switch(temp){case 0*0e:key=4;break;case 0*0d:break;case 0*0b:key=6;break;case 0*07:key=11;break;}temp=P3;P1_0=~P1_0;P0=table[key]; temp=temp & 0*0f; while(temp!=0*0f) {temp=P3;temp=temp & 0*0f; }}}P3=0*ff;temp=P3;temp=temp & 0*0f; if (temp!=0*0f) {for(i=50;i>0;i--) for(j=200;j>0;j--); temp=P3;temp=temp & 0*0f; if (temp!=0*0f) {temp=P3;temp=temp & 0*0f; switch(temp){case 0*0e:key=1;break;case 0*0d:key=2;break;case 0*0b:break;case 0*07:key=12;break;}temp=P3;P1_0=~P1_0;P0=table[key]; temp=temp & 0*0f; while(temp!=0*0f) {temp=P3;temp=temp & 0*0f; }}}P3=0*ff;P3_7=0;temp=P3;temp=temp & 0*0f;if (temp!=0*0f) {for(i=50;i>0;i--) for(j=200;j>0;j--); temp=P3;temp=temp & 0*0f; if (temp!=0*0f) {temp=P3;temp=temp & 0*0f; switch(temp){case 0*0e:key=0;break;case 0*0d:key=13;break;case 0*0b:key=14;break;case 0*07:key=15;break;}temp=P3;P1_0=~P1_0;P0=table[key]; temp=temp & 0*0f; while(temp!=0*0f) {temp=P3;temp=temp & 0*0f; }}}}}。

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。

课程设计报告书设计名称：单片机原理与应用题目：数码管显示4X4矩阵键盘按键号专业：计算机科学与技术日期：2012 年6月 11日一．设计目的：1) 了解单片机系统实现LED动态显示的原理及方法；2) 较为详细了解8051芯片的性能；3) 能够了解到单片机系统的基本原理，了解单片机控制原理；4) 掌握AT89C51程序控制方法；5) 掌握AT89C51 C语言中的设计和学会分析程序，进而能够根据自己的需要编写代码；6) 掌握4X4矩阵式键盘程序识别原理；7) 掌握4X4矩阵式键盘的设计方法；8) 学习键盘的扫描方式和应用程序设计；9) 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；10) 能够按课程设计的要求编写课程设计报告，能够正确反映设计和实验成果。

二．设计要求与主要内容：设计要求：单片机的P1口P1.0～P1.7连接4X4矩阵键盘，P0口控制一只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”，二号按下的时候，数码管显示“2”，14号键按下时，数码管显示“E”等等。

主要内容：1)4×4矩阵键盘程序识别原理。

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。

矩阵的行线和列线都连接到AT89C51中，通过按键K0～K16，来在数码管显示不同的值。

实验步骤：1) 启动keiuvision3 2)新建工程命名为单片机的C语言设计与应用3)新建文件并另存为C51c.c 4)在SourceGroop1导入文件 5)编写代码，并生成C语言设计与应用.hex文件。

6)在Proteus中设计电路图7) 将keil与Proteus联机调试,记下实验记录，得出实验结果。

三．设计程序原理：（包含仿真图和流程图）1）主程序流程图2）程序流程图 若无按键按下若无按键按下若无按键按下若无按键按下结束，返回3）仿真图四．程序代码#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int//段码ucharcodeDSY_CODE[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90, 0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0x00};sbit BEEP=P3^7;//上次按键和当前按键的序号，该矩阵中序号范围 0~15，16 表示无按键uchar Pre_KeyNo=16,KeyNo=16;//延时void DelayMS(uint x){ uchar i;while(x--) for(i=0;i<120;i++);}//矩阵键盘扫描void Keys_Scan(){ uchar Tmp;P1=0x0f; //高 4 位置 0，放入 4 行DelayMS(1);Tmp=P1^0x0f; //按键后 0f 变成 0000XXXX，X 中一个为 0，3 个仍为1，通过异或把3个1变为 0，唯一的0变为1switch(Tmp) //判断按键发生于 0~3 列的哪一列{ case 1: KeyNo=0;break;case 2: KeyNo=1;break;case 4: KeyNo=2;break;case 8: KeyNo=3;break;default:KeyNo=16; //无键按下}P1=0xf0; //低 4 位置 0，放入 4 列DelayMS(1);Tmp=P1>>4^0x0f; //按键后 f0 变成 XXXX0000，X 中有 1 个为 0，三个仍为 1；高4位转移到低 4 位并异或得到改变的值switch(Tmp) //对 0~3 行分别附加起始值 0，4，8，12{case 1: KeyNo+=0;break;case 2: KeyNo+=4;break;case 4: KeyNo+=8;break;case 8: KeyNo+=12;}}//蜂鸣器void Beep(){uchar i;for(i=0;i<100;i++){ DelayMS(1);BEEP=~BEEP;}BEEP=0; }//主程序void main(){ P0=0x00;BEEP=0;while(1){ P1=0xf0;if(P1!=0xf0) Keys_Scan(); //获取键序号if(Pre_KeyNo!=KeyNo){ P0=~ DSY_CODE[KeyNo];Beep();Pre_KeyNo=KeyNo;}DelayMS(100);} }五．实验结果：当按键按下k0，显示管显示0，当按键按下k1时显示1，显示管可以显示1,2,3,4,5,6,7,8,9，A,B,C,D,F.六．实验体会：这次的实验提高了我的设计能力与对电路的分析能力。

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矩阵键盘扫描汇编程序(基于51单片机)// 程序名称：4-4keyscan.asm;// 程序用途：4*4矩阵键盘扫描检测;// 功能描述：扫描键盘，确定按键值。

程序不支持双键同时按下，;// 如果发生双键同时按下时，程序将只识别其中先扫描的按键;// 程序入口：void;// 程序出口：KEYNAME，包含按键信息、按键有效信息、当前按键状态;//================================================================== ====PROC KEYCHKKEYNAME DATA 40H ;按键名称存储单元;(b7-b5纪录按键状态，b4位为有效位，;b3-b0纪录按键)KEYRTIME DATA 43H ;重复按键时间间隔SIGNAL DATA 50H ;提示信号时间存储单元KEY EQU P3 ;键盘接口(必须完整I/O口) KEYPL EQU P0.6 ;指示灯接口RTIME EQU 30 ;重复按键输入等待时间KEYCHK:;//=============按键检测程序========================================= ====MOV KEY,#0FH ;送扫描信号MOV A,KEY ;读按键状态CJNE A,#0FH,NEXT1 ;ACC<=0FH; CLR C ;Acc等于0FH，则CY为0，无须置0NEXT1:; SETB C ;Acc不等于0FH，则ACC必小于0 FH，;CY为1，无须置1MOV A,KEYNAMEANL KEYNAME,#1FH ;按键名称屏蔽高三位RRC A ;ACC带CY右移一位，纪录当前按键状态ANL A,#0E0H ;屏蔽低五位ORL KEYNAME,A ;保留按键状态;//=============判别按键状态，决定是否执行按键扫描=================== =====CJNE A,#0C0H,NEXT2 ;110按键稳定闭合，调用按键检测子程序SJMP KEYSCANNEXT2:CJNE A,#0E0H,NEXT3 ;111按键长闭合，重复输入允许判断SJMP WAITNEXT3:CJNE A,#0A0H,EXIT ;101干扰，当111长闭合处理ORL KEYNAME,#0E0HWAIT:MOV A,KEYRTIMEJNZ EXIT ;时间没到，退出;//=============键盘扫描程序========================================= =====KEYSCAN:MOV R1,#0 ;初始化列地址MOV R3,#11110111B ;初始化扫描码LOOP:MOV A,R3RL AMOV R3,A ;保留扫描码MOV KEY,A ;送扫描码MOV A,KEY ;读键盘ORL A,#0F0H ;屏蔽高四位CJNE A,#0FFH,NEXT31 ;A不等于FFH，说明该列有按键动作INC R1 ;列地址加1,准备扫描下一列CJNE R1,#4,LOOP ;列地址不等于4，扫描下一列SJMP EXIT ;没有按键，退出;//=============按键判断对应位等于零，说明该行有按键按下============= =====NEXT31:JB ACC.0,NEXT32MOV R2,#0 ;第0行有按键SJMP NEXT5NEXT32:JB ACC.1,NEXT33MOV R2,#1 ;第1行有按键SJMP NEXT5NEXT33:JB ACC.2,NEXT34MOV R2,#2 ;第2行有按键SJMP NEXT5NEXT34:MOV R2,#3 ;第3行有按键NEXT5: ;计算按键地址MOV A,R1RL ARL A ;列地址乘4(每列对应4行)ADD A,R2 ;加行地址MOV DPTR,#KEYTABMOVC A,@A+DPTRANL KEYNAME,#0E0HORL KEYNAME,A ;送按键(送值的时候已经置按键有效)MOV KEYRTIME,#RTIME ;送重复按键等待时间CLR KEYPL ;打开指示灯MOV SIGNAL,#10 ;送信号提示时间(每次按键闪10 0ms)EXIT:MOV KEY,#0FFH ;置键盘接口高电平RET ;退出;//=============按键名称表=========================================== =====KEYTAB:DB 1AH ;扫描码0，对应A ************************************ ******DB 1BH ;扫描码1，对应B ** **DB 1CH ;扫描码2，对应C ** I/O口 PX.4 PX.5 PX.6 PX.7 **DB 1DH ;扫描码3，对应D ** **DB 11H ;扫描码4，对应1 ** PX.0 A(0) 1(4) 2(8) 3 (C) **DB 14H ;扫描码5，对应4 ** **DB 17H ;扫描码6，对应7 ** PX.1 B(1) 4(5) 5(9) 6 (D) **DB 1EH ;扫描码7，对应E ** **DB 12H ;扫描码8，对应2 ** PX.2 C(2) 7(6) 8(A) 9 (E) **DB 15H ;扫描码9，对应5 ** **DB 18H ;扫描码A，对应8 ** PX.3 D(3) E(7) 0(B) F(F) **DB 10H ;扫描码B，对应0 ** **DB 13H ;扫描码C，对应3 ************************************ ******DB 16H ;扫描码D，对应6DB 19H ;扫描码E，对应9DB 1FH ;扫描码F，对应FEND第二种解法ORG 0000HSTART: MOV R0,#00H ;初始化程序，开始的延时是为了使硬件能够准备好DJNZ R0,$LOOP: MOV SP,#60HCALL KEYDISPLAY:MOV A,R4MOV DPTR,#TABLE ;定义字形表的起始地址MOVC A,@A+DPTR ;TABLE为表的起始地址MOV P2,ASJMP LOOP;子程序内容，P1口的低四位为行线，高四位为列线KEY: PUSH PSWPUSH ACCMOV P1,#0F0H ;令所有的行为低电平，全扫描字-P1.0-P1.3,列为输入方式;这一段只是验证有键按下，并不能判断是哪一行MOV R7,#0FFH ;设置计数常数，作为延时KEY1: DJNZ R7, KEY1MOV A,P1 ;读取P1口的列值ANL A,#0F0H ;判别有键值按下吗(当有键按下时，P1口的高四位就不全为1了，底四位还是都为0的);这个地方进行相或的原因，是因为要把底四位的0000变成1111，以便下一步进行求反ORL A,#0FH //这个地方原版上没有，这是又加了，如果不加的的话，是不对的********CPL A ;求反后，有高电平就有键按下JZ EKEY;累加器为0则转移(意为求反后本来全为0的，如果有键按下时，求反后高四位就有1了)，退出LCALL DEL20ms ;有键按下，进行处理;下面进行行行扫描，1行1行扫SKEY: MOV A,#00HMOV R0,A ;R0作为行计数器，开始初值为0MOV R1,A ;R1作为列计数器，开始初值为0MOV R2,#0FEH ;R2作为扫描暂存字，开始初值为1111 1110，（第四位作为行扫描字）SKEY2: MOV A,R2MOV P1,A ;输出行扫描字，1111 1110NOPNOPNOP ;3个NOP操作使P1口输出稳定MOV A,P1 ;读列值（和开始一样）MOV R1,A ;暂存列值（第一次为**** 1110，既高四位有一位"可能"会为0）ANL A,#0F0H ;取高四位，ORL A,#0FH ;使第四位全部置1CPL ABIAOZHI:JNZ SKEY3 ;累加器为非0则转移指令（意思是判断到按键在这一行），转去处理INC R0 ;如果按键没在这一行，行计数器加1SETB C ;进位标志位加1，为了在左移的时候开始的低位0不在出现在低（循环一圈后）MOV A,R2RLC A ;带进位左移1位（形成下一行扫描字，再次扫描）MOV R2,AMOV A,R0;把加1后的行计数器R0和总共扫描次数（4次比较）CJNE A,#04H,SKEY2 ;(扫描完了么)书本上这个地方也有错误，书本上写的是：SKEY1AJMP EKEY ;如果没有的话，退出;有键按下后行扫描过后，此为确列行SKEY3: MOV A,R1 ;JNB ACC.4,SKEY5 ;直接寻址位为0咋转移指令JNB ACC.5,SKEY6JNB ACC.6,SKEY7JNB ACC.7,SKEY8AJMP EKEY //我自己感觉到这命令没有用处SKEY5: MOV A,#00H ;存0列号MOV R3,AAJMP DKEYSKEY6: MOV A,#01H ;存1列号MOV R3,AAJMP DKEYSKEY7: MOV A,#02H ;存2列号MOV R3,AAJMP DKEYSKEY8: MOV A,#03H ;存3列号MOV R3,AAJMP DKEY;取出具体的行号，再加上列号，最终确认按键的号码DKEY: //MOV R4,#00HMOV A,R0MOV B,#04HMUL AB ;让行号*4，第四位放在A中（总共就4行，相乘后一定<16,也就是只有第四位有值）ADD A,R3 ;让行号和列号相加，最终确认任按键的具体号MOV R4,AEKEY: POP ACCPOP PSWRET ;按键扫描处理函数DEL20ms:MOV R7,#2DL2: MOV R6,#18DL1: MOV R5,#255DJNZ R5,$DJNZ R6,DL1DJNZ R7,DL2RET;此为共阴极数码管的数字表TABLE: DB 3FH ;0DB 06H ;1DB 5BH ;2DB 4FH ;3DB 66H ;4DB 6DH ;5DB 7DH ;6DB 27H ;7DB 7FH ;8DB 6FH ;9DB 77HDB 7CHDB 39HDB 5EHDB 79HDB 71HEND第三种PIC单片机键盘扫描汇编程序;本程序用于PIC外接键盘的识别，通过汇编程序，使按下K1键时第一个数码管显示1，按下K2键时第一;个数码管上显示2，按下K3键时第一个数码管上显示3，按下K4键时第一个数码管上显示4，;汇编程序对键盘的扫描采用查询方式LIST P=18F458INCLUDE "P18F458.INC";所用的寄存器JIANR EQU 0X20FLAG EQU JIANR+1 ;标志寄存器DEYH EQU JIANR+2DEYL EQU JIANR+3F0 EQU 0 ;FLAG的第0位定义为F0ORG 0X00GOTO MAINORG 0X30;*************以下为键盘码值转换表****************** CONVERT ADDWF PCL，1RETLW 0XC0 ;0，显示段码与具体的硬件连接有关RETLW 0XF9 ;1RETLW 0XA4 ;2RETLW 0XB0 ;3RETLW 0X99 ;4RETLW 0X92 ;5RETLW 0X82 ;6RETLW 0XD8 ;7RETLW 0X80 ;8RETLW 0X90 ;9RETLW 0X88 ;ARETLW 0X83 ;BRETLW 0XC6 ;CRETLW 0XA1 ;DRETLW 0X86 ;ERETLW 0X8E ;FRETLW 0X7F ;"."RETLW 0XBF ;"-"RETLW 0X89 ;HRETLW 0XFF ;DARKRETURN;***************PIC键盘扫描汇编程序初始化子程序***************** INITIALBCF TRISA，5 ;置RA5为输出方式，以输出锁存信号BCF TRISB，1BCF TRISA，3BCF TRISE，0BCF TRISE，1BSF TRISB，4 ;设置与键盘有关的各口的输入输出方式BCF TRISC，5BCF TRISC，3 ;设置SCK与SDO为输出方式BCF INTCON，GIE ;关闭所有中断LW 0XC0WF SSPSTAT ;设置SSPSTAT寄存器LW 0X30WF SSPCON1 ;设置SPI的控制方式，允许SSP方式，并且时钟下降;沿发送数据，与"74HC595当其SCLK从低到高电平;跳变时，串行输入数据(DI)移入寄存器"的特点相对应LW 0X01WF JIANR ;显示值寄存器（复用为键值寄存器）赋初值CLRF FLAG ;清除标志寄存器RETURN ;返回;**************显示子程序*****************DISPLAYCLRF PORTAWF SSPBUFAGAINBTFSS PIR1，SSPIFGOTO AGAINNOPBCF PIR1，SSPIFBSF PORTA，5 ;详细的程序语句请参考 pic教程语句部分，可在首页搜索。

目录1 引言 (2)2 4×4矩阵键盘控制LED工作原理及软硬件设计、仿真调试 (2)2.1 4×4矩阵式键盘识别显示系统概述 (2)2.2 4×4矩阵式键盘原理 (3)2.3 4×4矩阵式键盘控制LED显示方法 (3)2.4 电路设计及电路图 (3)2.5 4×4矩阵式键盘软件编程 (6)2.6 4×4矩阵式键盘软件仿真调试分析 (9)3 结论 (10)4参考文献 (10)1 引言随着现代科技日新月异的发展，作为新兴产业，单片机的应用越来越广。

单片机以其体积小、重量轻、功能强大、功耗低等特点而备受青睐。

键盘作为一种最为普遍的输入工具在单片机项目应用上显得尤为重要。

用MCS51系列的单片机并行口P1接4×4矩阵键盘，以P1.0-P1.3 作输入线，以P1.4-P1.7作输出线；在数码管上显示每个按键的0-F序号。

2 4×4矩阵键盘控制LED工作原理及软硬件设计、仿真调试2.1 4×4矩阵式键盘识别显示系统概述矩阵式键盘模式以4个端口连接控制4*4个按键，实时在LED数码管上显示按键信息。

显示按键信息，省下了很多的I/O端口为他用，相反，独立式按键虽编程简单，但占用I/O口资源较多，不适合在按键较多的场合应用。

矩阵式键盘简介：矩阵式键盘又称行列键盘，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。

在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键。

这样键盘上按键的个数就为4*4个。

这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。

最常见的键盘布局如图1所示。

一般由16个按键组成，在单片机中正好可以用一个P 口实现16个按键功能，这也是在单片机系统中最常用的形式，本设计就采用这个键盘模式。

2.2 4×4矩阵式键盘原理在占用相同的I／O端口的情况下，行列式键盘的接法会比独立式接法允许的按键数量多。

51单片机之LCD1602液晶显示与4×4矩阵键盘一、要求：液晶显示器第一行显示“Hello World!”；第二行显示键值和按键次数，且按键时间大于1.5秒时，识别为2次按键。

单片机型号：STC--12C5A16AD二、程序代码：#include <reg52.h>#include <intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intunsigned char code dis[]={"Hello World!"};unsigned char code dis1[]={"KEY:"};unsigned char code dis2[]={"TIME:"};ucharkey_val[]={'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','A','B','C','D','E','F','G'};uchar code key_code[]={0x77,0x7B,0x7D,0x7E,0xB7,0xBB,0xBD,0xBE,0xD7,0x DB,0xDD,0xDE,0xE7,0xEB,0xED,0xEE};uchar key,x,count;uint time=0;sbit U3_DS=P1^5;sbit U3_STCP=P1^4;sbit U3_SHCP=P1^3;sbit U4_DS=P1^2;sbit U4_STCP=P1^1;sbit U4_SHCP=P1^0;void delay(unsigned int n);//74HC595void U3_595(unsigned char num){unsigned char count1;for (count1=0;count1<=7;count1++){if ((num&0x80)==0x80)//最高位为1，则向SDATA_595发送1 {U3_DS=1;}else{U3_DS=0;}U3_SHCP=0;U3_SHCP=1;num<<=1;//左移}U3_STCP=0;U3_STCP=1;}void U4_595(unsigned char num)//发送指令到RS,RW,E(4,5,6位){unsigned char count2;for (count2=0;count2<=7;count2++){if((num&0x80)==0x80){U4_DS=1;}else{U4_DS=0;}U4_SHCP=0;U4_SHCP=1;num<<=1;}U4_STCP=0;U4_STCP=1;}//LCD延时子程序 n=1时延时1ms void delay(unsigned int n){unsigned int i;for(;n>0;n--)for(i=0;i<255;i++)_nop_();}//写指令到LCDvoid wcmd(unsigned char cmd) {U4_595(0x00);U3_595(cmd);U4_595(0x40);U4_595(0x00);}//写要显示的数据到LCDvoid wdat(unsigned char dat) {U4_595(0x10);U3_595(dat);U4_595(0x50);U4_595(0x10);}//初始化LCDvoid init(){wcmd(0x38);//设置8位总线双行显示，5*7点阵delay(20);wcmd(0x0C);//开显示，开光标，不闪烁delay(20);wcmd(0x06);//读写字符时地址加1delay(20);wcmd(0x01);//清屏delay(20);wcmd(0x80+2);for(x=0;x<12;x++) //第一行显示hello world! wdat(dis[x]);delay(20);wcmd(0xC2);for(x=0;x<4;x++)//第二行显示按键和次数wdat(dis1[x]);wcmd(0xC8);for(x=0;x<5;x++)wdat(dis2[x]);TMOD=0x01;//中断设置TH0=0x3C;//定时初值设置TL0=0xB0;EA=1;//开中断ET0=1;//定时器0中断允许}//键盘扫描子程序uchar keyscan(void){unsigned char hang,lie,keycode;char i;P0=0xf0;hang=P0;if((hang&0xf0)!=0xf0) //有键按下？{delay(50); //去抖动hang=P0;if((hang&0xf0)!=0xf0) //有键按下{P0=0x0f;lie=P0;keycode=hang|lie; //获得键码for(i=15;i>=0;i--){if(keycode==key_code[i]) //查找键码{key=i;return(key);}}}}else{P0=0xff; //按键弹起则关闭定时器TR0=0;count=0;return (16);}}void keydown() //判断按键按下和显示程序{P0=0xf0;if((P0&0xf0)!=0xf0){TR0=1; //开启定时器while(P0!=0xf0)keyscan(); //获得键码if(count<30){time++;count=0;}else //超过1.5秒计数2次{time+=2;count=0;}wcmd(0xC6); //设置键值显示位置wdat(key_val[16-key]);wcmd(0xCD); //设置次数显示位置if(time<10)wdat(0x30+time);if(time>9&&time<100){wdat(0x30+time/10);wdat(0x30+time%10);}if(time>99&&time<1000){wdat(0x30+time/100);wdat(0x30+time/10-(time/100)*10); wdat(0x30+time%10);}}}//中断函数void timer() interrupt 1{TH0=0x3C;TL0=0xB0;count++;}void main(void){init();for(;;){keydown();}}。

4X4矩阵键盘+1602——51单片机的Proteus实验本文转载自小波电子工作室。

C语言源代码//======================================================依次可以从键盘输入0-f,在1602LCD上显示出来（此程序在所买开发板上验证通过）//======================================================//******** 小波电子工作室All rights reserved******//******** 个人主页：/niejinbo **//******** 文件名：lcd_key.1.c ************//******** 功能概要：4*4矩阵键盘扫描***********//******** MCU: STC89C52 晶振:11.0592Mhz **********//******** 设计者：聂金波************//******** 完成日期：2008-07-14 ************//******** 当前版本：0714.1 ************//******** 改进说明：暂无************//******** 补充说明: 从键盘输入0-F,在LCD上显示出来//*********头文件区*******************#include<reg52.h>#include<math.h>#include<absacc.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int//*********定义变量区*******************sbit dula=P2^6; //关闭数码管显示之用sbit wela=P2^7;sbit lcden=P3^4; //LCD使能信号sbit lcdrs=P3^5; //LCD数据/命令选择信号uchar tab_key[50];uchar code tab[]="0123456789abcdef";uchar n=0,temp,key;//*********函数声明区********************void lcd_disp(); //LCD显示函数void lcd_init(); //LCD初始化函数void write_com(uchar); //写命令函数void write_data(uchar); //写数据函数void delay(uint); //延迟函数void key_scan(); //键盘扫描函数void key_manage1(); //键盘功能分配函数void key_manage2();void key_manage3();void key_manage4();void key_manage5();void key_manage6();void key_manage7();void key_manage8();void key_manage9();void key_manage10();void key_manage11();void key_manage12();void key_manage13();void key_manage14();void key_manage15();void key_manage16();//**********主函数开始**********void main(){lcd_init();write_com(1);while(1){key_scan();lcd_disp();}}//**********LCD显示函数开始***********void lcd_disp(){uchar a,i=0;write_com(0x80);for(i=0;i<n;i++){a=tab_key[i];write_data(tab[a]);}}//**********LCD初始化函数开始*********void lcd_init(){dula=0;wela=0; // 关闭数码管显示lcden=0;write_com(0x38); //设置显示模式:16X2,5X7,8位数据接口write_com(0x0c); //开显示,显示光标,光标闪烁write_com(0x06); //读写一个字符后,地址指针及光标加一,且光标加一整屏显示不移动write_com(0x80); //设置光标指针}//**********写命令函数开始************void write_com(uchar com){lcdrs=0; //低电平写命令P0=com; //写入命令delay(3); //延时约3mslcden=1; //LCD使能端置高电平delay(5); //延时约5mslcden=0; //LCD使能端拉低电平}//**********写数据函数开始************void write_data(uchar dat){lcdrs=1; //低电平写数据P0=dat; //写入命令delay(3); //延时约3mslcden=1; //LCD使能端置高电平delay(5); //延时约5mslcden=0; //LCD使能端拉低电平}//**********键盘扫描函数开始**** void key_scan(){//**********扫描第一行*********P3=0xfe;temp=P3;temp=temp&0xf0;if(temp!=0xf0){delay(100);if(temp!=0xf0){temp=P3;switch(temp){case 0xee:key_manage1();break;case 0xde:key_manage2();break;case 0xbe:key_manage3();break;case 0x7e:key_manage4();break;}while(temp!=0xf0){temp=P3;temp=temp&0xf0;}}}//**********扫描第二行*********P3=0xfd;temp=P3;temp=temp&0xf0;if(temp!=0xf0){delay(100);if(temp!=0xf0){temp=P3;switch(temp){case 0xed:key_manage5();break;case 0xdd:key_manage6();break;case 0xbd:key_manage7();break;case 0x7d:key_manage8();break;}while(temp!=0xf0){temp=P3;temp=temp&0xf0;}}}//**********扫描第三行********* P3=0xfb;temp=P3;temp=temp&0xf0;if(temp!=0xf0){delay(100);if(temp!=0xf0){temp=P3;switch(temp){case 0xeb:key_manage9();break;case 0xdb:key_manage10();break;case 0xbb:key_manage11();break;case 0x7b:key_manage12();break;}while(temp!=0xf0){temp=P3;temp=temp&0xf0;}}}//**********扫描第四行********* P3=0xf7;temp=P3;temp=temp&0xf0;if(temp!=0xf0){delay(100);if(temp!=0xf0){temp=P3;switch(temp){case 0xe7:key_manage13();break;case 0xd7:key_manage14();break;case 0xb7:key_manage15();break;case 0x77:key_manage16();break;}while(temp!=0xf0){temp=P3;temp=temp&0xf0;}}}}//*********延时函数开始************** void delay(uint k){uint i,j;for(i=k;i>0;i--)for(j=50;j>0;j--);}//******键盘功能分配函数群开始********// 键盘功能示意图// 设计者:聂金波//** 1 ** 2 ** 3 ** 4 **//** 5 ** 6 ** 7 ** 8 **//** 9 ** 0 ** s ** c **//** M1** M2** M3** M4**void key_manage1(){tab_key[n]=0;n++;}void key_manage2(){tab_key[n]=1;n++;}void key_manage3(){tab_key[n]=2;n++;}void key_manage4() {tab_key[n]=3;n++;}void key_manage5() {tab_key[n]=4;n++;}void key_manage6() {tab_key[n]=5;n++;}void key_manage7(){tab_key[n]=6;n++;}void key_manage8(){tab_key[n]=7;n++;}void key_manage9() {tab_key[n]=8;n++;}void key_manage10(){tab_key[n]=9;n++;}void key_manage11() {tab_key[n]=10;n++;}void key_manage12(){tab_key[n]=11;n++;}void key_manage13(){tab_key[n]=12;n++;}void key_manage14(){tab_key[n]=13;n++;}void key_manage15(){tab_key[n]=14;n++;}void key_manage16(){tab_key[n]=15;n++;}Proteus仿真图依次从键盘输入：abcd 277817639 (本人QQ号)4X4矩阵键盘-Proteus截图。

矩阵式键盘实验报告矩阵键盘设计实验报告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院系班级学号姓名指导老师机电一体化设计基础机械电子工程学院杨雨图2013年9月26日一、实验目的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，单片机开发板四、实验内容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。

数理与信息工程学院《单片机原理及应用》期末课程设计题目：4×4矩阵式键盘识别显示电路的设计专业：电子信息工程班级：电信061班*名：***学号：********指导老师：***成绩：( 2008.12 )目录第1节引言 (2)1.1 4*4矩阵式键盘系统概述 (2)1.2 本设计任务和主要内容 (3)第2节系统主要硬件电路设计 (4)2.1 单片机控制系统原理 (4)2.2 单片机主机系统电路 (5)2.2.1 时钟电路 (4)2.2.2 复位电路 (5)2.2.3 矩阵式键盘电路 (5)2.3 译码显示电路 (6)第3节系统软件设计 (11)3.1 软件流程图 (8)3.2 系统程序设计 (9)第4节结束语 (12)参考文献 (13)4*4矩阵式键盘识别显示电路的设计数理与信息工程学院电信061 姜铮铮指导教师：余水宝第一节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。

1.1 4*4矩阵式键盘识别显示系统概述矩阵式键盘模式以N个端口连接控制N*N个按键，实时在LED数码管上显示按键信息。

显示按键信息，既降低了成本，又提高了精确度，省下了很多的I/O端口为他用，相反，独立式按键虽编程简单，但占用I/O口资源较多，不适合在按键较多的场合应用。

并且在实际应用中经常要用到输入数字、字母、符号等操作功能，如电子密码锁、电话机键盘、计算器按键等，至少都需要12到16个按键，在这种情况下如果用独立式按键的话，显然太浪费I/O端口资源，为了解决这一问题，我们使用矩阵式键盘。

工业大学课程设计资料袋电气与信息工程学院（系、部）2009--2010 学年第 1 学期课程名称单片机应用系统指导教师贺正芸学生专业班级电子信息科学与技术学号题目4*4矩阵键盘成绩起止日期2009 年11 月23 日～2009 年12 月04 日目录清单工业大学课程设计任务书2009 —2010 学年第 1 学期电气与信息工程学院（系、部）电子信息科学与技术专业班级课程名称：单片机应用系统设计题目：4*4矩阵键盘完成期限：自2009 年11 月9 日至2009 年11 月20 日共 2 周指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）：年月日单片机应用系统4*4矩阵键盘设计说明书学生 班级 电科072学号成绩指导教师(签字)起止日期：2009 年 11 月 23 日 至 2009 年 12 月4 日电气与信息工程学院（部）年月日单片机设计题目：矩阵式键盘数显设计一、设计要求及任务1、设计要求(1)由P1.0—P1.3（列）和P1.4—P1.7（行）组成4*4矩阵键盘，P0口接LED 静态显示电路。

由于P0口部无上拉电阻，因此必须外部接上上拉电阻，其阻值的选择可以根据LED数码管发光电流及其亮度来决定，参考值为560欧姆。

编写4*4键盘的驱动程序。

(2)编写主程序，当按键按下时，能够在数码管显示器与按键的键值对应的数字2、设计任务（1）以AT89S51为核心，设计系统硬件电路，并根据所设计的电路制作实物。

（2）分析任务要求，绘制程序流程图，编写相应的软件程序。

（3）编写设计说明书，容包括：电路原理图；程序流程图，源程序清单；电路实测波形、电路原理分析、硬件调试分析；软件调试分析；结论和体会。

根据任务要求知此课程设计是做一个4*4的矩阵键盘P1口接键盘，P0口接数码管。

19脚和18脚接晶振电路，9脚接复位电路，P1.5—P1.7要接下载接口。

应先画出电路原理图，根据原理图列出报目表，编写程序，进行软件仿真，软件仿真成功后开始做硬件。

51单片机--矩阵键盘仿真矩阵键盘实验该实验采用proteus 7.4 sp3进行的仿真，仿真原理图如下图所示，该实验是4×4矩阵键盘实验，每按一个键最后一个数码管显示，原先显示的数左移一位，六位都显示后从新从第一个开始显示。

键盘输入值如下图键盘上标注。

输入0、1、2时的显示结果：有输入5、6、7后的显示结果：/********************************************************************** * 程序名; 矩阵键盘实验* 功能：数码管通过动态扫描显示键盘输入的数字，输入一个数，数码管上* 显示的数左移一位，达到六位后从第一个开始显示.* 编程者：ZPZ* 编程时间：2009/8/11**********************************************************************/ #include<reg52.h>#include<intrins.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charbit flag=0;uchar temp,i,m,s=0,s1,s2,s3,s4,s5;uchar code table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};void display(uchar a);void delay(uint z);void keyscan();void keyin(uchar zhi,uchar a,uchar b,uchar c,uchar d);/****************** 主函数*******************/ void main(){while(1){keyscan();if(flag==0){P1=0xff;P0=0xff;}if(flag==1){display(m);}}}/****************** 显示函数*******************/ void display(uchar a){if(s==1){P1=0x20;P0=table[a];s1=table[a];delay(1);}if(s==2){P1=0x10;P0=s1;delay(1);P1=0x20;P0=table[a];s2=table[a];delay(1);} if(s==3){P1=0x08;P0=s1;delay(1);P1=0x10;P0=s2;delay(1);P1=0x20;P0=table[a];s3=table[a];delay(1);} if(s==4){P1=0x04;P0=s1;delay(1);P1=0x08;P0=s2;delay(1);P1=0x10;P0=s3;delay(1);P1=0x20;P0=table[a];s4=table[a];delay(1);} if(s==5){P1=0x02;P0=s1;delay(1);P1=0x04;P0=s2;delay(1);P1=0x08;P0=s3;delay(1);P1=0x10;P0=s4;delay(1);P1=0x20;P0=table[a];s5=table[a];delay(1);} if(s==6){P1=0x01;P0=s1;delay(1);P1=0x02;P0=s2;delay(1);P1=0x04;P0=s3;delay(1);P1=0x08;P0=s4;delay(1);P1=0x10;P0=s5;delay(1);P1=0x20;P0=table[a];delay(1);}if(s>6){s=1;}}/****************** 延时子函数*******************/ void delay(uint z){uint j,k;for(j=z;j>0;j--)for(k=120;k>0;k--);}/****************** 键扫描函数*******************/ void keyscan(){P3=0xff;keyin(0xfe,0,1,2,3);keyin(0xfd,4,5,6,7);keyin(0xfb,8,9,10,11);keyin(0xf7,12,13,14,15);}/****************** 键输入函数*******************/void keyin(uchar zhi,uchar a,uchar b,uchar c,uchar d){P3=zhi;temp=P3;temp=P3&0xf0;if(temp!=0xf0){delay(10);temp=P3;temp=P3&0xf0;if(temp!=0xf0){temp=P3;temp=P3&0xf0;switch(temp){case(0xe0):m=a;break;case(0xd0):m=b;break;case(0xb0):m=c;break;case(0x70):m=d;break;default:break;}flag=1;delay(200);s++;if(s>6)s=1;}delay(10);}}。

北京联合大学信息学院姓名：刘浩学号： 2010080403228 系别：电子工程系专业：电子信息工程同组人：徐笑、冯亚静、吴宾祝姗姗、孙迪指导教师：吴晶晶协助指导教师：训练任务：1、熟练掌握PROTEUS软件的使用；2、按照设计要求绘制电路原理图；3、能够按要求对所设计的电路进行仿真；基本要求及说明:1、按照设计要求自行定义电路图纸尺寸；2、设计任务如下：AT89C51单片机对4×4矩阵键盘进行动态扫描，当按键盘的键时，可将相应按键值（0~F）实时显示在数码管上；3、按照设计任务在Proteus 7Professional中绘制电路原理图；4、根据设计任务的要求编写程序，画出程序流程图，并在Proteus下进行仿真，实现相应功能。

目录1.任务说明................................................................... 错误！未定义书签。

2.原理图绘制说明 (1)3.流程图绘制以及说明 (2)4.PROTEUS仿真说明 (4)5.体会及合理化建议 (7)附录电路原理图 (8)参考文献 (9)一．任务说明AT89C51单片机对4×4矩阵键盘进行动态扫描，当按键盘的键时，可将相应按键值（0~F）实时显示在数码管上；按照设计任务在Proteus 7 Professional中绘制电路原理图；根据设计任务的要求编写程序，画出程序流程图，并在Proteus下进行仿真，实现相应功能。

二．原理图绘制说明1.原理图说明本实验是AT89C51单片机对4×4矩阵键盘进行动态扫描，当按键盘的键时，可将相应按键值（0~F）实时显示在数码管上。

4×4矩阵键盘是用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线，在行线和列线的交叉点上设置一个按键，每个按键有它的行值和列值，用4条行线和列线分别接P1.0-P1.7，要进行数码管动态扫描，就要将数码管的七段a~f相应的与P0.0-P0.6相连接，即把输入端口P1.0-P1.7连接到4×4行列式按键上作为输入，P0.0-P0.6作为输出端口控制共阳级数码管a-g，对应的a-g 通过程序进行点亮或者熄灭来显示数值（0~F）。