下载文档原格式
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，价钱低，用途灵活，无处不在，属专用运算机。
是一种特殊器件，需通过专门学习方能把握应用，应用中要设计专用的硬件和软件。
最近几年来，单片机以其体积小、价钱廉、面向操纵等独特优势，在各类工业操纵、仪器仪表、设备、产品的自动化、智能化方面取得了普遍的应用。
与此同时，单片机应用系统的靠得住性成为人们愈来愈关注的重要课题。
阻碍靠得住性的因素是多方面的，如组成系统的元器件本身的靠得住性、系统本身各部份之间的彼此耦合因素等。
其中系统的抗干扰性能是系统靠得住性的重要指标。
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，计算器的显现能够大大解放人在设计计算进程中的工作量，使计算的精度、速度取得改善，通过msc51单片机，矩阵键盘和LED数码管能够实现简单的四位数的四那么运算和显示，并当运算结果超出范围时予以报错。
注：这一部份要紧描述题目的背景和意义，对设计所采取的要紧方式做一下简要描述。
字数不要太多，300-500字。
另注：本文要当做模板利用，不要随意更改字体、字号、行间距等，学会利用格式刷。
文中给出的各项内容都要在大伙儿的报告中表现，可采纳填空的方式利用本模板。
1. 设计任务结合实际情形，基于AT89C51单片机设计一个计算器。
该系统应知足的功能要求为：(1) 实现简单的四位十进制数字的四那么运算；(2) 按键输入数字，运算法那么；(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。
要紧硬件设备：AT89C51单片机、LED数码管、矩阵键盘。
注：这一部份需要写明系统功能需求，用到的要紧硬件（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操纵核心，应用其壮大的I/O功能和计算速度，组成整个计算器。
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置。
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。
西华大学课程设计说明书题目4×4 矩阵键盘计算器设计系(部) 电气信息学院专业(班级) 自动化3班姓名学号指导教师胡红平起止日期2012.6.10-2012.6.30计算机接口及应用课程设计任务书系(部)：电气信息学院专业：09自动化指导教师：日期：2012-6-20西华大学课程设计鉴定表摘要近几年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面的知识是不够的，还应根据具体硬件结合，加以完善。
本任务是个简易得三位数的减法运算，用4×4 矩阵键盘及计算器设计，利用数码管实现255内的减法运算。
程序都是根据教材内和网络中的程序参考编写而成，在功能上还并不完善，限制也较多。
本任务重在设计构思与团队合作，使得我们用专业知识，专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。
关键词：单片机，AT89C51，矩阵键盘，数码管ABSTRACTIn recent years, along with the rapid development of science and technology, the application of SCM is unceasingly thorough, it causes the traditional control test technology increasingly updates. In real-time detection and automatic control of single-chip microcomputer application system, often as a core component to use, only microcontroller aspects of knowledge is not enough, should according to specific hardware combined, and perfects.This task is a simple three digits, subtract with 4 * 4 matrix keyboard and a calculator design, use digital tube realization within the 255 subtract. Program is according to the teaching material and within the network reference and compiled program, on the function is not perfect, restrictions also more. This task focuses on design conception and team cooperation, make us with professional knowledge, professional skills to analyze and solve problems of full system exercise.Keywords:Single-chip，AT89C51，Matrix keyboard，digital tube目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章课题概述 (1)1.1 课题概述 (1)1.2 课题要求 (2)第2章系统设计 (3)2.1 设计思路 (3)2.2 框图设计 (3)2.3 知识点 (3)2.4 硬件设计 (4)2.4.1 电路原理图 (4)2.4.2 元件选择 (5)2.4.3 PCB制版及效果 (9)2.5 软件设计 (10)2.5.1 程序流程图 (10)2.6 系统仿真及调试 (11)2.6.1 硬件调试 (11)2.6.2 软件调试 (11)2.6.3 软硬件调试 (11)结论 (11)参考文献 (14)附录 (15)第1章课题概述1.1 课题概述随着当今时代的电子领域的发展，尤其是自动化的控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统正被智能化的单片机所取代。
单片机实验五报告_单片机键盘实验一、实验目的本次单片机键盘实验的主要目的是让我们深入了解单片机与键盘的接口技术，掌握如何通过编程实现对键盘输入的检测和响应，从而提高我们在单片机应用开发中的实际操作能力。
二、实验原理在单片机系统中，键盘通常是作为输入设备使用的。
常见的键盘有独立式键盘和矩阵式键盘两种类型。
独立式键盘是每个按键单独占用一根 I/O 线，其优点是电路简单，编程容易，但缺点是占用较多的 I/O 口资源。
矩阵式键盘则是将按键排列成矩阵形式，通过行线和列线的交叉来识别按键。
这种方式可以有效地节省 I/O 口资源，但电路和编程相对复杂一些。
在本次实验中，我们采用了矩阵式键盘。
其工作原理是通过逐行扫描或者逐列扫描的方式，检测行线和列线的电平状态，从而确定按下的按键。
三、实验设备及材料1、单片机开发板一块2、计算机一台3、编程软件（如 Keil C51）4、下载工具（如 STCISP）四、实验步骤1、硬件连接将矩阵式键盘与单片机的 I/O 口进行连接，注意行线和列线的对应关系。
连接好电源和地线，确保硬件电路正常工作。
2、软件编程打开编程软件，创建一个新的工程。
编写初始化程序，包括设置 I/O 口的工作模式、中断等。
编写键盘扫描程序，通过循环扫描行线和列线的电平状态，判断是否有按键按下。
当检测到按键按下时，根据按键的编码执行相应的操作，如在数码管上显示按键值、控制 LED 灯的亮灭等。
3、编译和下载对编写好的程序进行编译，检查是否有语法错误。
如果编译成功，使用下载工具将程序下载到单片机中。
4、实验调试观察硬件电路的工作状态，看是否有异常现象。
按下不同的按键，检查程序的响应是否正确。
如果出现问题，通过调试工具（如单步调试、断点调试等）查找并解决问题。
五、实验代码以下是本次实验的部分关键代码：｀｀｀cinclude ＜reg51h>／／定义键盘的行和列define ROW_NUM 4define COL_NUM 4／／定义行线和列线的端口sbit ROW1 ＝ P1^0;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;／／定义按键值的编码unsigned char code KeyCodeMapROW_NUMCOL_NUM ＝｛｛＇1'，＇2'，＇3'，＇A'｝，｛＇4'，＇5'，＇6'，＇B'｝，｛＇7'，＇8'，＇9'，＇C'｝，｛＇＇，＇0'，＇＇，＇D'｝｝；／／键盘扫描函数void KeyScan(）｛unsigned char i, j, temp;unsigned char keyValue ＝ 0;／／逐行扫描for （i ＝ 0; i ＜ ROW_NUM; i+＋）｛／／先将所有行线置高电平ROW1 ＝ ROW2 ＝ ROW3 ＝ ROW4 ＝ 1;／／将当前行线置低电平switch （i)｛case 0: ROW1 ＝ 0; break;case 1: ROW2 ＝ 0; break;case 2: ROW3 ＝ 0; break;case 3: ROW4 ＝ 0; break;｝／／读取列线的电平状态temp ＝ COL1 ｜ COL2 ｜ COL3 ｜ COL4;／／如果有列线为低电平，则表示有按键按下if （temp!＝ 0xF0)｛／／延迟去抖动delay_ms(10)；／／再次读取列线的电平状态temp ＝ COL1 ｜ COL2 ｜ COL3 ｜ COL4; if （temp!＝ 0xF0)｛／／确定按下的按键for （j ＝ 0; j ＜ COL_NUM; j+＋）｛if （（temp ＆（1 ＜＜ j)）＝＝ 0)｛keyValue ＝ KeyCodeMapij;break;｝｝／／执行相应的操作switch （keyValue)｛case ＇1'：／／具体操作break;case ＇2'：break;／／其他按键的操作｝｝｝｝｝／／主函数void main(）｛while （1)｛KeyScan(）；｝｝｀｀｀六、实验结果及分析在实验过程中，我们成功地实现了对矩阵式键盘的输入检测，并能够根据不同的按键执行相应的操作。
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,#0FH
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！请继续关注的单片机教程。
感谢大家的关心和支持！教程中如果有不对之处也希望大家在评论中提出，我们会及时正更错误的.
本文出自：/mcuteach/226.html
其它：。
