单片机实现4X4矩阵键盘控制项目

•
key_l=P2&0x0f; //读入行线值
•
return(key_h+key_l);//键盘最后组合码值
•
}
•
}
•
return(0xff); //返回该值
•
}
void delay(void) //延时函数 {
unsigned char i,j; for(i=0;i<20;i++) for(j=0;j<250;j++);
}
• void main()
//定义主函数
•{
• uchar key;
•
P1=0xff; //设置数码管位码端电平，显示按键上的按键码
•
while(1)
•{
•
key=keyscan(); //调用键盘扫描，
•
switch(key)
•
{
•
case 0xee:P0=table[0];break; //显示按键码“0”
20 10
VC C5V
19 COM1 18 COM2 17 COM3 16 COM4 15 14 13 12
1
P20
S1
5
P21
S5
9
P22
S9
D
P23
S13
P24
2
S2 6
S6 A
S10 E
S14
P25
3
S3 7
S7 B
S11 E
S15
P26
4
S4 8
S8 C
S12 F
S16
P27
单片机控制矩阵键盘硬件电路原理图
• 项目要求：设定矩阵键盘编号，按下键盘中的某个按键，可以通过数码管看 到显示对应的键盘编号值。
（4*4）矩阵键盘实物图
13.2 项目工作原理分析
• 4*4矩阵键盘的行信号分别接P2.0—P2.3，列信号分 别接P2.4—P2.7，无按键闭合时，P2.0—P2.3与 P2.4— P2.7开路。当有键闭合时，与闭合键相连的两条I/O 口线之间短路。判断矩阵键盘有按键按下方法如下： 先让P2.0—P2.3输出低电平，监测P2.4—P2.7的状态, 如果P2.4—P2.7输出为高电平则没有按键闭合，如果 检测到P2.4—P2.7输出为低电平则表示有按键按下发 生闭合状态，以上只是说明有按键闭合，具体是哪 个按键闭合好需要进一步检测。
•
case 0xd7:P0=table[13];break; //显示按键码“d”
•
case 0xb7:P0=table[14];break; //显示按键码“e”
•
case 0x77:P0=table[15];break; //显示按键码“f”
•
}
•
}
•}
• void send_char(unsigned char txd) // 传送一个字符
• 一旦确定有按键已经稳定闭合后，接着判断为哪 一个按键闭合，采用对按键进行扫描的方式，依 次给每一条列线送低电平，其余各列都为高电平， 并检测每次扫描的行状态。每当扫描输出某一列 为低电平时，相继读入行线状态。若全为高电平， 表示为低电平的这列没有按键闭合。否则行线不 全部为高电平，表示为低电平的这列上有按键闭 合。确定闭合按键的位置后，计算出按键值，产 生按键码。
•
while(TI==0);
// 等特数据传送
•
TI = 0;
// 清除数据传送标志
•
i++;
// 下一个字符
•
}
•
for(j=0;j<50000;j++); //延迟
•}
13.5系统调试结果总结
• 采用单片机控制矩阵键盘实现对应按键值在 数码管上显示，其系统的硬件电路和软件程 序在单片机开发板上进行调试，将13.4节Keil 编译完成后产生的.hex文件结合2.4节ISP程序 烧写知识，将.hex文件烧写到51单片机中。 通过给开发板上电，按动矩阵键盘的S13按 键（对应的按键码为“d”），则对应的4位集 成数码管直接显示对应的按键值“d”，实现 项目要求。
13.4 项目软件程序设计
• 矩阵键盘行线P20~P23为输出线，列线 P24~P27为输入线。单片机将行线（P20~P23） 全部输出低电平，此时读入列线数据，若列线 全为高电平则没有键按下，当列线有出现低电 平时调用延时程序以此来去除按键抖动。延时 完成后再判断是否有低电平，如果此时读入列 线数据还是有低电平，则说明确实有键按下， 再来进一步确定键值。
•
0x80,0x90,0x88,0x83,0xa7,0xa1,0x86,0x8e};//定义共阳数码管段码表0-F
•
uchar keyscan(void);//键盘扫描函数声明
•
void delay(void); //延时函数声明
•
uchar keyscan(void) //键盘扫描函数
•
{
•
uchar key_h,key_l;//行列值中间变量
•
case 0xde:P0=table[1];break; //显示按键码“1”
•
case 0xbe:P0=table[2];break; //显示按键码“2”
•
case 0x7e:P0=table[3];break; //显示按键码“3”
•
case 0xed:P0=table[4];break; //显示按键码“4”
开始
键盘初始化 行置低，列置高
去抖动，读列线
否
是否有键按下
是
扫描第一行
判断是否有 按键按下
否 扫描第二行
是 返回按键值并显示
判断是否有 按键按下
否 扫描第三行
是 返回按键值并显示
判断是否有 按键按下
否 扫描第四行
是 返回按键值并显示
判断是否有 按键按下
否
返回0XFF
是 返回按键值并显示
系统软件设计流程图
51单片机
VC C P0. 0 P0. 1 P0. 2 P0. 3 P0. 4 P0. 5 P0. 6 P0. 7 EA/VPP PROG/ ALE PSEN A15/P2. 7 A14/P2. 6 A13/P2. 5 A12/P2. 4 A11/P2. 3 A10/P2. 2 A9/P2. 1 A8/P2. 0
•
P2=0xf0;
//行线输出全为0
•
key_h=P2&0xf0; //读入列线值
•
if(key_h!=0xf0) //先检测有无按键按下
•
{
•
delay(); //去抖
•
if(key_h!=0xf0)
•
{
•
key_h=P2&0xf0; //读入列线值
•
P2=key_h|0x0f; //输出当前列线值
码显示电路、数码驱动电路、矩阵键盘电 路和电源供电电路组成。
晶振 电路
复位电 路
P1
51单片机P0
P2
数码驱 动电路
数码显示电路
矩阵键 盘电路
5伏电源供电电路
单片机控制矩阵键盘电路结构图
13.3 项目硬件电路设计
• 矩阵键盘电路的行信号分别接P2.0—P2.3，列信号 分别接P2.4—P2.7，进行按键检测时，假设查询到 P25为低电平，P24 P26 P27为高电平，那么可能按 下的按键为S2 S6 S10 S14。进一步探测，先把P20 设置为低电平，P21 P22 P23为高电平，如果此时 P25一直为低电平，就是S2按键被按下。如果P25 为高电平，令其P21设为低电平，P20 P22 P23为高 电平，如果此时P25为低电平，表明S6按键被按下。 依此类推，可以确定S1-S16中哪个按键被按下。
第13章 单片机实现4*4矩阵键 盘控制项目
学习内容
• 13.1 项目需求 • 13.2 项目工作原理分析 • 13.3 项目硬件电路设计 • 13.4 项目软件程序设计 • 13.5系统调试结果总结
13.1 项目需求
• 矩阵键盘又称行列键盘，它是用四条I/O线作为行线，四条I/O线作为列线组成 矩阵键盘。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。
•
case 0xdd:P0=table[5];break; //显示按键码“5”
•
case 0xbd:P0=table[6];break; //显示按键码“6”
•
case 0x7d:P0=table[7];break; //显示按键码“7”
•
case 0xeb:P0=table[8];break; //显示按键码“8”
C5
10uF
0. 1uF
R2
1K
AF
B
10
11
12
7
8
9
1K
P00 1 P01 2 P02 3 P03 4 P04 5 P05 6 P06 7 P07 8
b
com f3
com a2
c om 1
DS1
a
a
a
a
f
bf
bf
bf
b
g
g
g
g
e
ce
ce
ce
c
d
d
d
d
dp
dp
dp
dp
e d h cc om 4 g
1 2 3 4 5 6
16 A 15 B 14 C 13 D 12 E 11 F 10 G 9 DP
E D DPC G
C OM4
VC C5V
U2
1 11
OC C
P10 2 P11 3 P12 4 P13 5
6 7 8 9
1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D 8D
百度文库
74HC 573
VC C GND
1Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7Q 8Q
C OM C OM C OM
VC C5V
C3
SS1
10uF
R1 10K
C1 30P C2 30P
P10 1
P11 2
P12 3
P13 4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Y1
18
11. 0592M
19
20
U1
P1. 0 P1. 1 P1. 2 P1. 3 P1. 4 P1. 5/MOSI P1. 6/MISO P1. 7/SCK RST P3. 0/RXD P3. 1/T XD P3. 2/INT 0 P3. 3/INT 1 P3. 4/T 0 P3. 5/T 1 P3. 6/WR P3. 7/RD XT AL2 XT AL1 GND
VC C5V 40 39 P00 38 P01 37 P02 36 P03 35 P04 34 P05 33 P06 32 P07 31 30 29 28 P27 27 P26 26 P25 25 P24 24 P23 23 P22 22 P21 21 P20
VC C5V
J1
D1
2 1
供电电源电路
C4
•
case 0xdb:P0=table[9];break; //显示按键码“9”
•
case 0xbb:P0=table[10];break; //显示按键码“a”
•
case 0x7b:P0=table[11];break; //显示按键码“b”
•
case 0xe7:P0=table[12];break; //显示按键码“c”
① 检测到按键按下后进行10-15ms延时，用于跳过这个抖动 区域。
② 延时后再检测按键状态，如果没有按下表明是抖动或者干 扰造成，如果仍旧按下，可以认为是真正的按下。并进行 对应的操作。
③ 同样按键释放后也要进行去抖动延时，延时后检测按键是 否真正松开。
• 采用单片机控制矩阵按键实现按键键码值 显示的电路结构由51单片机最小系统、数
• 在矩阵按键处理过程中，一旦检测到有按 键闭合与确认按键已经稳定闭合期间，通 过调用10-20ms延时子程序避开按键抖动问 题。由于按键是机械器件，按下或者松开 时有固定的机械抖动，抖动图如图所示。
• 按键去抖分为硬件去抖和软件去抖，硬件去抖最简单的是 按键两端并联电容，容量根据实验而定。软件去抖使用方 便不增加硬件成本，容易调试，所以现在处理按键抖动问 题大部分选择软件去抖。软件去抖操作步骤如下：
程序代码
•
#include<reg52.h> //包含头文件，头文件包含特殊功能寄存器的定义
•
#define uchar unsigned char
•
#define uint unsigned int
•
unsigned char const table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,
•{
•
SBUF = txd;
•
while(!TI);
// 等特数据传送
•
TI = 0;
// 清除数据传送标志
•}
• void send_str() // 传送字串
•{
•
unsigned char i = 0;
•
uint j;
•
while(str[i] !=0x00)
•
{
•
SBUF = str[i];