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单片机课程设计4X4矩阵键盘显示

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长 沙 学 院 《单片机原理及应用》 课程设计说明书

题目 液晶显示4*4矩阵键盘按键号程序设计 系(部) 电子与通信工程系 专业(班级) 电气1班 姓名 龙程 学号 2011024109 指导教师 刘辉、谢明华、王新辉、马凌云 起止日期 2014.5.19—2014.5.30 长沙学院课程设计鉴定表 姓名 龙程 学号 2011024109 专业 电子信息工程 班级 01 设计题目 液晶显示4*4矩阵键盘按键号程序设计 指导教师 刘辉、谢明

华、王新辉

指导教师意见：

评定成绩： 教师签名： 日期： 答辩小组意见：

评定成绩： 答辩小组长签名： 日期： 教研室意见：

最终评定等级： 教研室主任签名： 日期： 说明 课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“中等”、“及格”、“不及格”五等。 《单片机技术及应用》课程设计任务书 系(部)：电子与电气工程系 专业：11级电子一班 指导教师：谢明华、刘辉 课题名称 液晶显示4*4矩阵键盘按键号程序设计

设计内容及要求 （1）课题内容：设计一个基于单片机的液晶显示4*4矩阵键盘按键号程序 功能要求： 用AT89S52 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，按下任意键，都会在在LCD12864 的第一行上显示每个按键的0－F 序号，同时12864 的第二行显示本行姓名、班级，第三行显示本人学号。 （2）要求： 完成该系统的硬件和软件的设计，在proteus软件上仿真通过，提交一份课程设计说明书。

计工作量

1、汇编或C51语言程序设计； 2、程序调试，在Proteus上进行仿真； 3、提交一份完整的课程设计说明书，包括封面，中文摘要，目录，正文（正文主要包括：设计原理、程序设计、程序分析、仿真分析、调试过程，调试结果等部分），参考文献、设计总结等。

进度安排

起止日期（或时间量） 设计内容（或预期目标） 备注 第一天 课题介绍，答疑，收集材料，C51介绍 第二天 设计方案论证，练习编写C51程序 第三天～第六天 程序设计 第六天～第八天 程序调试、仿真 第九天～第十天 系统测试并编写设计说明书

教研室 意见 年 月 日 系（部）主管领导意见

年 月 日 目录 前 言 ......................................................................................................................................................................... 5 一、课程设计目的 ................................................................................................................................................... 6 二、设计内容及原理 ............................................................................................................................................... 6 2.1 单片机控制系统原理 ............................................................................................................................... 6 2.2阵键盘识别显示系统概述 ........................................................................................................................ 6 2.3键盘电路 .................................................................................................................................................... 7 2.4 12864显示器 ............................................................................................................................................ 8 2.5整体电路图 ................................................................................................................................................ 9 2.6仿真结果 .................................................................................................................................................... 9 三、实验心得与体会 ............................................................................................................................................. 10 四、实验程序 ......................................................................................................................................................... 10 参考文献 ................................................................................................................................................................. 18 前 言 单片机，全称单片微型计算机（英语：Single-Chip Microcomputer），又称微控制器（Microcontroller），是把中央处理器、存储器、定时/计数器（Timer/Counter）、各种输入输出接口等都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。与应用在个人电脑中的通用型微处理器相比，它更强调自供应（不用外接硬件）和节约成本。它的最大优点是体积小，可放在仪表内部，但存储量小，输入输出接口简单，功能较低。由于其发展非常迅速，旧的单片机的定义已不能满足，所以在很多应用场合被称为范围更广的微控制器；从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的32位300M的高速单片机。现代人类生活中所用的几乎每件有电子器件的产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电子产品中都含有单片机。 汽车上一般配备40多片单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百片单片机在同时工作!单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算机的总和，甚至比人类的数量还要多。 液晶显示器（英语：Liquid Crystal Display，缩写：LCD）为平面薄型的显示设备。它的主要原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面配合背部灯管构成画面。由一定数量的彩色或黑白像素组成，放置于光源或者反射面前方。液晶显示器功耗低，因此倍受工程师青睐，适用于使用电池的电子设备。英国科学家在上世纪制造了第一块液晶显示器即LCD。而第一台可操作的LCD基于动态散射模式(Dynamic Scattering Mode,DSM)，是RCA公司乔治·海尔曼带领的小组开发的。 LED点阵屏通过LED(发光二极管）组成，以灯珠亮灭来显示文字、图片、动画、视频等，是各部分组件都模块化的显示器件，通常由显示模块、控制系统及电源系统组成。LED点阵显示屏制作简单，安装方便，被广泛应用于各种公共场合，如汽车报站器、广告屏以及公告牌等。 矩阵键盘是单片机外部设备中所使用的排布类似于矩阵的键盘组.。在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，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，而是通过一个按键加以连接。这样，一个端口（如P1口）就可以构成4*4=16个按键，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可以构成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。 一、课程设计目的 设计一个基于单片机的4*4矩阵键盘设计，用AT89S52单片机并行口P1接4*4矩阵键盘，以P1.0、P1.3作为输入线，以P1.4、P1.7作为输出线，在LCD12864上的第一行显示每个按键的0—F序号，同时12864的第二行显示本人姓名、班级，第三行显示本人学号。

主要内容如下： 1.矩阵式键盘的特点，进行键盘控制系统的整体研究与设计； 2.ED实时显示按键信息； 3.软件编程的方法实现按键信息的提取和显示。

二、设计内容及原理 2.1 单片机控制系统原理

2.2阵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

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课程设计-制作单片机的4X4矩阵键盘

课程设计-制作单片机的4X4矩阵键盘

第二节4*4矩阵式键盘
1.2.1矩阵式键盘介绍
矩阵式键盘（或者叫行列式键盘）常应用在按键数量比较多的系统之中。这种键盘由行线和列线组成，按键设置在行、列结构的交叉点上，行、列线分别接在按键开关的两端。行列式键盘可分为非编码键盘和编码键盘两大类。编码键盘内部设有键盘编码器，被按下键的键号由键盘编码器直接给出，同时具有防抖和解决重键的功能。非编码键盘通常采用软件的方法，逐行逐列检查键盘状态，当有键按下时，通过计算或查表的方法获取该键的键值，通常，计算机通过程序控制对键盘扫描，从而获取键值，根据计算机扫描的方法可以分为定时扫描法和中断扫描法两种。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
振荡器特性:
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
P3.1 TXD（串行输出口）
P3.2 /INT0（外部中断0）
P3.3 /INT1（外部中断1）
P3.4 T0（记时器0外部输入）
P3.5 T1（记时器1外部输入）
P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）
P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
课程设计-制作单片机的4X4矩阵键盘
第一章硬件部分
第一节AT89C51
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。引脚如图所示
4×4 矩阵式键盘识别技术

4×4 矩阵式键盘识别技术

L A,#0FH XRL A,#0FH JZ NOKEY4 MOV A,P3 ANL A,#0FH CJNE A,#0EH,NK13 MOV KEYBUF,#12 LJMP DK4 NK13: CJNE A,#0DH,NK14 MOV KEYBUF,#13 LJMP DK4 NK14: CJNE A,#0BH,NK15 MOV KEYBUF,#14 LJMP DK4 NK15: CJNE A,#07H,NK16 MOV KEYBUF,#15 LJMP DK4 NK16: NOP DK4: MOV A,KEYBUF MOV DPTR,#TABLE MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A
汇编程序设计
MOV A,P3 ANL A,#0FH XRL A,#0FH JZ NOKEY2 MOV A,P3 ANL A,#0FH CJNE A,#0EH,NK5 MOV KEYBUF,#4 LJMP DK2 NK5: CJNE A,#0DH,NK6 MOV KEYBUF,#5 LJMP DK2 NK6: CJNE A,#0BH,NK7 MOV KEYBUF,#6 LJMP DK2 NK7: CJNE A,#07H,NK8 MOV KEYBUF,#7 LJMP DK2 NK8: NOP DK2: MOV A,KEYBUF MOV DPTR,#TABLE MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A
图1 按键序号排列
硬件电路原理图
P3.4 P3.3 P3.5 P3.6 P3.7 图2 P3.2 P3.1 P3.0
硬件设计
在Protues中设计出硬件电路图，连线方法如下： （1）把单片机的P3.0－P3.7 端口连接到“4X4 行列式键盘”区域中的C1－C4 R1－R4 端口 上； （2）把单片机系统的P0.0/AD0－P0.7/AD7 端 口连接到 7段LED的中的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。
单片机入门-矩阵键盘控制数码管显示

单片机入门-矩阵键盘控制数码管显示


} } }
t=P2; t=t&0xf0;
单片机晶振复位电路：
锁存器、上拉电阻：
4x4矩阵键盘：
代码实现：
void key44scan(void)//键盘扫描函数 {
uint t; P2=0xfe; t=P2; t=t&0xf0; if(t!=0xf0) {
delay(); t=P2;
switch(t) {
case 0xee:keynum=1; break; case 0xde:keynum=5; break; case 0xbe:keynum=9; break; case 0x7e:keynum=13; break; } P0=table[keynum]; while(t!=0xf0) { t=P2; t=t&0xf0; } }
t=P2; t=t&0xf0; } }
P2=0xf7; t=P2; t=t&0xf0; if(t!=0xf0) {
delay(); t=P2;
switch(t) {
case 0xe7:keynum=4; break; case 0xd7:keynum=8; break; case 0xb7:keynum=12; break; case 0x77:keynum=0; break; } P0=table[keynum]; while(t!=0xf0) {
} P0=table[keynum]; while(t!=0xf0) {
t=P2; t=t&0xf0; } }
P2=0xfb; t=P2; t=t&0xf0; if(t!=0xf0) {
delay(); t=P2;
switch(t) {
case 0xeb:keynum=3; break; case 0xdb:keynum=7; break; case 0xbb:keynum=11; break; case 0x7b:keynum=15; break; } P0=table[keynum]; while(t!=0xf0) {
单片机实现4X4矩阵键盘控制项目PPT课件

单片机实现4X4矩阵键盘控制项目PPT课件


-
5
• 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。
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6
• 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：
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10
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。
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
•
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”