单片机矩阵键盘实验
基于单片机的矩阵键盘操作实验
实验十二基于单片机的矩阵键盘操作实验12.1 实验目的1. 掌握单片机AT89C52与矩阵键盘的接口技术。
2. 用protues实现该接口的电路设计和程序设计，并进行实时交互仿真。
3. AT89C52单片机对4×4矩阵键盘进行动态扫描，当按完一次键盘时，可将相应按键值（0-F）实时显示在数码管上。
12.2 PROTUES电路设计单片机与矩阵键盘的接口电路原理图如图12-1所示。
图12-1 单片机与矩阵键盘的接口电路原理图12.3 实验内容键盘分编码键盘和非编码键盘。
键盘上闭合键的识别由专用的硬件编码器实现，并产生键编码号或键值的称为编码键盘，如计算机键盘。
在单片机组成的各种系统中，用的最多的是非编码键盘，也有用到编码键盘的。
1.从PROTUES库中选取元器件① AT89C52：单片机；② RES：电阻；③ 7SEG-MPX2-CC-BLUE：七段共阴绿色数码管；④ CAP/CAP-ELEC：电容、电解电容；⑤ CRYSTAL：晶振；⑥ BUTTON：按键。
2.放置元器件3.放置电源和地（终端）4.连线5.元器件属性设置6.电气检测12.4 程序设计1. 流程图矩阵键盘操作程序流程图如图12-2所示。
图12-2 矩阵键盘操作程序流程图2.源程序设计C程序设计：#include<reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit we1=P1^0;uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0};uchar num,temp,num1;void delay(uint z){uint x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);}uchar keyscan();void display(uchar aa);void main(){num=17;while(1){display(keyscan());}}void display(uchar aa){P2=table[aa-1];we1=0;}uchar keyscan(){P3=0xfe;temp=P3;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){delay(5);temp=P3;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){temp=P3;switch(temp){case 0xee:num=1;break;case 0xde:num=2;break;case 0xbe:num=3;break;case 0x7e:num=4;break;}while(temp!=0xf0){temp=P3;temp=temp&0xf0;}}}P3=0xfd;temp=P3;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){delay(5);temp=P3;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){temp=P3;switch(temp){case 0xed:num=5;break;case 0xdd:num=6;break;case 0xbd:num=7;break;case 0x7d:num=8;break;}while(temp!=0xf0){temp=P3;temp=temp&0xf0;}}}P3=0xfb;temp=P3;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){delay(5);temp=P3;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){temp=P3;switch(temp){case 0xeb:num=9;break;case 0xdb:num=10;break;case 0xbb:num=11;break;case 0x7b:num=12;break;}while(temp!=0xf0){temp=P3;temp=temp&0xf0;}}}P3=0xf7;temp=P3;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){delay(5);temp=P3;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){temp=P3;switch(temp){case 0xe7:num=13;break;case 0xd7:num=14;break;case 0xb7:num=15;break;case 0x77:num=16;break;}while(temp!=0xf0){temp=P3;temp=temp&0xf0;}}}return num;}12.5 PROTUES仿真矩阵键盘仿真图如图12-3所示。
【免费下载】单片机中用矩阵键盘实现计算器
col_1=1;
col_2=1;
col_3=1;
col_4=0;
keyfind(12);
col_1=0;
col_2=0;
col_3=0;
col_4=0;
//第一列输出'0'
//第二列输出'0'
//第三列输出'0'
//第四列输出'0'
//列线输出全为'0'
flag++; //每按一下标志位加 1
while(((P1&0x0f)!=0x0f)); //等待按键释放
break; case 2:
keynum=2+col_dat; break; case 4: keynum=3+col_dat; break; case 8: keynum=4+col_dat; break; }
} void keyprocess(void) {
switch(keynum) {
case 1:if(flag==1) //flag=1 表示是第一次按下，按得是被除数 num1=7; //第一个键按下对应是数字 7 if(flag==3) //flag=3 表示是第三次按下，按的是除数 num2=7; break;
计算器
1.程序要求：
用矩阵按键实现简单的加减乘除运算。
2.程序代码：
#include <reg51.h> #include <stdio.h> sbit col_1=P1^4; sbit col_2=P1^5; sbit col_3=P1^6; sbit col_4=P1^7;
unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//共阴极数 码管 unsigned char keynum,flag; unsigned char num1,num2,flag1,flag2,flag3,flag4; void keyscan(void); void display(); void keyfind(unsigned char); void keyprocess(void);
单片机 矩阵键盘实验 实验报告
单片机矩阵键盘实验实验报告一、实验目的本次实验的目的是掌握原理和方法，利用单片机识别矩阵键盘并编程实现键码转换功能，控制LED点亮显示。
二、实验原理矩阵键盘是一种由多路单向控制器输入行选择信号与列选择信号连接而形成的一一对应矩阵排列结构。
它广泛应用于电子游戏机、办公自动化设备、医疗仪器、家电控制及书籍检索机器等方面。
本次实验采用的矩阵键盘是一个4 x 4矩阵，用4段数码管显示按键编码，每个按键都可以输入一个代码，矩阵键盘连接单片机，实现一个软件算法来识别键码转化。
从而将键盘中的按键的按下信号转换成程序能够识别的代码，置于相应的输出结果中，控制LED点亮，从而可以实现矩阵键盘按键的转换功能。
三、实验方法1.硬件搭建：矩阵键盘（4行4列）与单片机（Atmel AT89C51）相连，选择引脚连接，并将数码管和LED与单片机相连以实现显示和点亮的功能。
2.程序设计：先建立控制体系，利用中断服务子程序识别和码值转换，利用中断服务子程序实现从按键的按下信号转换为程序能够识别的代码，然后将该代码段编写到单片机程序中，每次按下矩阵键盘按键后单片机给出相应的按键编码输出，用数码管显示，控制LED点亮。
四、实验结果经过实验，成功实现了矩阵键盘与单片机之间的连接，编写了中断服务子程序，完成了按键编码输出与LED点亮的功能。
实验完成后，数码管显示各种按键的编码，同时LED会点亮。
本次实验介绍了矩阵键盘的原理，论述了键码转换的程序设计步骤，并实验完成矩阵键盘与单片机的连接，实现用LED点亮以及数码管显示按键的编码。
通过本次实验，受益匪浅，使我对使用单片机编写算法与程序有了更深入的认识，同时丰富了课堂学习的内容，也使我更加热爱自己所学的专业。
单片机 矩阵键盘实验 实验报告
实验五矩阵键盘实验一、实验内容1、编写程序，做到在键盘上每按一个数字键(0－F)用发光二极管将该代码显示出来。
按其它键退出。
2、加法设计计算器，实验板上有12个按键，编写程序，实现一位整数加法运算功能。
可定义“A”键为“+”键，“B”键为“=”键。
二、实验目的1、学习独立式按键的查询识别方法。
2、非编码矩阵键盘的行反转法识别方法。
三、实验说明1、MCS51系列单片机的P0～P3口作为输入端口使用时必须先向端口写入“1”。
2、用查询方式检测按键时，要加入延时(通常采用软件延时10～20mS)以消除抖动。
3、识别键的闭合，通常采用行扫描法和行反转法。
行扫描法是使键盘上某一行线为低电平，而其余行接高电平，然后读取列值，如读列值中某位为低电平，表明有键按下，否则扫描下一行，直到扫完所有行。
行反转法识别闭合键时，要将行线接一并行口，先让它工作在输出方式，将列线也接到一个并行口，先让它工作于输入方式，程序使CPU通过输出端口在各行线上全部送低电平，然后读入列线值，如此时有某键被按下，则必定会使某一列线值为0。
然后，程序对两个并行端口进行方式设置，使行线工作于输入方式，列线工作于输出方式，并将刚才读得的列线值从列线所接的并行端口输出，再读取行线上输入值，那么，在闭合键所在行线上的值必定为0。
这样，当一个键被接下时，必定可以读得一对唯一的行线值和列线值。
由于51单片机的并口能够动态地改变输入输出方式，因此，矩阵键盘采用行反转法识别最为简便。
行反转法识别按键的过程是：首先，将4个行线作为输出，将其全部置0，4个列线作为输入，将其全部置1，也就是向P1口写入0xF0；假如此时没有人按键，从P1口读出的值应仍为0xF0；假如此时1、4、7、0四个键中有一个键被按下，则P1.6被拉低，从P1口读出的值为0xB0；为了确定是这四个键中哪一个被按下，可将刚才从P1口读出的数的低四位置1后再写入P1口，即将0xBF写入P1口，使P1.6为低，其余均为高，若此时被按下的键是“4”，则P1.1被拉低，从P1口读出的值为0xBE；这样，当只有一个键被按下时，每一个键只有唯一的反转码，事先为12个键的反转码建一个表，通过查表就可知道是哪个键被按下了。
实验一 矩阵键盘检测
实验一矩阵键盘检测一、实验目的：1、学习非编码键盘的工作原理和键盘的扫描方式。
2、学习键盘的去抖方法和键盘应用程序的设计.二、实验设备：51/AVR实验板、USB连接线、电脑三、实验原理:键盘接口电路是单片机系统设计非常重要的一环,作为人机交互界面里最常用的输入设备。
我们可以通过键盘输入数据或命令来实现简单的人机通信。
1、按键的分类一般来说,按键按照结构原理可分为两类，一类是触点式开关按键，如机械式开关、导电橡胶式开关等；另一类是无触点式开关按键，如电气式按键,磁感应按键等。
前者造价低，后者寿命长.目前,微机系统中最常见的是触点式开关按键（如本学习板上所采用按键）。
按键按照接口原理又可分为编码键盘与非编码键盘两类，这两类键盘的主要区别是识别键符及给出相应键码的方法。
编码键盘主要是用硬件来实现对键的识别，非编码键盘主要是由软件来实现键盘的识别.全编码键盘由专门的芯片实现识键及输出相应的编码,一般还具有去抖动和多键、窜键等保护电路,这种键盘使用方便，硬件开销大，一般的小型嵌入式应用系统较少采用。
非编码键盘按连接方式可分为独立式和矩阵式两种,其它工作都主要由软件完成.由于其经济实用，较多地应用于单片机系统中(本学习板也采用非编码键盘）。
2、按键的输入原理在单片机应用系统中,通常使用机械触点式按键开关,其主要功能是把机械上的通断转换成为电气上的逻辑关系。
也就是说，它能提供标准的TTL 逻辑电平，以便与通用数字系统的逻辑电平相容。
此外，除了复位按键有专门的复位电路及专一的复位功能外，其它按键都是以开关状态来设置控制功能或输入数据。
当所设置的功能键或数字键按下时，计算机应用系统应完成该按键所设定的功能。
因此，键信息输入是与软件结构密切相关的过程。
对于一组键或一个键盘,通过接口电路与单片机相连.单片机可以采用查询或中断方式了解有无按键输入并检查是哪一个按键按下，若有键按下则跳至相应的键盘处理程序处去执行,若无键按下则继续执行其他程序。
单片机c语言程序设计---矩阵式键盘实验报告
单片机c语言程序设计---矩阵式键盘实验报告课程名称：单片机c语言设计实验类型：设计型实验实验项目名称：矩阵式键盘实验一、实验目的和要求1.掌握矩阵式键盘结构2.掌握矩阵式键盘工作原理3.掌握矩阵式键盘的两种常用编程方法，即扫描法和反转法二、实验内容和原理实验1.矩阵式键盘实验功能：用数码管显示4*4矩阵式键盘的按键值，当K1按下后，数码管显示数字0，当K2按下后，显示为1，以此类推，当按下K16，显示F。
（1）硬件设计电路原理图如下仿真所需元器件（2）proteus仿真通过Keil编译后，利用protues软件进行仿真。
在protues ISIS 编译环境中绘制仿真电路图，将编译好的“xxx.hex”文件加入AT89C51。
启动仿真，观察仿真结果。
操作方完成矩阵式键盘实验。
具体包括绘制仿真电路图、编写c源程序（反转法和扫描法）、进行仿真并观察仿真结果，需要保存原理图截图，保存c源程序，总结观察的仿真结果。
完成思考题。
三、实验方法与实验步骤1.按照硬件设计在protues上按照所给硬件设计绘制电路图。
2.在keil上进行编译后生成“xxx.hex”文件。
3.编译好的“xxx.hex”文件加入AT89C51。
启动仿真，观察仿真结果。
四、实验结果与分析void Scan_line()//扫描行{Delay(10);//消抖switch ( P1 ){case 0x0e: i=1;break;case 0x0d: i=2;break;case 0x0b: i=3;break;case 0x07: i=4;break;default: i=0;//未按下break;}}void Scan_list()//扫描列{Delay(10);//消抖switch ( P1 ){case 0x70: j=1;break;case 0xb0: j=2;break;case 0xd0: j=3;break;case 0xe0: j=4;break;default: j=0;//未按下break;}}void Show_Key(){if( i != 0 && j != 0 ) P0=table[ ( i - 1 ) * 4 + j - 1 ];else P0=0xff;}五、讨论和心得。
矩阵式键盘设计实训报告
一、实验目的1. 掌握矩阵式键盘的工作原理及电路设计方法。
2. 熟悉单片机与矩阵键盘的接口连接及编程技巧。
3. 提高动手实践能力，培养创新意识。
二、实验设备1. 单片机实验平台2. 矩阵键盘模块3. 数字多用表4. 编译器（如Keil51）5. 连接线三、实验原理矩阵键盘是一种常用的键盘设计方式，通过行列交叉点连接按键，从而实现多个按键共用较少的I/O端口。
矩阵键盘通常采用逐行扫描的方式检测按键状态，当检测到按键按下时，根据行列线的电平状态确定按键位置。
四、实验内容1. 矩阵键盘电路设计2. 矩阵键盘编程3. 矩阵键盘测试与调试五、实验步骤1. 电路设计（1）根据矩阵键盘的规格，确定行线和列线的数量。
（2）将行线和列线分别连接到单片机的I/O端口。
（3）在行线上串联电阻，防止按键抖动。
（4）连接电源和地线。
2. 编程（1）初始化单片机的I/O端口，将行线设置为输出，列线设置为输入。
（2）编写逐行扫描程序，逐行拉低行线，读取列线状态。
（3）根据行列线状态判断按键位置，并执行相应的操作。
3. 测试与调试（1）将编写好的程序下载到单片机中。
（2）连接矩阵键盘，观察按键是否正常工作。
（3）使用数字多用表检测行列线电平，确保电路连接正确。
（4）根据测试结果，对程序进行调试，直到矩阵键盘正常工作。
六、实验结果与分析1. 电路连接正确，按键工作正常。
2. 逐行扫描程序能够正确检测按键位置。
3. 按键操作能够触发相应的程序功能。
七、实验总结1. 通过本次实训，掌握了矩阵式键盘的工作原理及电路设计方法。
2. 熟悉了单片机与矩阵键盘的接口连接及编程技巧。
3. 提高了动手实践能力，培养了创新意识。
八、心得体会1. 在实验过程中，遇到了电路连接错误和程序调试困难等问题，通过查阅资料、请教老师和同学，最终成功解决了问题。
2. 本次实训让我深刻体会到理论知识与实际操作相结合的重要性，同时也认识到团队合作的重要性。
九、改进建议1. 在电路设计过程中，可以考虑增加去抖动电路，提高按键稳定性。
单片机实验4 矩阵键盘实验
华南农业大学实验报告专业班次08电信1 组别200831120102 题目实验四矩阵键盘实验姓名陈建泽日期2010.11.03一、实验目的1. 学习非编码键盘的工作原理和键盘的扫描方式。
2. 学习键盘的去抖方法和键盘应用程序的设计。
二、实验设备：STC89C52单片机实验板、串口下载线、USB连接线、电脑三、实验原理键盘是单片机应用系统接受用户命令的重要方式。
单片机应用系统一般采用非编码键盘，需要由软件根据键扫描得到的信息产生键值编码，以识别不同的键。
本板采用4*4矩阵键盘，行信号分别为P1.0-P1.3，列信号分别为P1.4-P1.7。
具体电路连接见下图矩阵键盘电路原理图对于键的识别一般采用逐行（列）扫描查询法，判断键盘有无键按下，由单片机I/O口向键盘送全扫描字，然后读入列线状态来判断。
成绩：教师：日期：四、实验步骤1. 分析实验所用到的电路原理图，根据需要连接跳线帽（由于P1.3和P1.4管脚和实时时钟芯片DS1302复用，所有在做矩阵键盘实验的时候务必拔去板上的DS1302芯片，以免产生干扰）。
2．按不同的键，用数码管的最后一位显示按键的键值。
3. 画出流程图。
4.根据流程图编写实验程序，并完成调试。
五、实验流程图矩阵键盘实验流程图六、实验程序/******************实验四 矩阵键盘实验****************/;实验名称：矩阵键盘实验;功 能：4*4矩阵键盘，按不同的键，用数码管的最后一位显示按键的键值。
1.置所有行值为低电平2.读取列的状态，给 A 开始A ！=0？ 延时10ms ，去抖动 置行计数器R0=00H 列列计数器R1=00H 置行输出扫描初始值为0FEH 输出行扫描字，置某一行为低 有列被按下？ 行计数器增1 行扫描字左移一位 最后一行？ 判断具体是哪一列按下 存列号到R1 计算键值并显示;编写人：陈建泽;编写时间：2010年11月2日/**********************程序代码************************/ORG 0000H ;上电或复位后初始化引导程序地址AJMP MAIN ;跳转到主程序ORG 0000HAJMP MAINORG 0030HMAIN: MOV P2,#0F7H ;选通数码管最后一位MOV P1,#0F0H ;令所有行为低电平MOV R7,#100 ;让P1输出稳定DJNZ R7,$MOV A,P1 ;先确定是否有键按下ANL A,#0F0HXRL A,#0F0H ;与上一句作用，判断是否有按键按下JZ MAIN ;无则重新扫描LCALL D10MS ;延时10ms，去除抖;判断是否确实有按键按下MOV A,#00HMOV R0,A ;R0做行计数器，初始值为0MOV R1,A ;R1做列计数器，初始值为0MOV R2,#0FEH ;R2低4位为行扫描子，初始值为1111 1110B SKEY0:MOV A,R2MOV P1,A ;输出行扫描字，先扫第一行MOV R7,#10 ;让P1输出稳定DJNZ R7,$MOV A,P1 ;读列值ANL A,#0F0HXRL A,#0F0H ;取列值JNZ LKEY ;A不为零，则确实有按键按下了;然后转去判断具体是哪一列INC R0 ;增1，记录准备扫描的下一行MOV A,R2RL A ;不带进位位，左移一位，准备扫描下一行MOV R2,AMOV A,R0 ;判断是否已经四行都扫描完了CJNE A,#04H,SKEY0AJMP MAIN ;都扫描完则循环开始;判断具体列值LKEY: JNB ACC.4,NEXT1 ;若ACC.4为1,则是第一列有按键按下了MOV A,#00H ;存0列号到R1MOV R1,AAJMP DKEY ;去计算键值并显示NEXT1:JNB ACC.5,NEXT2MOV A,#01H ;存1列号到R1MOV R1,AAJMP DKEYNEXT2:JNB ACC.6,NEXT3MOV A,#02H ;存2列号到R1MOV R1,AAJMP DKEYNEXT3:JNB ACC.7,MAIN ;到第四列都检测不到，则从新开始MOV A,#03H ;存3列号到R1MOV R1,AAJMP DKEY;计算键值并显示键值DKEY: MOV A,R0 ;取行号给AMOV B,#04HMUL ABADD A,R1 ;根据键值=行号*4+列号计算出具体键值AJMP SQR ;根据键值查询字型码/*********************查表子程序***************************/SQR: MOV DPTR,#TAB ;表首地址给DPTRMOVC A,@A+DPTR ;查第一个字型的字型码MOV P0,A ;送段码，数码管显示具体值AJMP MAIN ;返回开始TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H, 92H, 82H, 0F8H ;共阳极字型码表0——7 DB 80H, 90H, 88H, 83H, 0C6H,0A1H,86H, 8EH ;共阳极字型码表8——F/*********************10ms延时子程序**********************/D10MS:MOV R6,#10L1:MOV R5,#248DJNZ R5,$DJNZ R6,L1RETEND/*********************程序编写结束*************************/根据实验流程图，编写出一下实验程序。
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单片机独立按键和矩阵键盘操作
[实验要求]
独立按键操作: 试操作P3.4~P3.7控制的四个独立按键中的某一个, 每按一次, 数码管上显示数字作一次加1或减1变化, 显示数字在0~9之间.
矩阵键盘操作: 依次按下4*4 矩阵键盘上从第1 到第20 个键，同时在六位数码管上依次显示0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。
[实验原理]
(1) 按键识别去抖动原理:我们在手动按键的时候, 由于机械抖动或是其它一些非人为的因素很有可能造成误识别, 一般手动按下一次键然后接着释放, 按键两片金属膜接触的时间大约为50ms 左右，在按下瞬间到稳定的时间为5-10ms,在松开的瞬间到稳定的时间也为5-10ms，如果我们在首次检测到键被按下后延时10ms 左右再去检测，这时如果是干扰信号将不会被检测到，如果确实是有键被按下，则可确认，以上为按键识别去抖动的原理。
(2) 独立按键识别: 判断是否按下键盘，当单片机上电时所有I/O 口为高电平，参照实验电路图, S2 键一端接地另一端接P3.4，所以当键被按下时P3.4 口直接接地，此时检测P3.4 肯定为低电平。
(3) 矩阵键盘识别: 参照实验电路图, 矩阵键盘的四行分别与P3.0-P3.3 连接，四列分别与P3.4-P3.7 连接。
如识别第1列按键, 可给P3.4送低电平，其余为高电平, 把P3口数据读回, 判断其第4位是否全为1, 如果全为1,则该列无键按下, 可继续判断下1列, 如有某位为0, 则有键按下,并可根据其位置识别按键所在行,从而确定该按键位置和键值. 其它各列按键识别类同.
[实验目的]
(1)掌握独立按键的识别方法.
(2)掌握按键去抖动的基本原理。
(3)了解矩阵键盘检测的操作方法。
(4)进一步巩固掌握数码管的显示操作方法.
[硬件电路]
图1 独立键盘和矩阵键盘电路图
图2 矩阵键盘接口图。