矩阵式键盘的结构与工作原理
矩阵式键盘的结构与工作原理
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
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键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方法如下所述
矩阵式键盘的按键识别方法
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键识别方法如上图所示
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 个按键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方法
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
行线交叉处的按键就是闭合的按键
下面给出一个具体的例子
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方法是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 则无键闭合否则有键闭合
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方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 这一行没有键闭合否则
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__
矩阵式键盘的输入实验
实验六、矩阵式键盘的输入实验 实验目的 学习矩阵式键盘工作原理 学习矩阵式键盘接口的电路设计和程序设计 实验设备 仿真器 单片机最小系统实验教学模块 矩阵式键盘实验模块 动态扫描数码管显示模块 实验要求 要求实现：在矩阵式键盘中的某个键被按下时，8位LED动态显示器上最低位显示该键对应的字符，以前的字符向高位推进一位 实验原理 矩阵式由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点。一个4*4 的行列结构可以构成一个16个按键的键盘。很明显，在按键数量较多的场合，矩阵式键盘与独立式键盘相比，要节省很多的I/O端口 矩阵式键盘工作原理 按键是设置在行列的交接点上，行列分别连接到按键开关的两端。行线通过上拉电阻接到+5V上。平时无按键按下时，行线处于高电平状态，而当有按键按下时，行线电平状态将由与此行线相连的列线电平决定。列线电平如果为低，则行线电平为低，列线电平如果为高，则行线电平则为高。这一点是识别矩阵式键盘是否被按下的关键所在。由于行列式键盘中行列线为多键共用，各按键均影响该键所在行和列的电平。因此，各按键彼此将相互发生影响，所以必须将行列线信号配合起来并作适当的出来，才能确定闭合键的位置。 键被按下时，与此键相连的行线电平将由与此相连的列线电平决定，而行线电平在物件按显示处于高电平状态。如果让所有列线出于高电平时没法识别出按键的，现在发过来，让所有列线处于低电平，很明显，按下的键所在行电平将也被置为低电平，根据此变化，便能判定该行一定又键被按下。但我们还不能确定是这一行的哪个键被按下。所以，为了进一步判定到底是哪一列的键被按下，可在某一时刻只让一列线处于低电平。而其余所有列线处于高电平。当第一列为低电平，其余各列为高电平时，因为键4被按下，所以死一行扔处于高电平状态；当第二列为低电平，其余各列为高电平时，同样哦我们会发现第一行仍处于高电平状态。知道让第四列为低电平，其余各列为高电平时，因为是4号键被按下，所以第一行的高电平状态转换到第四列所处的低电平，据此，我们确信第一行第四列交叉点处的按键即4号键被按下。 识别键盘有无键被按下的方法是：让所有列线均为低电平，检查各行线电平是否有低电
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 课程机电一体化设计基础 院系机械电子工程学院 班级 学号 姓名
指导老师杨雨图 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。 7、检查验证结果。 六、实验具体内容 使用单片机的P1口与矩阵式键盘连接时，可以将P1口低4位的4条端口线定义为行线，P1口高4位的4条端口线定义为列线，形成4*4键盘，可以配置16个按键，将单片机P2口与七段数码管连接，当按下矩阵键盘任意键时，数码管显示该键所在的键号。 1、电路图
笔记本16乘8矩阵键盘原理
键盘工作的主要原理：计算机键盘通常采用行列扫描法来确定按下键所在的行列位置。所谓行列扫描法是指，把键盘按键排列成n行×m列的n*m行列点阵，把行、列线分别连接到两个并行接口双向传送的连接线上，点阵上的键一旦被按动，该键所在的行列点阵信号就被认为已接通。按键所排列成的矩阵，需要用硬件或软件的方法轮转顺序地对其行、列分别进行扫描，以查询和确认是否有键按动。如有键按动，键盘就会向主机发送被按键所在的行列点阵的位置编码，称为键扫描码。单片机通过周期性扫描行、列线，读回扫描信号结果，判断是否有键按下，并计算按键的位置以获得扫描码。键被按下时，单片机分两次将位置扫描码发送到键盘接口：按下一次，叫接通扫描码；按完释放一次，叫断开扫描码。这样，通过硬件或软件的方法对键盘分别进行行、列扫视，就可以确定按下键所在位置，获得并输出扫描位置码，然后转换为ASCII码，经过键盘I/O电路送入主机，并由显示器显示出来。 我們的應用是EC有KSI/KSO接鍵盤,EC確認鍵盤某個鍵有作用,才會通知系統來減少系統資源浪費,此外每一列会间断性发low讯号 請問一秒內,一個固定的列(KSO)會發1000次Low Pulse. 笔记本EC中使用到了16*8矩阵键盘,其中16根列线输入端为KSO0~KSO15，8根行线输出端为KSI0~KSI7。16根列线和8根行线可以确定16*8=128个坐标点。键按矩阵排列,各键处于矩阵行/列的结点处,CPU通过对连在行(列)的I/O线送已知电平的信号,然后读取列(行)线的状态信息。逐线扫描,得出键码。下图给出了4*4的矩阵键盘的电路具体加以说明。 矩阵式键盘中，行、列线分别连接到按键开关的两端，行线X0、X1、X2、X3通过上拉电阻接到+5 V上。当无键按下时，行线处于高电平状态，显然，如果让所有的列线也处在高电平，那么，按键按下与否不会引起行线电平的变化，因此，必须使所有列线处在低电平，只有这样，当有键按下时，该键所在的行电平才会由高电平变为低电平。当有键按下时，行、列线将导通，此时，行线电平将由与此行线相连的列线电平决定。这一点是识别矩阵按键是否被按下的关键。 按键按下时，与此键相连的行线与列线导通，对应的行线被拉低，CPU根据行平电的变化，便能判定相应的行有键按下。例如8号键按下时，第X2行一定为低电平，然而，第2行为低电平时，不能确定一定是8号键按下的，因为9、10、11号键按下同样使第2行为低电平。为进一步
单片机矩阵键盘实验
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.
矩阵键盘检测实验
昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告 （2013 —2014 学年第 2 学期） 课程名称：单片机原理及接口技术开课实验室： 2014年5月27日 一、上机目的及内容 上机目的：掌握单片机I/O口的输入检测的方法、矩阵按键的识别方法、键盘消抖等。 学会实时程序的调试技巧。 上机内容：实验板上电时，数码管不显示，顺序按下矩阵键盘后，在数码管上依次显示0到F，6个数码管同时静态显示即可。 二、实验原理及本技术路线图（方框原理图或程序流程图） 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会造成误识别，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。 下图中按键s6-s218条线分别联接p3口相连，p3.0~p3.3控制1~4行，p3.4~p3.7控制1~4列。
三、所用仪器、材料（设备名称、型号、规格等或使用软件） Pc机一台，keil软件,stc-isp 四、实验方法、步骤（或：程序代码或操作过程） 1、按实验要求在KeilC中创建项目，编辑、编译程序。 2、将编译生成的目标码文件（后缀为.Hex）下载到实验板电路中。 3、在实验板中运行程序，观察实验运行结果并记录。 程序代码： org 0000h wei bit p2.7 duan bit p2.6 main: mov p3,#0ffh mov a,p3 setb wei mov p0,#0ffh clr wei mov dptr,#table m1: mov p3,#0feh mov a,p3 cjne a,#0feh,s1 jmp s7 s1: call delay mov a,p3 cjne a,#0feh,s2 jmp s7 s2: mov a,p3 cjne a,#0eeh,s3 mov r2,#0 jmp s8 s3: mov a,p3
实验四 键盘扫描及显示设计实验报告
实验四键盘扫描及显示设计实验报告 一、实验要求 1. 复习行列矩阵式键盘的工作原理及编程方法。 2. 复习七段数码管的显示原理。 3. 复习单片机控制数码管显示的方法。 二、实验设备 1.PC 机一台 2.TD-NMC+教学实验系统 三、实验目的 1. 进一步熟悉单片机仿真实验软件 Keil C51 调试硬件的方法。 2. 了解行列矩阵式键盘扫描与数码管显示的基本原理。 3. 熟悉获取行列矩阵式键盘按键值的算法。 4. 掌握数码管显示的编码方法。 5. 掌握数码管动态显示的编程方法。 四、实验内容 根据TD-NMC+实验平台的单元电路，构建一个硬件系统，并编写实验程序实现如下功能： 1.扫描键盘输入，并将扫描结果送数码管显示。 2.键盘采用 4×4 键盘，每个数码管显示值可为 0～F 共 16 个数。 实验具体内容如下： 将键盘进行编号，记作 0～F，当按下其中一个按键时，将该按键对应的编号在一个数码 管上显示出来，当再按下一个按键时，便将这个按键的编号在下一个数码管上显示出来，数 码管上可以显示最近 4 次按下的按键编号。 五、实验单元电路及连线 矩阵键盘及数码管显示单元
图1 键盘及数码管单元电路 实验连线 图2实验连线图 六、实验说明 1. 由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动。抖动时间的长短由按键的机械特性决定，一般为 5～10ms。这是一个很重要的时间参数，在很多场合都要用到。 键抖动会引起一次按键被误读多次。为了确保 CPU 对键的一次闭合仅做一次处理，必须去除键抖动。在键闭合稳定时，读取键的状态，并且必须判别；在键释放稳定后，再作处理。按
矩阵键盘扫描实验
实验矩阵键盘扫描实验 一、实验要求 利用4X4 16位键盘和一个7段LED构成简单的输入显示系统，实现键盘输入和LED 显示实验。 二、实验目的 1、理解矩阵键盘扫描的原理； 2、掌握矩阵键盘与51单片机接口的编程方法。 三、实验电路及连线 Proteus实验电路
1、主要知识点概述： 本实验阐述了键盘扫描原理，过程如下：首先扫描键盘，判断是否有键按下，再确定是哪一个键，计算键值，输出显示。 2、效果说明： 以数码管显示键盘的作用。点击相应按键显示相应的键值。 五、实验流程图
1、Proteus仿真 a、在Proteus中搭建和认识电路； b、建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真； c、如不能正常工作，打开调试窗口进行调试 参考程序： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0030H MAIN: MOV DPTR,#TABLE ;将表头放入DPTR LCALL KEY ;调用键盘扫描程序 MOVC A,@A+DPTR ;查表后将键值送入ACC MOV P2,A ;将ACC值送入P0口 LJMP MAIN ;返回反复循环显示 KEY: LCALL KS ;调用检测按键子程序 JNZ K1 ;有键按下继续 LCALL DELAY2 ;无键按调用延时去抖 AJMP KEY ;返回继续检测按键 K1: LCALL DELAY2 LCALL DELAY2 ;有键按下延时去抖动 LCALL KS ;再调用检测按键程序 JNZ K2 ;确认有按下进行下一步 AJMP KEY ;无键按下返回继续检测 K2: MOV R2,#0EFH ;将扫描值送入R2暂存MOV R4,#00H ;将第一列值送入R4暂存 K3: MOV P1,R2 ;将R2的值送入P1口 L6: JB P1.0,L1 ;P1.0等于1跳转到L1 MOV A,#00H ;将第一行值送入ACC AJMP LK ;跳转到键值处理程序 L1: JB P1.1,L2 ;P1.1等于1跳转到L2 MOV A,#04H ;将第二行的行值送入ACC AJMP LK ;跳转到键值理程序进行键值处理 L2: JB P1.2,L3 ;P1.2等于1跳转到L3
矩阵键盘电路设计
课程设计 题目矩阵键盘电路设计教学院计算机学院 专业计算机应用技术班级 姓名 指导教师 2010 年01 月12 日
前言.................................................................... 第一章需求分析......................................................... 功能描述......................................................... 功能分析......................................................... 第二章系统的原理及分析................................................. 用到的知识点的介绍，知识点使用的总体思路 第三章详细设计......................................................... 硬件设计 系统结构图，元器件的选择等 软件设计 所设计的软件关键模块的程序流程 第四章测试............................................................ 运行结果分析等 第五章总结............................................................. 参考文献................................................................ 附录 关键程序代码........................................................
微机原理课题设计实验报告材料之矩阵式键盘数字密码锁
微机系统与应用课程设计报告 班级： 学号： 姓名： 实验地点：E楼Ⅱ区311 实验时间：2013.3.4-3.9
矩阵式键盘数字密码锁设计 一 . 实验目的 1.掌握微机系统总线与各芯片管脚连接方法，提高接口扩展硬件电路的连 接能力。 2.初步掌握键盘扫描，密码修改和计时报警程序的编写方法。 3.掌握通过矩阵式键盘扫描实现密码锁功能的设计思路和实现方法。二．实验内容 矩阵式键盘数字密码锁设计，根据设定好的密码，采用4x4矩阵键盘实现密码的输入功能。当密码输入正确之后，锁就打开（绿灯亮），10秒之后，锁自动关闭（红灯亮）；如果连续输入三次密码不正确，就锁定按键5秒钟，同时发出报警(黄灯闪)，5秒后，解除按键锁定，恢复密码输入。 数字密码锁操作键盘参考上面设定，也可以自行设计键盘。用户初始密码为“123456”，系统加电运行后，密码锁初始状态为常闭（红灯亮），用户可以选择开锁或修改密码： 如果选择开锁就按“Open”键，系统提示输入密码，输入用户密码+“#”键后，如果密码正确，就打开锁（绿灯亮），系统等待10秒，然后重新关闭密码锁，若密码错，提示重新输入，连续三次错误，提示警告词同时报警（黄灯闪），锁定键盘5秒，然后重新进入初始状态； 如果选择修改密码就按”Modify Secret”键，系统提示输入旧密码，输入旧密码+“#”键后，如果正确，系统提示输入新密码，输入新密码+“#”后，新密码起效，重新进入初始状态；如果旧密码错，不能修改密码，密码锁直接进入初始状态。 三．实验基本任务 1）具有开锁、修改用户密码等基本的密码锁功能。 2）对于超过3次密码密码错误，锁定键盘5秒，系统报警。5秒后解除锁定。 4）通过LCD字符液晶和LED指示灯（红，绿，黄）实时显示相关信息。 5）用户密码为6位数字，显示采用“*”号表示。 6）码锁键盘设计合理，功能完善，方便用户使用。 本次实验还做了附加的任务
矩阵键盘单片机识别实验与程序
4×4矩阵键盘51单片机识别实验与程序1．实验任务 图4.14.1 2．硬件电路原理图 图4.14.2 3．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“4X4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．程序设计内容 （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4.14.3 C语言源程序 #include
0x39,0x5e,0x79,0x71}; unsignedchartemp; unsignedcharkey; unsignedchari,j; voidmain(void) { while(1) { P3=0xff; P3_4=0; temp=P3; temp=temp&0x0f; if(temp!=0x0f) { for(i=50;i>0;i--) for(j=200;j>0;j--); temp=P3; temp=temp&0x0f; if(temp!=0x0f) { temp=P3; temp=temp&0x0f; switch(temp)
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
单片机实验报告——矩阵键盘数码管显示
单片机实验报告 信息处理实验 实验二矩阵键盘 专业：电气工程及其自动化 指导老师：高哲 组员：明洪开张鸿伟张谦赵智奇 学号：152703117 \152703115\152703118\152703114室温：18 ℃日期：2017 年10 月25日
矩阵键盘 一、实验内容 1、编写程序，做到在键盘上每按一个键(0－F)用数码管将该建对应的名字显示出来。按其它键没有结果。 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。 3、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。 4、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。 5、掌握利用Keil51软件对程序进行编译。 6、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。 三、实验原理 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。
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。 四、接线方法 键盘连接成4×4的矩阵形式，占用单片机P1口的8根线，行信号是P1.0-1.3,列信号是P1.4-1.7。
实验二 矩阵键盘实验
实验二矩阵键盘实验 一、实验目的 （1）掌握矩阵键盘行列设计方法； （2）掌握矩阵键盘识别方法； （3）掌握矩阵键盘去抖原理； （4）掌握矩阵键盘控制LED或数码管的设计方法； 二、实验原理 电路图参考实验板电路。 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。 三、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LED数码管将该代码显示出来。按其它键退出。 2.利用Proteus，设计4*4矩阵键盘硬件电路，并仿真实现。
4X4矩阵式键盘输入程序
4*4键盘程序 readkeyboard: begin: acall key_on jnz delay ajmp readkeyboard delay:acall delay10ms acall key_on jnz key_num ajmp begin key_num:acall key_p anl a,#0FFh jz begin acall key_ccode push a key_off:acall key_on jnz key_off pop a ret key_on: mov a,#00h orl a,#0fh mov p1,a mov a,p1 orl a,#0f0h cpl a ret key_p: mov r7,#0efh l_loop:mov a,r7 mov p1,a mov a,p1 orl a,#0f0h mov r6,a cpl a jz next ajmp key_c next: mov a,r7 jnb acc.7,error rl a mov r7,a ajmp l_loop error:mov a,#00h ret key_c:mov r2,#00h mov r3,#00h mov a,r6 mov r5,#04h again1:jnb acc.0,out1 rr a inc r2 djnz r5, again1 out1: inc r2 mov a,r7 mov r5,#04h again2:jnb acc.4,out2 rr a inc r3 djnz r5,again2 out2: inc r3 mov a, r2 swap a add a,r3 ret key_ccode:push a swap a anl a,#0fh dec a rl a ;行号乘 4 rl a mov r7,a pop a anl a,#0fh dec a add a,r7 ret delay10ms: anl tmod,#0f0h orl tmod,#01h mov th0,#0d8h mov tl0,#0f0h setb tr0 wait:jbc tf0,over ajmp wait clr tr0 over:ret 单片机键盘设计 （二）从电路或软件的角度应解决的问题 软件消抖：如果按键较多，硬件消抖将无法胜任，常采用软件消抖。通常采用软件延时的方法：在第一次检测到有键按下时，执行一段延时10ms的子程序后，再确认电平是否仍保持闭合状态电平，如果保持闭合状态电平，则确认真正有键按下，进行相应处理工作，消除了抖动的影响。（这种消除抖动影响的软件措施是切实可行的。） 2.采取串键保护措施。串键：是指同时有一个以上的键按下，串键会引起CPU错误响应。 通常采取的策略：单键按下有效，多键同时按下无效。 3.处理连击。连击：是一次按键产生多次击键的效果。要有对按键释放的处理，为了消除连击，使得一次按键只产生一次键功能的执行（不管一次按键持续的时间多长，仅采样一个数据）。否则的话，键功能程序的执行次数将是不可预知，由按键时间决定。连击是可以利用的。连击对于用计数法设计的多功能键特别有效。 三、键盘工作方式 单片及应用系统中，键盘扫描只是CPU的工作内容之一。CPU忙于各项任务时，如何兼顾键盘的输入，取决于键盘的工作方式。考虑仪表系统中CPU任务的份量，来确定键盘的工作方式。 键盘的工作方式选取的原则是：既要保证能及时响应按键的操作，又不过多的占用CPU的工作时间。 键盘的工作方式有：查询方式（编程扫描，定时扫描方式）、中断扫描方式。
键盘实验报告
嵌入式实验报告 键盘实验报告 指导教师：高金山 实验者：13410801 房皓13410802 张耀荣 一、实验目的: 1.了解直接输入键盘与矩阵键盘的原理 2.了解键盘寄存器的功能 3.掌握键盘输入的编程方法 二、实验要求: 1.对所有16个按键进行编码，当按键后，在七段数码管上显示对应的键盘编码。（可 以使用一个或两个七段数码管） 2.对所有16个按键进行编码，当按键后，在八个LED上显示对应的键盘编码。 三、实验内容： 1.在键盘寄存器KPC中，使能矩阵键盘， 2.必须在使用前添加下面语句： #define KAPS_VALUE (*((volatile unsigned char *)(0x41500020))) 3.接下来在button_statusFetch函数中定义变量，其中j用来获取矩阵键盘的键值， 具体如下： char j = 0; j = KAPS_VALUE ; 4.最后，在直入键盘的分支语句后添加矩阵键盘的分支代码段，即switch(j){}代码 段： switch (j) { case 0x00: //key-press 5 kbd_buff=0x8F12; LED_CS2 = kbd_buff; Delay(400); break; …… 四、程序编辑： ；post_initGpio.s
EXPORT post_initGpio AREA post_initGpio ,CODE ,READONLY ldr r1,=0x40e00000 ;GPSR0 MOV R0,#0x3000 ;GPIO<13:12> STR R0,[R1,#0x18] ;GPCR0 MOV R0,#0x800 ;GPIO<11> STR R0,[R1,#0x24] ;GAFR0_L////////////////////////////////////////////////// MOV R0,#0x80000000 ;GPIO<15>:F2:nCS1 STR R0,[R1,#0x54] ;GAFR0_U ldr R0,=0x10 ;0xa5000010 STR R0,[R1,#0x58] ;GPDR0///////////////////////////////////////////////// ldr R0,=0xc1a08000 ;GPIO<15>:nCS1 STR R0,[R1,#0xc] ;GPSR1 MOV R0,#0 STR R0,[R1,#0x1c] ;GPCR1 MOV R0,#0 STR R0,[R1,#0x28] ;GAFR1_L LDR R0,=0xc9c ;0xa9558 STR R0,[R1,#0x5c] ;GAFR1_U LDR R0,=0xca0 ;0xaaa590aa STR R0,[R1,#0x60] ;GPDR1 LDR R0,=0xca4 ;0xfccf0382 STR R0,[R1,#0x10]
矩阵键盘扫描实验
DSP实验报告 实验名称：矩阵键盘扫描实验系部：物理与机电工程学院专业班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 完成时间：2014-5-8 报告成绩：
矩阵键盘扫描实验 一、实验目的 1.掌握键盘信号的输入，DSP I/O的使用； 2.掌握键盘信号之间的时序的正确识别和引入。 二、实验设备 1. 一台装有CCS软件的计算机； 2. DSP试验箱的TMS320F2812主控板； 3. DSP硬件仿真器。 三、实验原理 实验箱上提供一个 4 * 4的行列式键盘。TMS320F2812的8个I / O口与之相连，这里按键的识别方法是扫描法。 当有键被按下时，与此键相连的行线电平将由此键相连的列线电平决定，而行线的电平在无法按键按下时处于高电平状态。如果让所有的列线也处于高电平，那么键按下与否不会引起行线电平的状态变化，始终为高电平。所以，在让所有的列线处于高电平是无法识别出按键的。现在反过来，让所有的列线处于低电平，很明显，按键所在的行电平将被拉成低电平。根据此行电平的变化，便能判断此行一定有按键被按下，但还不能确定是哪个键被按下。假如是5键按下，为了进一步判定是哪一列的按键被按下，可在某一时刻只让一条列线处于低电平，而其余列线处于高电平。那么按下键的那列电平就会拉成低电平，判断出哪列为低电平就可以判断出按键号码。
模块说明： 此模块共有两种按键，KEY1—KEY4是轻触按键，在按键未按下时为高电平输入FPGA，当按键按下后对FPGA输入低电平，松开按键后恢复高电平输入，KEY5—KEY8是带自锁的双刀双掷开关，在按键未按下时是低电平，按键按下时为高电平并且保持高电平不变，只有再次按下此按键时才恢复低电平输入。每当按下一个按键时就对FPGA就会对此按键进行编码，KEY1—KEY8分别对应的是01H、02H、03H、04H、05H、06H、07H、08H。在编码的同时对DSP产生中断INT1，这个时候DSP就会读取按键的值，具体使用方法可以参考光盘例程 key,prj。
EDA矩阵键盘
实验十五矩阵键盘接口电路的设计 一、实验目的 1、了解普通4×4键盘扫描的原理。 2、进一步加深七段码管显示过程的理解。 3、了解对输入/输出端口的定义方法。 一、实验原理 实现键盘有两种方案：一是采用现有的一些芯片实现键盘扫描；再就是用软件实现键盘扫描。作为一个嵌入系统设计人员，总是会关心产品成本。目前有很多芯片可以用来实现键盘扫描，但是键盘扫描的软件实现方法有助于缩减一个系统的重复开发成本，且只需要很少的CPU 开销。嵌入式控制器的功能能强，可能充分利用这一资源，这里就介绍一下软键盘的实现方案。 图15-1 简单键盘电路 通常在一个键盘中使用了一个瞬时接触开关，并且用如图15-1 所示的简单电路，微处理器可以容易地检测到闭合。当开关打开时，通过处理器的I/O 口的一个上拉电阻提供逻辑1；当开关闭合时，处理器的/IO 口的输入将被拉低得到逻辑0。可遗憾的是，开关并不完善，因为当它们被按下或者被释放时，并不能够产生一个明确的1 或者0。尽管触点可能看起来稳定而且很快地闭合，但与微处理器快速的运行速度相比，这种动作是比较慢的。当触点闭合时，其弹起就像一个球。弹起效果将产生如图15-2 所示的好几个脉冲。弹起的持续时间通常将维持在5ms～30ms 之间。如果需要多个键，则可以将每个开关连接到微处理器上它自己的输入端口。然而，当开关的数目增加时，这种方法将很快使用完所有的输入端口。
图15-2 按键抖动 键盘上阵列这些开关最有效的方法（当需要5 个以上的键时）就形成了一个如图15-3 所示的二维矩阵。当行和列的数目一样多时，也就是方型的矩阵，将产生一个最优化的布列方式（I/O 端被连接的时候）。一个瞬时接触开关（按钮）放置在每一行与线一列的交叉点。矩阵所需的键的数目显然根据应用程序而不同。每一行由一个输出端口的一位驱动，而每一列由一个电阻器上拉且供给输入端口一位。 图15-3 矩阵键盘 键盘扫描的实现过程如下：对于4×4键盘，通常连接为4行、4列，因此要识别按键，只需要知道是哪一行和哪一列即可，为了完成这一识别过程，我们的思想是，首先固定输出4行为高电平，然后输出4列为低电平，在读入输出的4行的值，通常高电平会被低电平拉低，如果读入的4行均为高电平，那么肯定没有按键按下，否则，如果读入的4行有一位为低电平，那么对应的该行肯定有一个按键按下，这样便可以获取到按键的行值。同理，获取列值也是如此，先输出4列为高电平，然后在输出4行为低电平，再读入列值，如果其中有哪一位为低电平，那么肯定对应的那一列有按键按下。 获取到行值和列值以后，组合成一个8位的数据，根据实现不同的编码在对每个按键进行匹配，找到键值后在7段码管显示。 二、实验内容 本实验要求完成的任务是通过编程实现对4X4矩阵键盘按下键的键值的读取，并在数码管上完成一定功能（如移动等）的显示。按键盘的定义，按下“*”键则在数码管是显示“E”键值。按下“#”键在数码管上显示“F”键值。其它的键则按键盘上的标识进行显示。 在此实验中数码管与FPGA的连接电路和管脚连接在以前的实验中都做了详细说
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式。 2、学习键盘的去抖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。 3、按键的特点与去抖 机械式按键再按下或释放时，由于机械弹性作用的影响，通常伴随有一定时间的触点机械抖动，然后其触点才稳定下来。其抖动过程如图1（a）所示，抖动时间的长短与开关的机械特性有关，一般为5 -10 ms。从图中可以看出，在触点抖动期间检测按键的通与断状态，可能导致判断出错。即按键一次按下或释放被错误地认为是多次操作，这种情况是不允出现的。为了克服按键触点机械抖动所致的检测误判，必须采取去抖动措施，可从硬件、软件两面予以考虑。一般来说，在键数较少时，可采用硬件去抖，而当键数较多时，采用软件去抖。（本学习板采用软件去抖式）。 按键抖动状态图