LED数码管显示矩阵键盘按键的设计
矩阵式键盘与LED显示示例
C3 C2 C1 C0
5.1K×4 3 2 1 0
L0
7 6 5 4 L1
B A 9 8 L2 F E D C L3
键号
E
行首号
89S51
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
判段哪行有键按下
1、行线接输入口，列线接输出口。 2、置所有列线为低电平 3、读行线状态，若行线均为高电平， 则没有键按下； 4、某行有按键按下，则该行线为低 电平 5、如果所有行都为高电平，则无键 按下
P0.4 P0.5
P1.2 P0.6
P0.7
P1.3
P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
P2.7 P2.6
P2.5 P2.4 P2.3
P2.2 P2.1
P2.0
a
com
+5V
b c
d e
f g
dp
a
com
b
c
100Ω×2
d
e
f g
dp
共阳极
主程序
org 000H LJMP MAIN ORG 0030H MAIN: MOV SP,#5Fh ;初始化堆栈 LOOP: LCALL Scankey ;判断按键值 Lcall Display ;显示按键 sjmp LOOP
判断哪行有按键按下子程序
;判断哪行有键按下子程序,
;如果有键按下，则键号F0=1，A为行首号值。否则F0=0；
scanrow:
CLR F0
MOV P1,#0FH ;置高4位全0，低四位输入
MOV A,P1
ROW0: jb acc.0,ROW1 ;判断第0行是否有按键按下
setb F0 mov a,#0 sjmp RRET
矩阵键盘控制数码管
专业综合设计报告项目名称：基于矩阵键盘和LED数码管显示器的简易人机界面设计学生姓名：同组同学：专业名称：班级：指导教师：项目起止日期：2012年03月12日至2012年03月30日目录摘要 (3)1、概述 (3)2、总体设计方案 (3)2.1总体设计要求 (3)2.2系统框图 (4)3、系统硬件设计 (4)3.1单片机的最小系统 (5)3.1.1电源电路 (5)3.1.2复位电路 (5)3.1.3晶振电路 (6)3.2 LED数码管显示部分 (6)3.3矩阵键盘 (7)3.3.1键盘的工作原理 (7)3.3.2键盘检测原理 (7)4、系统软件设计 (9)4.1 软件设计思想 (9)4.2 主程序设计 (10)4.3 子程序设计 (11)4.3.1 数码管显示程序设计 (11)4.3.2 键盘检测程序设计 (11)4.3.3延时函数程序设计 (14)5、系统调试 (14)6.设计体会 (15)参考文献 (15)摘要单片机自20世纪70年代以来，以其极高的性价比，以及方便小巧受到人们极大的重视和关注。
本设计选用AT89S52芯片作为控制芯片，来实现矩阵键盘对LED数码管显示的控制。
通过单片机的内部控制实现对硬件电路的设计,从而实现对4*4矩阵键盘的检测识别。
用单片机的P3口连接4×4矩阵键盘，并以单片机的P3.0－P3.3口作键盘输入的列线，以单片机的P3.4－P3.7口作为键盘输入的行线，然后用P0.0－P0.7作输出线，通过上拉电阻在显示器上显示不同的字符“0－F”。
在硬件电路的基础上加上软件程序的控制来实现本设计。
其工作过程为：先判断是否有键按下，如果没有键按下，则继续检测整个程序，如果有键按下，则识别是哪一个键按下，最后通过LED数码管显示该按键所对应的序号。
关键词：AT89S52芯片；4*4矩阵键盘；键盘识别；LED数码管1、概述随着单片机系统的日益更新，以及人们对产品的人机交互能力的不断提高；使得单片机系统的人机界面设计能力成为学习单片机的一项重要的基础内容。
阐述数码管显示对应矩阵键盘值
阐述数码管显示对应矩阵键盘值
数码管显示和矩阵键盘值之间的关系是通过数字信号的传递和编码来实现的。
在数码管显示中，每个数码管都有七个LED灯，可以分别控
制其显示数字的不同部分。
这七个LED灯对应的位置被编码
为数字的七位二进制数。
例如，数字“0”的编码为“00111111”，其中每个1代表一个LED灯亮起来，每个0代表一个LED灯
灭掉。
在矩阵键盘中，每个按键都与一个特定的行和列相连。
当用户按下一个按键时，该按键所在的行和列的电路之间会形成一个连接，并产生一个特定的数字信号，该信号代表了该按键所对应的数值。
因此，通过将数码管和矩阵键盘连接起来，可以根据按键的行列位置，将相应的数字信号解码并显示在数码管上。
这使得用户可以直接通过矩阵键盘输入数字，并看到其相应的显示和输出。
数码管显示4×4键盘矩阵按键实验
5、4×4键盘矩阵按键实验一、实验目的及要求键盘实质上是一组按键开关的集合。
通常，键盘开关利用了机械触点的合、断作用。
键的闭合与否，反映在行线输出电压上就是呈高电平或低电平，如果高电平表示键断开，低电平则表示键闭合，反之也可。
通过对行线电平高低状态的检测，便可确认按键按下与否。
为了确保CPU对一次按键动作只确认一次按键有效，还必须消除抖动。
当按键较多时会占用更多的控制器端口，为减少对端口的占用，可以使用行列式键盘接口，本实验中采用的4×4键盘矩阵可以大大减少对单片机的端口占用，但识别按键的代码比独立按键的代码要复杂一些。
在识别按键时使用了不同的扫描程序代码，程序运行时LED灯组会显示相应按键的键值0~15的二进制数。
本实验中P2端口低4位连接是列线，高4位连接的是行线。
二、实验原理（图）三、实验设备（环境）：1、电脑一台2、STC-ISP（V6.85I）烧写应用程序3、Keil应用程序四、实验内容（算法、程序、步骤和方法）：#include<STC15F2K60S2.h> //此文件中定义了STC15系列的一些特殊功能寄存器#include"intrins.h"#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar code dsy_code[]={0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0A,0x0B,0x0C,0x0D,0x0E,0x0 F,0xff};uchar Pre_keyno=16,keyno=16;void delayMS(char x){uchar i;while(x--)for(i=0;i<120;i++) ;}void keys_scan(){uchar tmp;P2=0x0f;delayMS(5);tmp=P2^0x0f;switch(tmp){case 1:keyno=0;break;case 2:keyno=1;break;case 4:keyno=2;break;case 8:keyno=3;break;default:keyno=16;}P2=0xf0;delayMS(5);tmp=P2>>4^0x0f;switch(tmp){case 1:keyno+=0;break;case 2:keyno+=4;break;case 4:keyno+=8;break;case 8:keyno+=12;break;}}main(){P0=0x00;while(1){P2=0xf0;if(P2!=0xf0)keys_scan();if(Pre_keyno!=keyno){P0=~dsy_code[keyno];Pre_keyno=keyno;}delayMS(50);}}五、实验结论（结果）：本实验实现了XXX功能，核心算法采用了XXX的方式，达到了预期目的。
实验五 矩阵式键盘按键值的数码管显示
实验五矩阵式键盘按键值的数码管显示一实验目的将矩阵键盘的键值采用LED数码管显示出来（分别考虑用动态显示、静态显示）二实验内容与具体任务描述任务1：行列式键盘接口，扫描实现LED动态显示键盘被按下。
将图中的动态显示改成静态显示。
：修改代码及图，2任务三设计的电路图与描述P1口控制键盘，P0口控制LED显示器。
四程序清单任务1：#include<reg51.h> //包含51单片机寄存器定义的头文件sbit P14=P1^4; //将P14位定义为P1.4引脚sbit P15=P1^5; //将P15位定义为P1.5引脚sbit P16=P1^6; //将P16位定义为P1.6引脚sbit P17=P1^7; //将P17位定义为P1.7引脚unsigned char code Tab[ ]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; //数字的段码0~9．unsigned char keyval; //定义变量储存按键值/**************************************************************函数功能：数码管动态扫描延时**************************************************************/ void led_delay(void){unsigned char j;for(j=0;j<200;j++);}/************************************************************** 函数功能：按键值的数码管显示子程序**************************************************************/ void display(unsigned char k){P2=0xbf; //点亮数码管DS6P0=Tab[k/10]; //显示十位led_delay(); //动态扫描延时P2=0x7f; //点亮数码管DS7P0=Tab[k_x0010_]; //显示个位led_delay(); //动态扫描延时}/************************************************************** 函数功能：软件延时子程序**************************************************************/ void delay20ms(void){unsigned char i,j;for(i=0;i<100;i++)for(j=0;j<60;j++);}/************************************************************** 函数功能：主函数**************************************************************/ void main(void){EA=1; //开总中断ET0=1; //定时器T0中断允许TMOD=0x01; //使用定时器T0的模式1TH0=(65536-500)/256; //定时器T0的高8位赋初值TL0=(65536-500)%6; //定时器T0的高8位赋初值TR0=1; //启动定时器T0按键值初始化为// keyval=0x00;while(1) //无限循环{display(keyval); //调用按键值的数码管显示子程序}}/**************************************************************函数功能：定时器0的中断服务子程序，进行键盘扫描，判断键位**************************************************************/void time0_interserve(void) interrupt 1 using 1{TR0=0; //关闭定时器T0P1=0xf0; //所有行线置为低电平“0”，所有列线置为高电平“1”if((P1&0xf0)!=0xf0) //列线中有一位为低电平“0”，说明有键按下delay20ms(); //延时一段时间、软件消抖if((P1&0xf0)!=0xf0) //确实有键按下{P1=0xfe; //第一行置为低电平“0”（P1.1出低电平“0”）if(P14==0) keyval=1; //可判断是S1键被按下if(P15==0) keyval=2; //可判断是S2键被按下if(P16==0) keyval=3; //可判断是S3键被按下if(P17==0) keyval=4; //可判断是S4键被按下P1=0xfd; //第二行置为低电平“0”（P1.1出低电平“0”）if(P14==0) keyval=5; //可判断是S5键被按下if(P15==0) keyval=6; //可判断是S6键被按下if(P16==0) keyval=7; //可判断是S7键被按下if(P17==0) keyval=8; //可判断是S8键被按下P1=0xfb; //第三行置为低电平“0”（P1.2输出低电平“0”）if(P14==0) keyval=9; //可判断是S9键被按下if(P15==0) keyval=10; //可判断是S10键被按下if(P16==0) keyval=11; //可判断是S11键被按下if(P17==0) keyval=12; //可判断是S12键被按下P1=0xf7;if(P14==0) keyval=13; //可判断是S13键被按下if(P15==0) keyval=14; //可判断是S14键被按下if(P16==0) keyval=15; //可判断是S15键被按下if(P17==0) keyval=16; //可判断是S16键被按下}TR0=1; //开启定时器T0TH0=(65536-500)/256; //定时器T0的高8位赋初值TL0=(65536-500)%6; //定时器T0的高8位赋初值}任务2：#include<reg51.h> //包含51单片机寄存器定义的头文件sbit P14=P1^4; //将P14位定义为P1.4引脚sbit P15=P1^5; //将P15位定义为P1.5引脚sbit P16=P1^6; //将P16位定义为P1.6引脚sbit P17=P1^7; //将P17位定义为P1.7引脚unsigned char code Tab[ ]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; 数字// 0~9的段码//定义变量储存按键值unsigned char keyval;/**************************************************************函数功能：数码管动态扫描延时**************************************************************//*void led_delay(void){unsigned char j;for(j=0;j<20;j++);}/**************************************************************函数功能：按键值的数码管显示子程序**************************************************************/void display(unsigned char k){DS6 点亮数码管// P2=0x3f;P0=Tab[k/10]; //显示十位//动态扫描延时//led_delay();DS7 //点亮数码管//P2=0x7f;显示个位// P3=Tab[k_x0010_];//led_delay(); //动态扫描延时}/**************************************************************函数功能：软件延时子程序**************************************************************/void delay20ms(void){unsigned char i,j;for(i=0;i<100;i++)for(j=0;j<60;j++);}/**************************************************************函数功能：主函数**************************************************************/void main(void){EA=1; //开总中断ET0=1; //定时器T0中断允许TMOD=0x01; //使用定时器T0的模式1TH0=(65536-500)/256; //定时器T0的高8位赋初值TL0=(65536-500)%6; //定时器T0 的高8位赋初值TR0=1; //启动定时器T0keyval=0x00; //按键值初始化为0while(1) //无限循环{display(keyval); //调用按键值的数码管显示子程序}}/**************************************************************函数功能：定时器0的中断服务子程序，进行键盘扫描，判断键位**************************************************************/void time0_interserve(void) interrupt 1 using 1{TR0=0; //关闭定时器T0P1=0xf0; //所有行线置为低电平ぜ，所有列线置为高电平if((P1&0xf0)!=0xf0) //列线中有一位为低电平ぜ，说明有键按下delay20ms(); //延时一段时间、软件消抖if((P1&0xf0)!=0xf0) //确实有键按下{P1=0xfe; //第一行置为低电平ぜ（P1.1 出低电平ぜ）if(P14==0) keyval=1; //可判断是S1键被按下if(P15==0) keyval=2; //可判断是S2键被按下if(P16==0) keyval=3; //可判断是S3键被按下if(P17==0) keyval=4; //可判断是S4键被按下P1=0xfd; //第二行置为低电平ぜ（P1.1出低电平ぜ）if(P14==0)keyval=5; //可判断是S5键被按下if(P15==0) keyval=6; //可判断是S6键被按下if(P16==0) keyval=7; //可判断是S7键被按下if(P17==0) keyval=8; //可判断是S8键被按下P1=0xfb; //第三行置为低电平ぜ（P1.2输出低电平ぜ）if(P14==0) keyval=9; //可判断是S9键被按下if(P15==0) keyval=10; //可判断是S10键被按下if(P16==0) keyval=11; //可判断是S11键被按下if(P17==0) keyval=12; //可判断是S12键被按下P1=0xf7;键被按下S13可判断是// keyval=13; if(P14==0)if(P15==0) keyval=14; //可判断是S14键被按下if(P16==0) keyval=15; //可判断是S15键被按下if(P17==0) keyval=16; //可判断是S16键被按下}TR0=1; //开启定时器T0TH0=(65536-500)/256; //定时器T0的高8位赋初值TL0=(65536-500)%6; //定时器T0的高8位赋初值}五运行结果任务1：两个LED显示器动态显示被按下键盘号。
LED数码管显示矩阵键盘按键的设计
任务九设计说明2 一、电路原理及仿真图：二、程序设计：#include <reg51.h>#define uchar unsigned charuchardisplay[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x0 7,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x40};uchar key;void get(){uchar a;P1=0x0f;//按下按钮//a=P1^0x0f;switch(a) //确定行// {case 1:key=0;break;case 2:key=4;break;case 4:key=8;break;case 8:key=12;break;case 0:key=16;}P1=0xf0;a=P1^0xf0;switch(a) //确定列//{case 16:key=key+3;break;case 32:key=key+2;break;case 64:key=key+1;break;case 128:key=key+0;}} void main(){P0=display[16];get();P0=display[key];}程序完成两个功能，首先扫描键盘，检测是否有按键按下并计算键值。
然后如果有按键按下则驱动数码管显示相应键值，否则显示”-“符号。
三、设计说明如电路原理图所示，图中矩阵键盘和P3端口连接，共阳极数码管的段选端和单片机的P0口连接，位选直接接到高电平，使得数码管始终处于选通状态。
系统启动后，单片机逐行扫描键盘，当没有按键按下时，驱动数码管显示“-”符号，当检测到有按键按下时，单片机将相应键值对应的数码编码送至P0端口，驱动数码管以十六进制方式显示被按下的按键的键值。
四、遇到的问题首先遇到的问题是系统启动后数码管没有任何显示，仔细查看仿真现象后发现P0口始终为高阻状态，于是怀疑是数码管极性错误。
实验四：矩阵按键与数码管显示
switch(P2) { case(0X70): KeyValue=3;break; case(0XB0): KeyValue=2;break; case(0XD0): KeyValue=1;break; case(0XE0): KeyValue=0;break; } //测试行 P2=0X0F; switch(P2) { case(0X07): KeyValue=KeyValue+12;break; case(0X0B): KeyValue=KeyValue+8;break; case(0X0D): KeyValue=KeyValue+4;break; case(0X0E): KeyValue=KeyValue;break; } //此处是流程图中所缺少的部分请尝试理解与运用 while((a<50)&&(P2!=0x0F)) { Delay(1000); a++; } } } return KeyValue; }
图 4 数码管动态显示
实例：
B C D E F G H
RP1
RESPACK-8 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0
C2
100pF
1 1
U1 X1
19 XTAL1 CRYSTAL P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17
独立按键及矩阵键盘控制LED灯课件
THANKS
电路。
当按键被按下时，按键的两个触 点之间会短路，从而接通电路； 当按键释放时，触点断开，电路
断开。
独立按键通常用于简单的输入控 制，如开关一个LED灯。
独立按键控制LED灯的电路连接
01
将LED的正极连接到按键的常闭 触点上，LED的负极连接到地线 。
02
当按键没有被按下时，LED灯不 亮；当按键被按下时，LED灯亮 起。
控制家电设备
独立按键和矩阵键盘可以用于控制各种家电设备，如灯光、空调、电视等，实现一键控制和智能 化管理。
实现人机交互
通过独立按键和矩阵键盘，用户可以方便地与智能家居系统进行交互，实现语音控制、手势控制 等多种交互方式。
实现家庭安全
独立按键和矩阵键盘可以用于设置安全报警系统，如门窗报警、烟雾报警等，提高家庭安全防范 能力。
应用场景的比较
独立按键
适用于按键数量较少，布局较为分散 的场合，如遥控器、计算器等。
矩阵键盘
适用于按键数量较多，布局较为紧凑 的场合，如电脑键盘、游戏机手柄等 。
优缺点的比较
独立按键
01
缺点：占用引脚多，不适合大量按键的应 用场景。
03
02
优点：每个按键独立控制，电路简单，易于 实现。
04
矩阵键盘
优点：可节省引脚数量，适用于大量按键 的应用场景。
05
06
缺点：电路较为复杂，需要行列扫描或解 码电路才能实现。
04
独立按键及矩阵键盘在智能 家居中的应用
智能家居概述
1 2
3
智能家居定义
智能家居是指通过互联网、物联网等技术，将家庭中的各种 设备连接到一起，实现智能化控制和管理，提高生活便利性 和舒适度。
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任务九设计说明2 一、电路原理及仿真图：
二、程序设计：
#include <reg51.h>
#define uchar unsigned char
uchar
display[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x0 7,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x40};
uchar key;
void get(){
uchar a;
P1=0x0f;
//按下按钮//
a=P1^0x0f;
switch(a) //确定行// {
case 1:key=0;break;
case 2:key=4;break;
case 4:key=8;break;
case 8:key=12;break;
case 0:key=16;}
P1=0xf0;
a=P1^0xf0;
switch(a) //确定列//{
case 16:key=key+3;break;
case 32:key=key+2;break;
case 64:key=key+1;break;
case 128:key=key+0;}} void main(){
P0=display[16];
get();
P0=display[key];
}
程序完成两个功能，首先扫描键盘，检测是否有按键按下并计算键值。
然后如果有按键按下则驱动数码管显示相应键值，否则显示”-“符号。
三、设计说明
如电路原理图所示，图中矩阵键盘和P3端口连接，共阳极数码管的段选
端和单片机的P0口连接，位选直接接到高电平，使得数码管始终处于选通状态。
系统启动后，单片机逐行扫描键盘，当没有按键按下时，驱动数码管显示“-”符号，当检测到有按键按下时，单片机将相应键值对应的数码编码送至P0端口，驱动数码管以十六进制方式显示被按下的按键的键值。
四、遇到的问题
首先遇到的问题是系统启动后数码管没有任何显示，仔细查看仿真现象后发现P0口始终为高阻状态，于是怀疑是数码管极性错误。
再检查数码管型号后发现果然使用了共阴极数码管，于是换成共阳极数码管后终于有了显示。
其次是希望键值从键盘的左下角起始，即左下角键值为0。
但由于对键盘的扫描方向理解的不是很透彻，导致调试了很多次，键值排列顺序都不尽人意。
不过最终还是达到了设计要求。