4x4矩阵键盘
4×4矩阵式键盘按键
一、实验目的1.掌握4×4矩阵式键盘程序识别原理2.掌握4×4矩阵式键盘按键的设计方法二、设计原理（1）如图14.2所示，用单片机的并行口P3连接4×4矩阵键盘，并以单片机的P3.0－P3.3各管脚作输入线，以单片机的P3.4－P3.7各管脚作输出线，在数码管上显示每个按键“0－F”的序号（2）键盘中对应按键的序号排列如图14.1所示三、参考电路740)this.width=740" border=undefined>图14.2 4×4矩阵式键盘识别电路原理图740)this.width=740" border=undefined>图14.1 4×4键盘0-F显示740)this.width=740" border=undefined>图14.3 4×4矩阵式键盘识别程序流程图四、电路硬件说明（1）在“单片机系统”区域中，把单片机的P3.0－P3.7端口通过8联拨动拨码开关JP3连接到“4×4行列式键盘”区域中的M1－M4，N1－N4端口上（2）在“单片机系统”区域中，把单片机的P0.0－P0.7端口连接到“静态数码显示模块”区域中的任何一个a－h端口上；要求：P0.0对应着a，P0.1对应着b，……，P0.7对应着h五、程序设计内容（1）4×4矩阵键盘识别处理（2）每个按键都有它的行值和列值，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通信键盘的一端（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，查出该键的功能六、程序流程图(如图14.3所示)七、汇编源程序;;;;;;;;;;定义单元;;;;;;;;;;COUNT EQU 30H;;;;;;;;;;入口地址;;;;;;;;;;ORG 0000HLJMP STARTORG 0003HRETIORG 000BHRETIORG 0013HRETIORG 001BHRETIORG 0023HRETIORG 002BHRETI;;;;;;;;;;主程序入口;;;;;;;;;;ORG 0100HSTART: LCALL CHUSHIHUA LCALL PANDUANLCALL XIANSHILJMP START ;;;;;;;;;;初始化程序;;;;;;;;;; CHUSHIHUA: MOV COUNT#00H RET;;;;;;;;;;判断哪个按键按下程序;;;;;;;;;; PANDUAN: MOV P3#0FFHCLR P3.4MOV A P3ANL A#0FHXRL A#0FHJZ SW1LCALL DELAY10MSJZ SW1MOV A P3ANL A#0FHCJNE A#0EH K1MOV COUNT#0LJMP DKK1: CJNE A#0DH K2MOV COUNT#4LJMP DKK2: CJNE A#0BH K3 MOV COUNT#8 LJMP DKK3: CJNE A#07H K4 MOV COUNT#12K4: NOPLJMP DKSW1: MOV P3#0FFH CLR P3.5MOV A P3ANL A#0FHXRL A#0FHJZ SW2LCALL DELAY10MS JZ SW2MOV A P3ANL A#0FHCJNE A#0EH K5 MOV COUNT#1 LJMP DKK5: CJNE A#0DH K6 MOV COUNT#5 LJMP DKK6: CJNE A#0BH K7 MOV COUNT#9 LJMP DKK7: CJNE A#07H K8 MOV COUNT#13K8: NOPLJMP DKSW2: MOV P3#0FFH CLR P3.6MOV A P3ANL A#0FHXRL A#0FHJZ SW3LCALL DELAY10MS JZ SW3MOV A P3ANL A#0FHCJNE A#0EH K9 MOV COUNT#2 LJMP DKK9: CJNE A#0DH KA MOV COUNT#6 LJMP DKKA: CJNE A#0BH KB MOV COUNT#10 LJMP DKKB: CJNE A#07H KC MOV COUNT#14 KC: NOPLJMP DKSW3: MOV P3#0FFH CLR P3.7MOV A P3ANL A#0FHXRL A#0FHJZ SW4LCALL DELAY10MSJZ SW4MOV A P3ANL A#0FHCJNE A#0EH KDMOV COUNT#3LJMP DKKD: CJNE A#0DH KE MOV COUNT#7LJMP DKKE: CJNE A#0BH KF MOV COUNT#11LJMP DKKF: CJNE A#07H KG MOV COUNT#15KG: NOPLJMP DKSW4: LJMP PANDUAN DK: RET ;;;;;;;;;;显示程序;;;;;;;;;; XIANSHI: MOV A COUNT MOV DPTR#TABLE MOVC A@A+DPTRMOV P0 ALCALL DELAYSK: MOV A P3ANL A#0FHXRL A#0FHJNZ SKRET ;;;;;;;;;;10ms延时程序;;;;;;;;;;DELAY10MS: MOV R6#20D1: MOV R7#248DJNZ R7$DJNZ R6D1RET;;;;;;;;;;200ms延时程序;;;;;;;;;;DELAY: MOV R5#20LOOP: LCALL DELAY10MSDJNZ R5LOOPRET;;;;;;;;;;共阴码表;;;;;;;;;;TABLE: DB 3FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H DB 7FH6FH77H7CH39H5EH79H71H ;;;;;;;;;;结束标志;;;;;;;;;;END八、C语言源程序#include<AT89X51.H>unsigned char code table[]={0x3f0x660x7f0x390x060x6d0x6f0x5e0x5b0x7d0x770x790x4f0x070x7c0x71};void main(void){ unsigned char i j k key;while(1){ P3=0xff; //给P3口置1//P3_4=0; //给P3.4这条线送入0//i=P3;i=i&0x0f; //屏蔽低四位//if(i!=0x0f) //看是否有按键按下//{ for(j=50;j>0;j--) //延时//for(k=200;k>0;k--);if(i!=0x0f) //再次判断按键是否按下//{ switch(i) //看是和P3.4相连的四个按键中的哪个// { case 0x0e:key=0;break;case 0x0d:key=1;break;case 0x0b:key=2;break;case 0x07:key=3;break;}P0=table[key]; //送数到P0口显示//}}P3=0xff;P3_5=0; //读P3.5这条线//i=P3;i=i&0x0f; //屏蔽P3口的低四位//if(i!=0x0f) //读P3.5这条线上看是否有按键按下// { for(j=50;j>0;j--) //延时//for(k=200;k>0;k--);i=P3; //再看是否有按键真的按下//i=i&0x0f;if(i!=0x0f){ switch(i) //如果有显示相应的按键//{ case 0x0e:key=4;break;case 0x0d:key=5;break;case 0x0b:key=6;break;case 0x07:key=7;break;}P0=table[key]; //送入P0口显示//}}P3=0xff;P3_6=0; //读P3.6这条线上是否有按键按下// i=P3;i=i&0x0f;if(i!=0x0f){ for(j=50;j>0;j--)for(k=200;k>0;k--);i=P3;i=i&0x0f;if(i!=0x0f){ switch(i){ case 0x0e:key=8;break;key=9;break;case 0x0b:key=10;break;case 0x07:key=11;break;}P0=table[key];}}P3=0xff;P3_7=0; //读P3.7这条线上是否有按键按下// i=P3;i=i&0x0f;if(i!=0x0f){ for(j=50;j>0;j--)for(k=200;k>0;k--);i=P3;i=i&0x0f;if(i!=0x0f){ switch(i){ case 0x0e:key=12;break;case 0x0d:key=13;break;key=14;break;case 0x07:key=15;break;}P0=table[key];}}}}九、注意事项在硬件电路中，要把8联拨动拨码开关JP2拨下，把8联拨动拨码开关JP3拨上去。
AVR学习笔记十九、4X4矩阵键盘实验
A VR学习笔记十九、4X4矩阵键盘实验19.1 实例功能在前面的实例中我们已经学习了在单片机系统中检测独立式按键的接口电路和程序设计，独立式按键的每个按键占用1位I/O口线，其状态是独立的，相互之间没有影响，只要单独测试链接案件的I/O口线电平的高低就能判断键的状态。
独立式按键电路简单、配置灵活，软件结构也相对简单。
此种接口方式适用于系统需要按键数目较少的场合。
在按键数量较多的情况下，如系统需要8个以上按键的键盘时，采用独立式接口方式就会占用太多的I/O口，这对于I/O口资源不太丰富的单片机系统来说显得相当浪费，那么当按键数目相对较多的时候，为了减少I/O口资源的占用，应该采取什么样的方式才能够既满足多按键识别，又减少I/O口的占用呢？当然我们可以采用端口扩展器件比如串并转换芯片实现单片机I/O口的扩展，但是这种方式既增加了电路的复杂性，又增加了系统的成本开销。
有没有比较经济实惠的方法呢？事实上，在实际引用中我们经常采用矩阵式键盘的方式来节约I/O口资源和系统成本。
在这个实验中，我们采用4X4矩阵键盘来实现使用8个I/O口识别16个按键的实验，本实例分为三个功能模块，分别描述如下：●单片机系统：利用A Tmega16单片机与矩阵键盘电路实现多按键识别。
●外围电路：4X4矩阵键盘电路、LED数码管显示电路。
●软件程序：编写软件，实现4X4矩阵键盘识别16个按键的程序。
通过本实例的学习，掌握以下内容：●4X4矩阵键盘的电路设计和程序实现。
19.2 器件和原理19.2.1 矩阵键盘的工作原理和扫描确认方式当键盘中按键数量较多时，为了减少对I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，也称为行列键盘，这是一种常见的连接方式。
矩阵式键盘接口见图1所示，它由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上。
当键被按下时，其交点的行线和列线接通，相应的行线或列线上的电平发生变化，MCU通过检测行或列线上的电平变化可以确定哪个按键被按下。
4X4矩阵键盘
2.2.2 AD 转换及控制模块电路设计
采用 12 位 AD 转换器 ADS7819 进行转换，将转换的数据送 32 位控制器进行处理。
2.2.3 功率谱测量
功率谱测量主要通过对音频信号进行离散化处理，通过 FFT 运算，求出信号各个离散 频率点的功率值，然后得到离散化的功率谱。
由于题目要求频率分辨力为 100Hz 和 20Hz 两个档，这说明在进行 FFT 运算前必须通过 调整采样频率(fK)和采样的点数(N),使其基波频率 f 为 100Hz 和 20Hz。
4×4 矩阵式键盘识别程序流程图
P3=0X0F 有键按下 吗？
延时 10ms
真的有键按下吗？
根据当前状态识别按键
4 系统测试
4.1 总功率测量（室温条件下）
输 入信 号
正 弦波
频率
100Hz 1KH
幅度
测量时域总功 测 量 频 域 总 理论值
率(w)
功率(w)
1 Vpp 1 Vpp
0.127 0.126
在这道题目里，需要检测各频率分量及其功率，并且要测量正弦信号的失真度，这就 要求在对小信号进行放大时，要尽可能少的引入信号的放大失真。正弦信号的理论计算失真 度为零，对引入的信号失真非常灵敏，所以对信号的放大，运放的选择是个重点。
我们选择的运放是 TI 公司的低噪声、低失真的仪表放大器 INA217，其失真度在频率为 1KHz，增益为 20dB(100 倍放大)时仅为 0.004%，其内部原理图如下图所示。
1
2.2.1
直流稳压电源
2
3
R1 1 0k
1
7 80 5
3
VCC
D
R2
2
1 0k
矩阵键盘
4×4矩阵键盘1．原理说明一般的4*4矩阵键盘（如图1）一般要8个I/O口（如图1），对于按键较多的硬件系统来说是很浪费的I/O口，本方案仅采用4个I/O和4个普通二极管就可以轻松实现4×4矩阵键盘，方案原理与普通4*4矩阵键盘类似，下面先分析普通矩阵键盘原理，再进一步改进为本方案。
原理如下B4口为低电平，A1～A4,B1～B3为高电平，单片机不停的扫描，假若有键按下如A1与B4交叉处按下则对应的A1被拉低为低电平，可以定义此键号为1，同理以此类推B3口为低电平，其余口为高电平，交叉处按键按下可定义其按键号，将按键号存储在寄存器中，可用查表方法并通过数码管显示按键号。
对于下图（图2）用4个I/O和4个普通二极管初始化PA0.0～PA0.3 均为高电平，在这里二极管作用是当IO口为低电平时可以导通，高电平时截止。
程序流程图如下图1图22．程序介绍如下void RCC_Configuration(void);{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);}void GPIO_Configuration(void){GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0| GPIO_Pin_1| GPIO_Pin_2| GPIO_Pin_3;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_PP _ OUT;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);}GPIOSetBits(){GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3);}单片机不停的扫描程序，（右侧四个键单独来写），由于扫描速度是很快（微妙级）的，所以有足够的时间去显示每个按键的。
单片机4×4矩阵键盘设计方案
1、设计原理(1)如图14.2所示，用单片机的并行口P3连接4×4矩阵键盘，并以单片机的P3.0-P3.3各管脚作输入线，以单片机的P3.4-P3.7各管脚作输出线，在数码管上显示每个按键“0-F”的序号。
(2)键盘中对应按键的序号排列如图14.1所示。
2、参考电路图14.2 4×4矩阵式键盘识别电路原理图3、电路硬件说明(1)在“单片机系统”区域中，把单片机的P3.0-P3.7端口通过8联拨动拨码开关JP3连接到“4×4行列式键盘”区域中的M1-M4，N1-N4端口上。
(2)在“单片机系统”区域中，把单片机的P0.0-P0.7端口连接到“静态数码显示模块”区域中的任何一个a-h端口上;要求：P0.0对应着a，P0.1对应着b，……，P0.7对应着h。
4、程序设计内容(1)4×4矩阵键盘识别处理。
(2)每个按键都有它的行值和列值，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。
键盘的一端(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、程序流程图(如图14.3所示)6、汇编源程序;;;;;;;;;;定义单元;;;;;;;;;;COUNT EQU 30H;;;;;;;;;;入口地址;;;;;;;;;;ORG 0000HLJMP STARTORG 0003HRETIORG 000BHRETIORG 0013HRETIORG 001BHRETIORG 0023HRETIORG 002BHRETI;;;;;;;;;;主程序入口;;;;;;;;;;ORG 0100HSTART: LCALL CHUSHIHUALCALL PANDUANLCALL XIANSHILJMP START;;;;;;;;;;初始化程序;;;;;;;;;;CHUSHIHUA: MOV COUNT,#00HRET;;;;;;;;;;判断哪个按键按下程序;;;;;;;;;;PANDUAN: MOV P3,#0FFHCLR P3.4MOV A,P3ANL A,#0FHJZ SW1LCALL DELAY10MS JZ SW1MOV A,P3ANL A,#0FHCJNE A,#0EH,K1 MOV COUNT,#0 LJMP DKK1: CJNE A,#0DH,K2 MOV COUNT,#4 LJMP DKK2: CJNE A,#0BH,K3 MOV COUNT,#8 LJMP DKK3: CJNE A,#07H,K4 MOV COUNT,#12K4: NOPLJMP DKSW1: MOV P3,#0FFH CLR P3.5MOV A,P3ANL A,#0FHJZ SW2LCALL DELAY10MS JZ SW2MOV A,P3ANL A,#0FHCJNE A,#0EH,K5 MOV COUNT,#1 LJMP DKK5: CJNE A,#0DH,K6 MOV COUNT,#5 LJMP DKK6: CJNE A,#0BH,K7 MOV COUNT,#9 LJMP DKK7: CJNE A,#07H,K8 MOV COUNT,#13K8: NOPLJMP DKSW2: MOV P3,#0FFH CLR P3.6MOV A,P3ANL A,#0FHJZ SW3LCALL DELAY10MS JZ SW3MOV A,P3ANL A,#0FHCJNE A,#0EH,K9 MOV COUNT,#2 LJMP DKK9: CJNE A,#0DH,KA MOV COUNT,#6 LJMP DKKA: CJNE A,#0BH,KB MOV COUNT,#10 LJMP DKKB: CJNE A,#07H,KC MOV COUNT,#14 KC: NOPLJMP DKSW3: MOV P3,#0FFH CLR P3.7MOV A,P3ANL A,#0FHJZ SW4LCALL DELAY10MSJZ SW4MOV A,P3ANL A,#0FHCJNE A,#0EH,KDMOV COUNT,#3LJMP DKKD: CJNE A,#0DH,KE MOV COUNT,#7LJMP DKKE: CJNE A,#0BH,KF MOV COUNT,#11 LJMP DKKF: CJNE A,#07H,KG MOV COUNT,#15KG: NOPLJMP DKSW4: LJMP PANDUAN DK: RET ;;;;;;;;;;显示程序;;;;;;;;;; XIANSHI: MOV A,COUNTMOV DPTR,#TABLEMOVC A,@A+DPTRMOV P0,ALCALL DELAYSK: MOV A,P3ANL A,#0FHXRL A,#0FHJNZ SKRET;;;;;;;;;;10ms延时程序;;;;;;;;;;DELAY10MS: MOV R6,#20D1: MOV R7,#248DJNZ R7,$DJNZ R6,D1RET;;;;;;;;;;200ms延时程序;;;;;;;;;;DELAY: MOV R5,#20LOOP: LCALL DELAY10MSDJNZ R5,LOOPRET;;;;;;;;;;共阴码表;;;;;;;;;;TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H DB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H;;;;;;;;;;结束标志;;;;;;;;;;END7、C语言源程序#includeunsigned char code table[]={0x3f,0x66,0x7f,0x39,0x06,0x6d,0x6f,0x5e,0x5b,0x7d,0x77,0x79,0x4f,0x07,0x7c,0x71};void main(void){ unsigned char i,j,k,key;while(1){ P3=0xff; //给P3口置1//P3_4=0; //给P3.4这条线送入0//i=P3;i=i&0x0f; //屏蔽低四位//if(i!=0x0f) //看是否有按键按下//{ for(j=50;j>0;j--) //延时//for(k=200;k>0;k--);if(i!=0x0f) //再次判断按键是否按下//{ switch(i) //看是和P3.4相连的四个按键中的哪个// { case 0x0e:key=0;break;case 0x0d:key=1;break;case 0x0b:key=2;break;case 0x07:key=3;break;}P0=table[key]; //送数到P0口显示//}}P3=0xff;P3_5=0; //读P3.5这条线//i=P3;i=i&0x0f; //屏蔽P3口的低四位//if(i!=0x0f) //读P3.5这条线上看是否有按键按下// { for(j=50;j>0;j--) //延时//for(k=200;k>0;k--);i=P3; //再看是否有按键真的按下//i=i&0x0f;if(i!=0x0f){ switch(i) //如果有,显示相应的按键//{ case 0x0e:key=4;break;case 0x0d:key=5;break;case 0x0b:key=6;break;case 0x07:key=7;break;}P0=table[key]; //送入P0口显示//}}P3=0xff;P3_6=0; //读P3.6这条线上是否有按键按下// i=P3;i=i&0x0f;if(i!=0x0f){ for(j=50;j>0;j--)for(k=200;k>0;k--);i=P3;i=i&0x0f;if(i!=0x0f){ switch(i){ case 0x0e:key=8;break;case 0x0d:key=9;break;case 0x0b:key=10;break;case 0x07:key=11;break;}P0=table[key];}}P3=0xff;P3_7=0; //读P3.7这条线上是否有按键按下//i=P3;i=i&0x0f;if(i!=0x0f){ for(j=50;j>0;j--) for(k=200;k>0;k--); i=P3;i=i&0x0f;if(i!=0x0f){ switch(i){ case 0x0e:key=12;break;case 0x0d:key=13;break;case 0x0b:key=14;break;case 0x07:key=15;break;}P0=table[key];}}}}8、注意事项在硬件电路中，要把8联拨动拨码开关JP2拨下，把8联拨动拨码开关JP3拨上去。
实验四4X4矩阵键盘实验
狀態S_2： 發出掃瞄column 1即col=4’b1101的狀態並讀回row值作比 較：
如果讀到row不等於f (4’b1111)就代表在column 1上的4個按鍵（3， 7， b， f）有其中一個被按下，於是跳至S_5做等待使用者放開按鍵的處 理。 如果讀到row等於f (4’b1111)就代表在column 1上的4個按鍵（3， 7， b， f）沒有被按下，於是跳至S_3做掃瞄column 2的按鍵。
按鍵掃瞄之狀態
狀態S_3： 發出掃瞄column 2即col=4’b1011的狀態並讀回
row值作比較：
如果讀到row不等於f (4’b1111)就代表在column 2上的4個按鍵（2， 6， a， e）有其中一個被按下，於是跳至S_5做等待使用者放開按 鍵的處理。 如果讀到row等於f (4’b1111)就代表在column 2上的4個按鍵（2， 6， a， e）沒有被按下，於是跳至S_4做掃瞄column 2的按鍵。 狀態S_4： 發出掃瞄column 3即col=4’b0111的狀態並讀回row值作比較： 如果讀到row不等於f (4’b1111)就代表在column 3上的4個按鍵（1， 5， g， d）有其中一個被按下，於是跳至S_5做等待使用者放開按 鍵的處理。 如果讀到row等於f (4’b1111)就代表在column 3上的4個按鍵（1， 5， g， d）沒有被按下，於是跳回至S_0，因此FSM跳回Idle state即掃 描完4個column 都沒有發現任何按鍵被按下。 狀態S_5： 等待使用者放開按鍵的狀態，如果使用者沒放開按鍵就一直停
實驗四 4X4矩陣鍵盤實驗
4X4矩陣鍵盤輸入並輸出至七段式顯示器
底板子4x4矩陣按鍵
4x4矩阵键盘工作原理
4x4矩阵键盘工作原理
4x4矩阵键盘是一种常见的输入设备，它由16个按键组成，通
常用于嵌入式系统中。
其工作原理是利用矩阵的方式将16个按键映
射到单一的输入口上，从而减少了引脚的数量。
在4x4矩阵键盘中，按键排列成4行4列的矩阵形式。
每一行的按键都共用一根引脚，每一列的按键也共用一根引脚。
当按下某一个按键时，会在对应的行和列上形成短暂的电路通路，此时矩阵键盘会将这个按键的行和列位置保存下来，通过扫描算法得出该按键的编号，然后将其传输到处理器中进行处理。
具体来说，矩阵键盘的扫描算法通常采用轮询的方式进行。
处理器按照一定的时间间隔扫描矩阵键盘的每一行和每一列，从而得出哪个按键被按下了。
同时，为了防止按键的抖动影响输入的精度，还需要进行消抖处理。
总的来说，4x4矩阵键盘工作原理相对简单，但需要合理设计矩阵排布和扫描算法，以确保输入的准确性和稳定性。
- 1 -。
实验七 4X4矩阵键盘的显示电路
黄淮学院机械与能源工程学院
单片机应用技术课程报告
实验名称4X4矩阵键盘的显示电路实验时间年月日学生姓名实验地点钉钉群线上
同组人员专业班级汽服1802B
1、实验目的
1、能够在Keil软件中查看变量，掌握程序调试的基本方法；
2、掌握按键功能设计特点；
3、当键盘中按键数量较多时，为了减少I/O端口线的占用，通常将按键排列成矩阵形式，学习按键的相关知识。
2、任务设计要求
没有按键按下时，所有输出端均为高电平，即“1”，行线输入也是高电平，即“1”；有键按下时，相应列的输出为低电平，即“0”，对应行输入线也为低电平，即“0”。
通过检测输入线的状态可知是否有键按下。
通过51单片机P1端口构成4×4矩阵式键盘，要求：当按下某一按键时，在数码管显示该按键的值。
3、总体设计方案
根据实验任务要求，通过功能分析，设计的系统总体方案如图所示。
复习软件的使用方法，软件关键字如下：
4、硬件电路设计
5、软件程序设计
如果要实现上图所示电路中转向灯的控制，需要设计控制P1.0端口输出低电平，其设计思路如图所示。
（2）程序清单
#include <reg51.h>
#define uchar unsigned char
sbit L1=P1^4; // 定义列
sbit L2=P1^5;
sbit L3=P1^6;
sbit L4=P1^7;
按下相应的键就会显示对应的字母或数字。
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//根据按键的序号，找到显示段码点亮数码管，显示按键值。
七、按键识别方法： 1.行扫描法：即逐行或逐列扫描查询法。
行 线 列 线
0
1
2
3
Y0
4
5
6
7
Y1
8
9
A
B
Y2
C
D
E
F
Y3
Y4 Y5 Y6 Y7
2.行扫描法键盘扫描过程（高→低电平翻转法 ）
a、判断键盘中有无键按下及按下键所在列的位置 ： 将全部行线Y0-Y3置低电平，列线Y4-Y7置高电平， 然后检测列线的状态。若所有列线均为高电平，则键 盘中无键按下。只要有一列的电平为低，则表示键盘 该列有一个或多个键被按下。
0
Y0
4
Y1
8
Y2
C
Y3
Y4 Y5 Y6 Y7
a b c d e f g
1
5
9
D
+5v
2
3
6
7
A
B
E
F
五、程序设计有键按下？ Y
延时去抖动 N
有键按下？ Y
扫描键盘
识别闭合键
计算键值
根据键值找对应的段码
输出显示
六、程序代码
#include<reg52.h> #define uint unsigned int #define uchar unsigned char void delayms(uint xms)
7 P1.6
8 P1.7
AT89C52
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
b、判断闭合键所在行的位置 ：在确认有键按下后， 即可进入确定具体闭合键的位置在哪行。其方法是： 将全部列线Y4-Y7置低电平、行线Y0-Y3置高电平、然 后检测行线的状态，只要有一行的电平为低，则表示 键盘该行有一个或多个键被按下。
2.行扫描法键盘扫描过程（高→低电平翻转法）续
c、通过a、b两次检测到Y0-Y7的电平状态进行 位或运算，计算出闭合按键的键值，再查找键值表 便可以确定按下按键的序号。
矩阵键盘
孙长发 2014-05-08
目录 ▲矩阵键盘义定 ▲矩阵键盘优点 ▲教学任务 ▲硬件电路 ▲程序设计流程 ▲程序代码 ▲按键识别方法 ▲作业
教学目标： 1.掌握矩阵式键盘的电路结构。 2.理解矩阵式键盘扫描原理。 3.掌握矩阵式键盘与51单片机接口的编程方法。 4.巩固延时程序、数码管显示程序知识。
判断闭合键所在行位
置P3=0x0f
0
0
0
0
1
1
1
1
设E键按下
0
0
0
0
0
1
1
1 P3=0000 0111
key=temp|P3
1 0 1 1 0 1 1 1 键值key=0xb7序号“14”
八、作业：
编写一个矩阵扫描子程序
+5v
0---F号按键
编写一个矩阵扫描子程序
4.7k
4.7k
4.7k
4.7k
39 P0.0/AD0
28 P2.7/A15
10 P3.0/RXD
11 P3.1/TXD
12 P3.2/INT0
13 P3.3/INT1
14 P3.4/T0
15 P3.5/T1
16 P3.6/WR
17 P3.7/RD
AT89C52
19 XTAL1
18 XTAL2
9 RST
29 PSEN
30 ALE
31 EA
1 P1.0/T2
11110000
运算结果 无键按下循环扫描
1 1 1 0 0 0 0 0 temp=P3=1110 0000
判断闭合键所在行位
设0键按下
置P3=0x0f
00001111
0 0 0 0 1 1 1 0 P3=0000 1110
key=temp|P3
判断闭合键所在列位
置P3=0xf0
11110000
1 1 1 0 1 1 1 0 键值key=0xee序号“0” 1 1 0 1 0 0 0 0 temp=P3=1101 0000
38 P0.1/AD1
37 P0.2/AD2
36 P0.3/AD3
35 P0.4/AD4
34 P0.5/AD5
33 P0.6/AD6
32 P0.7/AD7
21 P2.0/A8
22 P2.1/A9
23 P2.2/A10
24 P2.3/A11
25 P2.4/A12
26 P2.5/A13
27 P2.6/A14
2.行扫描法键盘扫描过程（高→低电平翻转法）续
闭合按键位置判断程序分析
P3口（行、列线）赋
给P3赋值
值
列线
行线
Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0
判断有无键按下
P3=0xf0
判断闭合键所在列位 1 1 1 1 0 0 0 0 置P3=0xf0
闭合按键 无键按下
读取P3
列线
行线
Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0
{ uint i,j;
for(i=xms;i>0;i--) for(j=110;j>0;j--); } uchar code KEY_TABLE[]={ 0xee,0xde,0xbe,0x7e,0xed,0xdd,0xbd,0x7d, 0xeb,0xdb,0xbb,0x7b,0xe7,0xd7,0xb7,0x77}; uchar code TABLE[]={ 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e }; void main() { uint temp,key,num,i; while(1) { P3=0xf0;
教学课时： 2课时。
一、矩阵键盘义定 单片机外部设备中使用的排布类似于矩阵形式的
按键组。
0
1
2
3
Y0
4
5
6
7
Y1
8
9
A
B
Y2
C
D
E
F
Y3
Y4 Y5 Y6 Y7
二、使用矩阵键盘优点 在按键数量较多时，减少I/O口资源的占用，通
常采用矩阵键盘。
三、教学任务： 设计一个4×4矩阵键盘，其键值为0---F,按下
P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1
P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/W R P3.7/RD
39 38 37 36 35 34 33 32
21 22 a 23 b 24 c 25 d 26 e 27 f 28 g
dp 10 11 12 13 14 15 16 17
判断闭合键所在行位
设5键按下
置P3=0x0f
00001111
0 0 0 0 1 1 0 1 P3=0000 1101
key=temp|P3
判断闭合键所在列位
置P3=0xf0
11110000
1 1 0 1 1 1 0 1 键值key=0xdd序号“4” 1 0 1 1 0 0 0 0 temp=P3=1011 0000
2 P1.1/T2EX
3 P1.2
4 P1.3
5 P1.4
6 P1.5
7 P1.6
8 P1.7
按键 ，数码管显示相应键值,要求用行扫描法识别 键盘，且键盘要有去抖动功能。
分别用软件和硬件演示实际效果
四、硬件电路
按下按键数码管显示其值
19 XTAL1
18 XTAL2
9 RST
29 PSEN
30 ALE
31 EA
1 P1.0/T2
2 P1.1/T2EX
3 P1.2
4 P1.3
5 P1.4
6 P1.5
if(P3!=0xf0) { delayms(10); if(P3!=0xf0) { temp=P3; P3=0x0f; key=temp|P3; for(i=0;i<16;i++) if(key==KEY_TABLE[i]) { num=i; P2=TABLE[num]; delayms(2); } } }
} }
//头文件 //宏定义
//延时子程序
//键值表
//共阳极数码管编码表
// 定义变量类型 //大循环
//置行为低电平0，列为高电平1，读列值。 //判断有，无键盘按下 //去抖延迟 //如果if的值为真，这时可以确定有键盘按下 //存储列读入的值
//置列为0，行为1，读行值。 //位或运算，求键值，赋给key