单片机应用技术项目教程(C语言版)项目四 键盘设计与实现
《单片机应用技术》000-9(周君芝)课件 项目四 显示器与键盘接口技术的应用
（第 2 版）
目录
项目1 项目2 项目3 项目4 项目5 项目6 项目7
C语言基础知识 单片机开发软件及硬件系统的认识
中断系统与定时/计数器的应用 显示器与键盘接口技术的应用
串行接口技术的应用 A/D与D/A转换技术的应用
单片机综合实践
显示器与键盘接口技术 的应用
项目导读
单片机应用系统在运行时需要与外部设备交换 信息，其中显示器与键盘是实现人机交互不可或 缺的设备。
共阳极LED数码管显示器的结构 原理如图所示，由于所有段的阳 极均连接高电平，因此在使用时， 需要在相应段上加低电平，才能 使其发光。
bit 变量名 = 变量值;
4.1.1 LED数码管显示器
如果说我们国家是块闪闪发光的显示器，那么我们 每个人都是属于这块显示器的一个“数码管”，是 这块显示器不可缺少的部分。所谓“天生我材必有 用”，随着国家的蓬勃发展，各行各业都亟须专业 人才。我们作为新时代的青年，应当正视自己，发 挥自己的优势，学成一技之长，为祖国的发展贡献 自己的力量。
4.1.1 LED数码管显示器
2．LED数码管显示器的字形码
LED数码管显示器只要控制LED段的亮与灭即可显示相应的字符。当LED数码管显 示器的连接方式确定时，若要显示某一特定字符，其控制字形是固定不变的。控制字 形控制的是LED数码管显示器上要显示的字符形状，称为字形代码，简称为字形码。
LED数码管显示器八段的各代码位与显示段的对应关系如表所示。
【确定方法】
➢ 在共阴极连接中，要点亮的段为高电平， 不点亮的段为低电平，则各显示段的状态 如表所示。
显示段 dp g f e d c b a 各段状态 0 1 1 1 1 1 0 1
单片机按键程序设计
单片机按键程序设计单片机按键的基本原理其实并不复杂。
通常，按键就是一个简单的开关，当按键按下时，电路接通，对应的引脚电平发生变化；当按键松开时，电路断开，引脚电平恢复到初始状态。
在程序设计中，我们需要不断检测引脚的电平变化，从而判断按键是否被按下。
在实际的按键程序设计中，有多种方式可以实现按键检测。
其中一种常见的方法是查询法。
这种方法是通过不断地读取按键对应的引脚状态来判断按键是否被按下。
以下是一个简单的查询法示例代码：｀｀｀cinclude ＜reg51h> ／／包含 51 单片机的头文件sbit key ＝ P1^0; ／／定义按键连接的引脚void main(）｛while(1) ／／无限循环｛if(key ＝＝ 0) ／／如果按键按下，引脚为低电平｛／／执行按键按下的操作／／比如点亮一个 LED 灯P2 ＝ 0xfe;while(key ＝＝ 0)；／／等待按键松开｝｝｝｀｀｀上述代码中，我们首先定义了按键连接的引脚｀key`，然后在主函数的无限循环中不断检测按键引脚的状态。
当检测到按键按下时，执行相应的操作，并通过｀while(key ＝＝ 0)｀等待按键松开。
除了查询法，还有中断法可以用于按键检测。
中断法的优点是能够及时响应按键动作，不会因为程序的其他操作而导致按键响应延迟。
｀｀｀cinclude ＜reg51h> ／／包含 51 单片机的头文件sbit key ＝ P1^0; ／／定义按键连接的引脚void int0_init(）／／中断初始化函数｛IT0 ＝ 1; ／／下降沿触发中断EX0 ＝ 1; ／／使能外部中断 0EA ＝ 1; ／／开总中断｝void int0(） interrupt 0 ／／外部中断 0 服务函数｛／／执行按键按下的操作／／比如点亮一个 LED 灯P2 ＝ 0xfe;｝void main(）｛int0_init(）；／／初始化中断while(1)；／／无限循环，保持程序运行｝｀｀｀在上述代码中，我们首先在｀int0_init` 函数中对中断进行了初始化设置，然后在｀int0` 函数中编写了按键按下时的处理代码。
单片机原理及应用教程(C语言版)-第4章 单片机C语言及程序设计
4.3.2 C51变量的存储类型
三、外部存储
外部（存储）变量：用extern声明的变量为外 部变量，是在其它文件定义过的全局变量。 用 extern声明后，便可以在所声明的文件中使用。
需要注意的是：在定义变量时，即便是全局变 量，也不能使用extern修饰。
4.3.2 C51变量的存储类型
四、寄存器存储
动态（存储）变量：用auto定义的为动态变量， 也叫自动变量。
作用范围：在定义它的函数内或复合语句内部 当定义它的函数或复合语句执行时，C51才为 变量分配存储空间，结束时所占用的存储空间释放。 定义变量时，auto可以省略，或者说如果省略 了存储类型项，则认为是动态变量。动态变量一般 分配使用寄存器或堆栈。
“C51”概念：为了与ANSI C区别，把“单片 机C语言”称为“C51”，也称为“Keil C”。
4.1.1 C语言编程的优势
在编程方面，使用C51较汇编语言有诸多优势： 1）编程容易 2）容易实现复杂的数值计算 3）容易阅读与交流 4）容易调试与维护 5）容易实现模块化开发 6）程序可移植性好
本 无符号整型 unsigned int 2字节 0～65535 有符号整型 signed int 2字节 -32768～32767
类 无符号长整型 unsigned long 4字节 0～4294967295
型 有符号长整型 signed long 4字节 -2147483648～2147483647
MCS-51单片机有四个存储空间，分成三类， 它们是片内数据存储空间、片外数据存储空间和 程序存储空间。
MCS-51单片机有更多的存储区域：由于片内 数据存储器和片外数据存储器又分成不同的区域， 所以单片机的变量有更多的存储区域。
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。
单片机应用技术C语言版第2版课后习题复习资料王静霞
P3.3
外部中断1申请
P3.4
T0
定时/计数器0的外部输入
P3.5
T1
定时/计数器1的外部输入
P3.6
外部RAM写选通
P3.7
外部RAM读选通
3
什么是机器周期？机器周期和晶振频率有何关系？当晶振频率为6MHz时，机器周期是多少？
规定一个机器周期的宽度为12个振荡脉冲周期，因此机器周期就是振荡脉冲的十二分频。
A．0x06 B．0x7D C．0x82 D．0xFA
B
5
一个单片机应用系统用LED数码管显示字符“8”的段码是0x80，可以断定该显示系统用的是___________。
A．不加反相器的共阴极数码管
B．加反相驱动的共阴极数码管或不加反相驱动的共阳极数码管
C．加反相驱动的共阳极数码管
D．以上都不对
B
6
1
项目一 熟悉单片机操作环境
1.3 问答题
什么是单片机？它由哪几部分组成？什么是单片机应用系统？
单片微型计算机是指集成在一个芯片上的微型计算机，它的各种功能部件，包括CPU（Central Processing Unit）、随机存取存储器RAM（Random Access Memory）、只读存储器ROM（Read-only Memory）、基本输入/输出(Input/Output，简称I/O)接口电路、定时器/计数器等都制作在一块集成芯片上，构成一个完整的微型计算机，可以实现微型计算机的基本功能。
程序存储器
3
片内RAM低128单元，按其用途分为_______、_______和________三个区域。
工作寄存器组、位寻址区、用户RAM区
4
当振荡脉冲频率为12MHz时，一个机器周期为________；当振荡俯冲频率为6MHz时，一个机器周期为__________。
单片机应用技术(C语言版)(第4版)
2019年1月，《单片机应用技术（C语言版）（第4版）》由电子工业出版社出版发行。
内容简介
该书共8个项目，项目1包括Keil C51软件的使用与一个LED发光二极管的闪烁控制两个任务，项目2介绍了单 片机控制蜂鸣器发声、模拟汽车左右转向灯控制与仿真调试发光二极管闪烁控制系统这三个任务，项目3分别为流 水灯、按键控制多种花样霓虹灯、声光报警器和基于PWM的可调光台灯的设计四个任务，项目4涵盖了8路抢答器 设计、小型LED数码管字符显示屏控制、LED点阵式电子广告牌控制、字符型LCD液晶显示广告牌控制、密码锁设 计五个任务，项目5为简易秒表及模拟交通灯控制系统的设计两个任务，项目6讲述了银行动态密码获取系统、移 动终端数据上传系统、串口控制数码管显示系统的设计三个任务，项目7安排了简易数字电压表设计及基于A/D和 D/A转换芯片的可调光台灯设计两个任务，项目8设置了数字钟的设计与制作、图形液晶显示系统设计、单片机温 度检测记录系统设计、家居照明蓝牙控制系统的设计、WIFI遥控小车设计五个任务。
获得荣誉
单片机原理及应用——C语言程序设计与实现(第2版)
5 C51数据结构
5.3.1 结构说明和结 构变量定义
A
5.3.2 结构变量的使 用
B
5.3.3 结构数组和结 构指针
C
5.3 结构
07
Part One
6 C51编译器及简介
6 C51编译器及简介
1 6.1 KEIL C51 编译器简介
6.1.1 KEIL C51开发套件 6.1.2 KEIL C51的安装 6.1.3 KEIL C51开发实例
单片机原理及应用——C语 言程序设计与实现(第2版)
演讲人
2025-11-11
01
Part One
第2版前言
第2版前言
02
Part One
1 51单片机结构及工作原理
1 51单片机结构及工作原理
1.1 微型计算机基 础
1.2 51 单片机的 基本组成和功能
1.3 51 单片机的 内部结构
1.4 51 系列单片 机的工作方式
C
3.2.1 中断的 定义
3.2.2 中断源
3.2.4 中断优 先级结构
3.2.5 中断响 应
3 51单片机的硬件资源
3.2 51 单片机中断系统
3.2.3 中断控 制
3.2.6 中断响 应时间
3 51单片机的硬件资源
3.2.7 中断请求的撤 除
A
3.2.8 中断系统的初 始化
B
3.2.9 外部中断源的 扩展
本章小结
习题与思考
1 51单片机结构及工作原理
1.1.1 单片机及 其发展概况
1.1.3 二进制数 的运算
1.1.2 计算机中的数 制及相互转换
1.1.4 计算机中 数的表示方法
单片机应用技术(C语言版)第2版课后习题答案-王静霞
3
LED数码若采用动态显示方式，下列说法错误的是__________。
A．将各位数码管的段选线并联
B．将段选线用一个8位I/O端口控制
C．将各位数码管的公共端直接连接在+5V或者GND上
D．将各位数码管的位选线用各自独立的I/O端口控制
C
4
共阳极LED数码管加反相器驱动时显示字符“6”的段码是_________。
规定一个机器周期的宽度为12个振荡脉冲周期，因此机器周期就是振荡脉冲的十二分频。
当振荡脉冲频率为12MHz时,一个机器周期为1µs；当振荡脉冲频率为6MHz时，一个机器周期为2µs。
序号
知识点
题型
内容
答案
1
项目三单片机并行I/O端口的应用
3.1单项选择题
下面叙述不正确的是（）
A．一个C源程序可以由一个或多个函数组成
P3口各引脚与第二功能表
引脚
第二功能
信号名称
P3.0
RXD
串行数据接收
P3.1
TXD
串行数据发送
P3.2
外部中断0申请
P3.3
外部中断1申请
P3.4
T0
定时/计数器0的外部输入
P3.5
T1
定时/计数器1的外部输入
P3.6
外部RAM写选通
P3.7
外部RAM读选通
3
什么是机器周期？机器周期和晶振频率有何关系？当晶振频率为6MHz时，机器周期是多少？
voiddelay(void)
{inti;
for(i=0; i<10000; i++);
}
10000
12
在单片机的C语言程序设计中，______________类型数据经常用于处理ASCII字符或用于处理小于等于255的整型数。
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R8
220
D8
LED-RED
R7
220
D7
LED-RED
R6
220
D6
LED-RED
R5
220
D5
LED-RED
R4
220
D4
LED-RED
R3
220
D3
LED-RED
R2
220
D2
LED-RED
R1
220
D1
LED-RED
9 RST
29 30 31
PSEN ALE EA
1 2 3 4 5 6 7 8
■ 键盘分类：
按键按照结构原理可分为两类
触点式开关按键，如机械式开关、导电橡胶式开关等； 无触点开关按键，如电气式按键，磁感应按键等。前
者造价低，后者寿命长。
按键按照接口原理可分为两类
编码键盘，主要是用硬件来实现对按键的识别，硬件 结构复杂；
非编码键盘，主要是由软件来实现按键的定义与识别， 硬件结构简单，软件编程量大。
21 22 23 24 25 26 27 28
P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1
P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD
10 11 12 13 14 15 16 17
R10
10k
R11
10k
R12
10k
R13
10k
R14
10k
R15
10k
P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1
P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD
10 11 12 13 14 15 16 17
10k
R16
10k
R17
10k AT89S52
1、画出按键电路简化图 2、特点：每个按键单独占有一根I/O线，每个按键的工作不会影响其它
这里我们主要介绍单片机中常用的非编码键盘 （用的是触点式开关按键）
4.1.2 独立式键盘电路设计
C1
C2
R10
30pF X1
30pF
U1
10k
C3
R9
10k 10uF
CRYSTAL
19 XTAL1 18 XTAL2 9 RST
P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7
R16
10k
R17
10k
4.1.1 认识键盘
键盘是单片机应用系统中人机交流不可缺少的输 入设备。用于输入数据和控制信息。
键盘由一组规则排列的按键组成，键盘通常使用 机械触点式按键开关。
常见的种类有：
➢ 查询（独立）式键盘：结构简单、占资源多、适合按 键少的单片机应用系统。
➢ 矩阵式键盘：结构复杂、占资源少、适合按键多的单 片机应用系统。
软件上采取的措施是在检测到有按键按下时，执 行一个10ms左右(具体时间应视所使用的按键进 行调整)的延时程序，再确认该键电平是否仍保持 闭合状态电平，若仍保持闭合状态电平，则确认 该键处于闭合状态，从而消除抖动的影响。
2、独立式键盘程序：
独立式键盘程序 演示 某一键按下，对应LED亮，多个按键按下 LED不
亮，为什么？分析程序。
如果在多个键按下时，对应的LED都亮，怎么修 改程序？
假设8个按键分别为1~8，用数码管显示按下的按 键编号。怎样设计？
4.1.4 键盘防抖动措施
机械式按键在按下或释放时， 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。
其抖动过程如右图所示，若 有抖动，按键按下会被错误 地认为是多次操作。抖动时 间的长短与开关的机械特性 有关，一般为510ms。
键按下
前沿抖动
后沿抖动
闭合 稳定
按键触点的机械抖动
防抖动措施
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、软件两方面予以 考虑。
➢ 键数较少时，采用硬件去抖； ➢ 键数较多时，采用软件去抖。
I/O线的状态。
4.1.3 独立式键盘程序设计
1、功能分析： 无键按下时，P0的8个I/O口线均通过电阻接高电
平，信息为“1” ，P1口输出全为“1”发光二极 管全部熄灭。
有键按下，将使对应的I/O口线通过该键接地，信 息为“0” ，P1口对应的口线输出低电平，其连接 的发光二极管点亮。
因此，CPU可以通过检测P0的8个I/O口线哪个是 “0”就可以识别是否有键按下，并能识别出是哪 一个键按下。另外注意键盘防抖的问题。
“十二五”职业教育国家规划教材
（经全国职业教育教材审定委员会审定）
单片机应用技术项目教程--C语言版 （第二版）
项目四 键盘的设计与实现
教学目的
掌握键盘电路的设计方法和编程方法 。 了解中断的基本概念和功能。 掌握51单片机中断系统的结构和控制方式。 掌握中断系统的中断处理过程。
4.1 模块9 独立式键盘设计与实现
工作任务：使用AT89S52单片机，设计一个具有8个按键 的独立式键盘，每个按键对应一个发光二极管。功能要求： 无键按下时，键盘输出全为“1”，发光二极管全部熄灭； 有键按下时，其所对应发光二极管点亮。
C3
R9
10k 10uF
C1 30pF X1
CRYSTAL
C2
30pF
U1
19 XTAL1
18 XTAL2
P1.0/T2 P1.1/T2EX P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
AT89S52
P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7
39 38 37 36 35 34 33 32
P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15
PSEN ALE EA
LED-RED
P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15
21 22 23 24 25 26 27 28
10k
R14
10k
R15
1 2 3 4 5 6 7 8
P1.0/T2 P1.1/T2EX P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
39 38 37 36 35 34 33 32
RБайду номын сангаас1
10k
R12
10k
R13
R8
R7
R6
R5
R4
R3
R2
R1
220
220
220
220
220
220
220
220
D8
LED-RED
D7
LED-RED
D6
LED-RED
D5
LED-RED
D4
LED-RED
D3
LED-RED
D2
LED-RED
D1
29 30 31