单片机之矩阵键盘
51单片机矩阵键盘原理
51单片机矩阵键盘原理51单片机矩阵键盘原理矩阵键盘是一种常用的输入设备，可以通过少量的I/O口控制多个按键。
51单片机作为嵌入式系统中常用的控制器，也可以通过控制矩阵键盘来实现输入功能。
1. 矩阵键盘的结构矩阵键盘由多个按键组成，每个按键都有一个引脚与其他按键共用，形成了一个按键矩阵。
例如，4x4的矩阵键盘有16个按键，其中每行和每列各有4个引脚。
2. 矩阵键盘的工作原理当用户按下某一个按键时，该按键所在行和列之间会形成一个电路通路。
这时，51单片机可以通过扫描所有行和列的电路状态来检测到用户所按下的具体按键。
具体实现过程如下：（1）将每一行引脚设置为输出状态，并将其输出高电平；（2）将每一列引脚设置为输入状态，并开启上拉电阻；（3）逐一扫描每一行引脚，当发现某一行被拉低时，则表示该行对应的某一个按键被按下；（4）记录下该行号，并将该行引脚设置为输入状态，其余行引脚设置为输出状态；（5）逐一扫描每一列引脚，当发现某一列被拉低时，则表示该列对应的是刚才所记录下的行号及其对应的按键；（6）通过行号和列号确定具体按键，并进行相应的处理。
3. 代码实现下面是一个简单的51单片机矩阵键盘扫描程序：```c#include <reg52.h> //头文件sbit row1 = P1^0; //定义引脚sbit row2 = P1^1;sbit row3 = P1^2;sbit row4 = P1^3;sbit col1 = P1^4;sbit col2 = P1^5;sbit col3 = P1^6;sbit col4 = P1^7;unsigned char keyscan(void) //函数定义{unsigned char keyvalue; //定义变量while(1) //循环扫描{row1=0;row2=row3=row4=1; //设置行状态 if(col1==0){keyvalue='7';break;} //读取按键值 if(col2==0){keyvalue='8';break;}if(col3==0){keyvalue='9';break;}if(col4==0){keyvalue='/';break;}row2=0;row1=row3=row4=1;if(col1==0){keyvalue='4';break;}if(col2==0){keyvalue='5';break;}if(col3==0){keyvalue='6';break;} if(col4==0){keyvalue='*';break;}row3=0;row1=row2=row4=1; if(col1==0){keyvalue='1';break;} if(col2==0){keyvalue='2';break;} if(col3==0){keyvalue='3';break;} if(col4==0){keyvalue='-';break;}row4=0;row1=row2=row3=1; if(col1==0){keyvalue='C';break;} if(col2==0){keyvalue='0';break;} if(col3==0){keyvalue='=';break;} if(col4==0){keyvalue='+';break;}}return keyvalue; //返回按键值}void main() //主函数{unsigned char key;while(1) //循环读取{key = keyscan(); //调用函数}}```以上代码实现了一个简单的矩阵键盘扫描程序，可以通过调用`keyscan()`函数来获取用户所按下的具体按键值。
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。
单片机矩阵键盘原理
单片机矩阵键盘原理单片机矩阵键盘是一种常见的输入装置，它可以实现对数字、字母、符号等不同类型的输入，是单片机控制系统中不可或缺的一部分。
下面详细介绍单片机矩阵键盘的原理。
1. 键盘的基本原理键盘是一种能够将人体按压的操作转换成电信号输出的输入设备。
它由按键、矩阵电路和接口电路等多个部分组成。
其中最关键的是矩阵电路，它起到了连接按键和接口电路的桥梁作用。
2. 矩阵电路的构成矩阵电路主要由行列式组成，其中行和列的数量决定了键盘能够输入的按键数量。
例如一个4行4列的矩阵电路可以连接16个按键。
3. 按键的工作原理按键的工作原理是利用按键触点的开闭状态来变换电路状态，进而实现输入信号的转换。
按键的触点现在主要分为二态和三态两种，二态触点只能够开闭两种状态，而三态触点则可以在按键未按下、按下瞬间和按下保持三个状态之间变换。
在设计矩阵电路时需要根据按键的触点类型进行对应的接线方式。
4. 矩阵键盘的工作流程单片机矩阵键盘的工作流程主要包括按键扫描、按键代码转换和按键响应处理三步。
按键扫描的原理是利用矩阵电路的行列结构来进行扫描，每次扫描只需要对一个行和一个列进行检测，判断当前按键是否被按下。
如果检测到按键被按下，则会对应生成相应的按键代码，并将其发送到单片机系统进行处理。
5. 按键的编程实现在单片机的程序中，实现矩阵键盘的输入需要用到外部中断和定时器两个功能模块。
其中定时器用于产生定时器中断，从而保证按键信号的稳定性和准确性；而外部中断则在扫描矩阵电路时检测按键是否被按下，用于触发中断并响应按键事件。
总的来说，单片机矩阵键盘的原理涉及到电路接线、按键触点类型、按键扫描算法以及编程实现等多个方面。
在设计和实现过程中需要考虑多种因素，才能确保键盘输入的可靠性和稳定性。
单片机矩阵键盘
按键在闭合和断开时，触点会存在抖动现象：
数码管前三位显示一个跑表，从000到999之间以1%秒速度运行，当按下一个独立键盘时跑表停止，松开手后跑表继续运行。(用定时器设计表)。
在上题的基础上，用另外三个独立键盘实现按下第一个时计时停止，按下第二个时计时开始，按下第三个是计数值清零从头开始。
键盘处理程序就作这么一个简单的介绍，实际上，键盘、显示处理是很复杂的，它往往占到一个应用程序的大部份代码，可见其重要性，但说到，这种复杂并不来自于单片机的本身，而是来自于操作者的习惯等等问题，因此，在编写键盘处理程序之前，最好先把它从逻辑上理清，然后用适当的算法表示出来，最后再去写代码，这样，才能快速有效地写好代码
ANL A,#0FH
CJNE A,#0FH,KCODE;
MOV A,R1
SETB C RLC A JC NEXT2 NEXT3: MOV R0,#00H RET KCODE: MOV B,#0FBH NEXT4: RRC A INC B JC NEXT4 MOV A,R1 SWAP A NEXT5: RRC A INC B INC B INC B INC B 。
按下16个矩阵键盘依次在数码管上显示1-16的平方。如按下第一个显示1，第二个显示4...
识别方法
04
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3、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 4、为了保证键每闭合一次CPU仅作一次处理，必须去除键释放时的抖动。
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。
《单片机矩阵键盘》课件
矩阵键盘的原理
深入了解矩阵键盘的组成结构、工作原理和扫描方式。
组成结构 工作原理
矩阵键盘由按键和行列引脚组成的矩阵状结构。 通过扫描按键矩阵的行和列，确定被按下的按键。
扫描方式
逐行、逐列或矩阵扫描，用于检测按键的状态。
矩阵键盘的接口设计
详细介绍矩阵键盘的电路设计、接口连接和设计注意事项。
电路设计
设计适合矩阵键盘的电路，确保 信号的正确传输和按键的可靠检 测。
接口连接
将矩阵键盘与单片机进行正确的 接线连接，以实现按键信号的读 取。
设计注意事项
注意接口的稳定性、防抖动处理 和按键状态的判别。
矩阵键盘的编程实现
教授GPIO口的配置、矩阵键盘的扫描方法和状态码处理的编程实现。
1
GPIO口的配置
设置单片机的GPIO引脚，用于连接和控
实验效果演示
展示实验结果，演示矩阵键盘 的按键功能。
总结和展望
总结本课程的学习内容，展望矩阵键盘在更多应用场景中的发展。
1 总结本课程的学习内容
2 展望更多应用场景
回顾矩阵键盘的原理、接口设计和编程实现， 总结学习收获。
探讨矩阵键盘在电子设备、控制系统等领域 的应用前景。
矩阵键盘的扫描方法
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
制矩阵键盘的行和列。
编写扫描程序，逐行或逐列扫描矩阵键
盘，读取按键状态。
3
状态码处理
根据读取的按键状态码，进行相应的处 理和响应，实现按键功能。
实验演示
展示实验环境的介绍、实验步骤和实验效果。
实验环境介绍
介绍搭建实验所需的硬件和软 件环境。
实验步骤
详细说明进行实验的步骤和操 作流程。
51单片机矩阵键盘原理
51单片机矩阵键盘原理介绍在嵌入式系统中，矩阵键盘是一种常见的输入装置。
51单片机是广泛使用的一种微控制器，结合矩阵键盘可以实现各种应用。
本文将详细介绍51单片机矩阵键盘的原理及其工作方式。
什么是矩阵键盘？矩阵键盘是将一组按钮布置成矩阵形式，以减少输入引脚的数量。
每个按钮在矩阵键盘中都会被分配一个坐标，通过扫描行和列，可以确定用户按下的是哪个按钮。
51单片机的输入输出结构51单片机具有强大的输入输出能力，可以连接各种外设。
在使用矩阵键盘时，通常使用IO口进行输入和输出操作。
矩阵键盘的接线方式将矩阵键盘与51单片机连接时，需要将键盘的行和列引脚分别连接到单片机的IO 口。
通过对行进行扫描，再根据列的输入状态判断按钮是否按下。
这种接线方式可以大大减少所需的IO口数量。
矩阵键盘的扫描原理矩阵键盘的扫描原理是通过不断扫描行并读取列的状态来判断按钮是否按下。
具体步骤如下： 1. 将所有行引脚设为输出，输出高电平。
2. 逐个扫描行，将当前行引脚设为低电平。
3. 读取所有列引脚的状态，如果有低电平表示有按钮按下。
4. 如果有按钮按下，则根据行和列的坐标确定按下的按钮。
51单片机矩阵键盘的实现以下是使用51单片机实现矩阵键盘的基本步骤： 1. 将行和列引脚连接到单片机的IO口。
2. 初始化IO口的状态。
3. 在主程序中进行循环扫描，根据扫描结果执行相应的操作。
优化矩阵键盘的扫描速度为了提高矩阵键盘的扫描速度，可以采用以下优化方法： 1. 使用硬件定时器来定时扫描行，减少CPU的负载。
2. 使用中断方式处理按键事件，从而减少程序中的轮询操作。
3. 将矩阵键盘的行和列布局进行优化，减少扫描的时间复杂度。
利用矩阵键盘实现密码输入矩阵键盘广泛应用于密码输入功能。
通过将矩阵键盘与51单片机结合，可以实现密码的输入、验证等功能。
以下是一个简单的密码输入的实现步骤： 1. 设置一个密码数组用于存储密码。
2. 使用矩阵键盘获取用户输入的密码，并依次存储到临时数组中。
单片机实现矩阵键盘控制项目
• 在矩阵按键处理过程中,一旦检测到有按键 闭合与确认按键已经稳定闭合期间,通过调 用10-20ms延时子程序避开按键抖动问题.由 于按键是机械器件,按下或者松开时有固定 的机械抖动,抖动图如图所示.
• 按键去抖分为硬件去抖和软件去抖,硬件去抖最简单的是按 键两端并联电容,容量根据实验而定.软件去抖使用方便不增 加硬件成本,容易调试,所以现在处理按键抖动问题大部分选 择软件去抖.软件去抖操作步骤如下： ① 检测到按键按下后进行10-15ms延时,用于跳过这个抖动区 域. ② 延时后再检测按键状态,如果没有按下表明是抖动或者干 扰造成,如果仍旧按下,可以认为是真正的按下.并进行对应的 操作. ③ 同样按键释放后也要进行去抖动延时,延时后检测按键是 否真正松开.
51单片机
VC C P0. 0 P0. 1 P0. 2 P0. 3 P0. 4 P0. 5 P0. 6 P0. 7 EA/VPP PROG/ ALE PSEN A15/P2. 7 A14/P2. 6 A13/P2. 5 A12/P2. 4 A11/P2. 3 A10/P2. 2 A9/P2. 1 A8/P2. 0
• 采用单片机控制矩阵按键实现按键键码值 显示的电路结构由51单片机最小系统、数
码显示电路、数码驱动电路、矩阵键盘电 路和电源供电电路组成.
晶振 电路
复位电 路
P1
51单片机P0
P2
数码驱 动电路
数码显示电路
矩阵键 盘电路
5伏电源供电电路
单片机控制矩阵键盘电路结构图
13.3 项目硬件电路设计
• 矩阵键盘电路的行信号分别接P2.0—P2.3,列信号分 别接P2.4—P2.7,进行按键检测时,假设查询到P25为 低电平,P24 P26 P27为高电平,那么可能按下的按键 为S2 S6 S10 S14.进一步探测,先把P20设置为低电 平,P21 P22 P23为高电平,如果此时P25一直为低电 平,就是S2按键被按下.如果P25为高电平,令其P21设 为低电平,P20 P22 P23为高电平,如果此时P25为低 电平,表明S6按键被按下.依此类推,可以确定S1-S16 中哪个按键被按下.
单片机矩阵键盘
汇报人： 202X-01-04
contents
目录
• 单片机矩阵键盘概述 • 单片机矩阵键盘硬件设计 • 单片机矩阵键盘软件编程 • 单片机矩阵键盘调试与测试 • 单片机矩阵键盘优化与扩展
01 单片机矩阵键盘 概述
定义与特点
定义
单片机矩阵键盘是一种由行线和 列线组成的键盘，通过按键的行 和列交叉点来识别按键。
用于显示输入的信息或状态， 如数码管、液晶显示屏等。
电源模块
为整个系统提供稳定的电源， 保证系统的正常工作。
电路连接
01
矩阵键盘的行线和列线分别连接到单片机的输入/输出端口，通 过软件扫描方式检测按键状态。
02
单片机控制模块与显示模块连接，将需要显示的信息传输给显
示模块。
电源模块为整个系统提供稳定的电源，保证系统的正常工作。
在通讯设备领域，单片机矩阵键盘可以用 于手机、电话等设备的操作面板，实现拨 号、挂断等功能。
பைடு நூலகம்
02 单片机矩阵键盘 硬件设计
硬件组成
01
02
03
04
矩阵键盘模块
由行线和列线组成的键盘矩阵 ，按键被安排在行线和列线的
交叉点上。
单片机控制模块
用于接收和处理来自矩阵键盘 的信号，控制整个系统的运行
。
显示模块
软件编程
编写单片机程序，用于扫描矩阵键盘并识 别按键按下事件。
测试方法
按键响应时间测试
测试从按键按下到单片机响应 的时间，确保在合理范围内。
按键防抖测试
测试按键防抖功能是否正常， 即在按键按下和释放时是否能 够正确识别。
多键同时按下测试
测试在多个按键同时按下时， 单片机是否能够正确识别并处 理。
51单片机矩阵键盘设计
51单片机矩阵键盘设计
一、引言
AT89C51单片机矩阵键盘设计是嵌入式系统中一个重要的技术，它的
作用是以矩阵形式把外部按键与MCU相连，使得系统可以对外部的按键进
行检测和响应。
矩阵键盘设计在可编程嵌入式系统的设计中占有重要的地位，如智能交通系统、智能家居系统、航空电子系统等。
本文主要介绍了矩阵键盘设计中硬件电路的设计，包括按键、拉电阻、和矩阵编码等，同时给出系统的控制算法，使得系统可以实现有效的按键
检测和响应。
二、矩阵键盘概述
矩阵键盘是将多个按键排布成列行形式进行连接，一般来说，矩阵键
盘是由按键、拉电阻、矩阵编码器和控制器组成，按键是系统中重要的部件，其作用是将外部输入信号传递给控制器。
拉电阻起到的作用是防止按
键耦合，一般可以使用4.7KΩ拉电阻来防止按键耦合。
矩阵编码器用来
识别按键的状态，通常通过硬件把按键信号编码为数字信号，输入到处理
器或控制器。
控制器用来实现按键信号的检测，通过定义硬件定时器和软
件定时器，实现按键检测和处理。
1、硬件电路设计
应用AT89C51单片机矩阵键盘。
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单片机之矩阵键盘
下面是一个stc89c52单片机下的矩阵键盘程序，P0口接键盘，显示在P2口.
#include;
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit key1=P3^2;
sbit key2=P3^3;
uchar code
tab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x 7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00}; //定义八个灯的工作状态。
uchar code
wep[]={0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07}; void yanshi(uint t)
{
while(--t);
}
void main()
{
uchar han,lei,key;
while(1)
{
P0=0xf0; //初始化为开关状态。
11110000
han=P0; //han变量读取P0口的值。
第一次扫描键盘。
han=han&0xf0; //对han变量与0xf0与.
//如果结果等于P0口初值(0xf0)说明没有键被按下. //如果结果不等于P0(0xf0)口初值,说明有键按下. if(han!=0xf0)
yanshi(125*5); //延时消抖.
if(han!=0xf0) //语句执行到这里说明真的有键按下.
{ //例如按下S1键.则P0=1110 0000
lei=P0&0xf0; //lei读取P0口的值.
lei=lei|0x0f; //lei=11101111
P0=lei; //P0=11101111
han=P0; //han=11101110 第二次扫描键盘，
//因为这里按键S1还是闭合的状态。
han=han&0x0f; //han=00001110
lei=lei&0xf0; //lei=11100000
key=han+lei;
}
switch(key)
{
case 0xee: P2=tab[0]; break; case 0xde: P2=tab[1]; break; case 0xbe: P2=tab[2]; break; case 0x7e: P2=tab[3]; break; case 0xed: P2=tab[4]; break; case 0xdd: P2=tab[5]; break; case 0xbd: P2=tab[6]; break; case 0x7d: P2=tab[7]; break; case 0xeb: P2=tab[8]; break; case 0xdb: P2=tab[9]; break; case 0xbb: P2=tab[10]; break; case 0x7b: P2=tab[11]; break; case 0xe7: P2=tab[12]; break; case 0xd7: P2=tab[13]; break; case 0xb7: P2=tab[14]; break; case 0x77: P2=tab[15]; break; }
}
}。