单片机4X4键盘接口和显示设计报告
4x4矩阵键盘设计报告
4x4矩阵键盘设计报告1.引言1.1 概述概述：4x4矩阵键盘是一种常用的输入设备，广泛应用于各种电子产品中。
本报告旨在介绍4x4矩阵键盘的设计理念、技术实现以及使用体验，并对其设计优势进行分析。
同时，将收集用户反馈，展望未来对4x4矩阵键盘的发展趋势进行探讨。
通过本报告的阐述，读者可以更加全面地了解4x4矩阵键盘的设计与应用，为相关产品的设计与开发提供参考和借鉴。
1.2 文章结构本报告将分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分将概述本设计报告的目的和重要性，介绍文章结构和各部分内容的主要内容。
正文部分将详细介绍设计理念、技术实现和使用体验，通过分析和阐述设计的过程和特点，展现4x4矩阵键盘设计的全面性和独特性。
结论部分将对设计的优势进行总结，考虑用户反馈和展望未来的发展方向，以期为4x4矩阵键盘的设计提供参考和启示。
文章1.3 目的:本报告的目的是介绍我们设计的4x4矩阵键盘，并分析其设计理念、技术实现和使用体验。
通过本报告，读者可以了解我们的设计思路和创新之处，以及用户在使用过程中的反馈和建议。
同时，我们还会对该键盘的设计优势进行评估，并展望未来可能的发展方向。
通过本报告的阐述，我们希望能够为相关领域的学习和研究提供有益的参考和启发。
2.正文2.1 设计理念设计理念部分的内容：在设计4x4矩阵键盘时，我们以用户体验和便捷性为设计理念的核心。
我们希望设计一款符合人体工程学的键盘，使用户在使用过程中能够感受到舒适和便捷。
同时，我们也注重键盘的美学设计，希望能够设计出外观时尚，符合当代审美的产品。
此外，我们也考虑了键盘的功能多样性，希望能够满足不同用户的需求，提供更好的用户体验。
因此，在设计理念上，我们以用户体验和功能多样性为重点，致力于设计出一款符合人体工程学、外观时尚、功能多样的4x4矩阵键盘。
2.2 技术实现在本节中，我们将讨论4x4矩阵键盘的技术实现。
我们首先考虑到了键盘的布局和排列，通过设计合理的矩阵布局，我们可以实现较小尺寸的键盘同时保证较高的按键准确性。
单片机课程设计---4×4矩阵式键盘识别显示电路的设计
《单片机原理及应用》课程设计题目：4×4矩阵式键盘与单片机连接与编程专业：测控技术与仪器班级：机电082-1 姓名：学号：指导老师：组员：( 2011.7 .13)目录第1节引言 (2)1.1 4*4矩阵式键盘系统概述 (2)1.2 本设计任务和主要内容 (3)第2节系统主要硬件电路设计 (4)2.1 单片机控制系统原理 (4)2.2 单片机主机系统电路 (5)2.2.1 时钟电路 (8)2.2.2 复位电路 (8)2.2.3 矩阵式键盘电路 (8)2.3 译码显示电路 (9)第3节系统软件设计 (13)3.1 软件流程图 (13)3.2 系统程序设计 (14)第4节结束语 (17)参考文献 (18)第一节引言矩阵式键盘乃是当今使用最为广泛的键盘模式，该系统以N个端口连接控制N*N个按键，即时在LED数码管上。
单片机控制的据这是键盘显示系统，该系统可以对不同的按键进行实时显示，其核心是单片机和键盘矩阵电路部分，主要对按键与显示电路的关系、矩阵式技术及设备系统的硬件、软件等各个部分进行实现。
1.1 4*4矩阵式键盘识别显示系统概述矩阵式键盘模式以N个端口连接控制N*N个按键，实时在LED数码管上显示按键信息。
显示按键信息，既降低了成本，又提高了精确度，省下了很多的I/O端口为他用，相反，独立式按键虽编程简单，但占用I/O口资源较多，不适合在按键较多的场合应用。
并且在实际应用中经常要用到输入数字、字母、符号等操作功能，如电子密码锁、电话机键盘、计算器按键等，至少都需要12到16个按键，在这种情况下如果用独立式按键的话，显然太浪费I/O端口资源，为了解决这一问题，我们使用矩阵式键盘。
矩阵式键盘简介：矩阵式键盘又称行列键盘，它是用N条I/O线作为行线，N条I/O线作为列线组成的键盘。
在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键。
这样键盘上按键的个数就为N*N个。
这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。
4x4键盘实验报告
单片机及DSP课程设计报告专业：班级：姓名：学号：指导教师：时间：一、设计目的为了进一步巩固学习的理论知识，增强学生对所学知识的实际应用能力和运用所学的知识解决实际问题的能力，开始为期两周的课程设计。
通过设计使学生在巩固所学知识的基础之上具有初步的单片机系统设计与应用能力。
1、通过本设计，使学生综合运用《单片机技术原理与应用》、《DSP原理与应用》《C语言程序设计》以及《数字电路》、《模拟电路》等课程的内容，为以后从事电子产品设计、软件编程、系统控制等工作奠定一定的基础。
2、学会使用KEIL C和PROTEUS等软件，用C语言或汇编语言编写一个较完整的实用程序，并仿真运行，保证设计的正确性。
3、了解单片机接口应用开发的全过程：分析需求、设计原理图、选用元器件、布线、编程、调试、撰写报告等。
二、硬件电路方案设计1、4X4键盘设计4x4键盘工作原理：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。
2、数码管显示电路设计数码管显示原理：动态显示的特点是将所有位数码管的段选线并联在一起，由位选线控制是哪一位数码管有效。
这样一来，就没有必要每一位数码管配一个锁存器，从而大大地简化了硬件电路。
选亮数码管采用动态扫描显示。
所谓动态扫描显示即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选，利用发光管的余辉和人眼视觉暂留作用，使人的感觉好像各位数码管同时都在显示。
动态显示的亮度比静态显示要差一些，所以在选择限流电阻时应略小于静态显示电路中的。
4×4矩阵键盘51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．实验任务如图4.14.2所示，用AT89S51的并行口P1接4×4矩阵键盘，以P1.0－P1.3作输入线，以P1.4－P1.7作输出线；在数码管上显示每个按键的“0－F”序号。
对应的按键的序号排列如图4.14.1所示图4.14.12．硬件电路原理图图4.14.23．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4.14.3C语言源程序#include <AT89X51.H>unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};unsigned char temp; unsigned char key; unsigned char i,j;void main(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){case 0x0e:key=7;break;case 0x0d:key=8;break;case 0x0b:key=9;break;case 0x07:key=10;break;}temp=P3;P1_0=~P1_0;P0=table[key]; temp=temp & 0x0f; while(temp!=0x0f) {temp=temp & 0x0f; }}}P3=0xff;P3_5=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){key=4;break;case 0x0d:key=5;break;case 0x0b:key=6;break;case 0x07:key=11;break;}temp=P3;P1_0=~P1_0;P0=table[key]; temp=temp & 0x0f; while(temp!=0x0f) {temp=P3;temp=temp & 0x0f; }}}P3=0xff;P3_6=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){case 0x0e:key=1;break;case 0x0d:key=2;break;case 0x0b:key=3;break;case 0x07:key=12;break;}temp=P3;P1_0=~P1_0;P0=table[key]; temp=temp & 0x0f; while(temp!=0x0f) {temp=P3;temp=temp & 0x0f; }}}P3_7=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){case 0x0e:key=0;break;case 0x0d:key=13;break;key=14;break;case 0x07:key=15;break;}temp=P3;P1_0=~P1_0;P0=table[key]; temp=temp & 0x0f; while(temp!=0x0f) {temp=P3;temp=temp & 0x0f; }}}}}。
单片机课程设计报告---数码管显示4X4矩阵键盘按键号
课程设计报告书设计名称：单片机原理与应用题目：数码管显示4X4矩阵键盘按键号专业：计算机科学与技术日期：2012 年6月 11日一．设计目的：1) 了解单片机系统实现LED动态显示的原理及方法；2) 较为详细了解8051芯片的性能；3) 能够了解到单片机系统的基本原理，了解单片机控制原理；4) 掌握AT89C51程序控制方法；5) 掌握AT89C51 C语言中的设计和学会分析程序，进而能够根据自己的需要编写代码；6) 掌握4X4矩阵式键盘程序识别原理；7) 掌握4X4矩阵式键盘的设计方法；8) 学习键盘的扫描方式和应用程序设计；9) 培养根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料的能力；10) 能够按课程设计的要求编写课程设计报告，能够正确反映设计和实验成果。
二．设计要求与主要内容：设计要求：单片机的P1口P1.0～P1.7连接4X4矩阵键盘，P0口控制一只P0口控制一只数码管，当4×4矩阵键盘中的某一按键按下时，数码管上显示对应的键号。
例如，1号键按下时，数码管显示“1”，二号按下的时候，数码管显示“2”，14号键按下时，数码管显示“E”等等。
主要内容：1)4×4矩阵键盘程序识别原理。
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。
矩阵的行线和列线都连接到AT89C51中，通过按键K0～K16，来在数码管显示不同的值。
实验步骤：1) 启动keiuvision3 2)新建工程命名为单片机的C语言设计与应用3)新建文件并另存为C51c.c 4)在SourceGroop1导入文件 5)编写代码，并生成C语言设计与应用.hex文件。
6)在Proteus中设计电路图7) 将keil与Proteus联机调试,记下实验记录，得出实验结果。
三．设计程序原理：（包含仿真图和流程图）1）主程序流程图2）程序流程图 若无按键按下若无按键按下若无按键按下若无按键按下结束，返回3）仿真图四．程序代码#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int//段码ucharcodeDSY_CODE[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90, 0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0x00};sbit BEEP=P3^7;//上次按键和当前按键的序号，该矩阵中序号范围 0~15，16 表示无按键uchar Pre_KeyNo=16,KeyNo=16;//延时void DelayMS(uint x){ uchar i;while(x--) for(i=0;i<120;i++);}//矩阵键盘扫描void Keys_Scan(){ uchar Tmp;P1=0x0f; //高 4 位置 0，放入 4 行DelayMS(1);Tmp=P1^0x0f; //按键后 0f 变成 0000XXXX，X 中一个为 0，3 个仍为1，通过异或把3个1变为 0，唯一的0变为1switch(Tmp) //判断按键发生于 0~3 列的哪一列{ case 1: KeyNo=0;break;case 2: KeyNo=1;break;case 4: KeyNo=2;break;case 8: KeyNo=3;break;default:KeyNo=16; //无键按下}P1=0xf0; //低 4 位置 0，放入 4 列DelayMS(1);Tmp=P1>>4^0x0f; //按键后 f0 变成 XXXX0000，X 中有 1 个为 0，三个仍为 1；高4位转移到低 4 位并异或得到改变的值switch(Tmp) //对 0~3 行分别附加起始值 0，4，8，12{case 1: KeyNo+=0;break;case 2: KeyNo+=4;break;case 4: KeyNo+=8;break;case 8: KeyNo+=12;}}//蜂鸣器void Beep(){uchar i;for(i=0;i<100;i++){ DelayMS(1);BEEP=~BEEP;}BEEP=0; }//主程序void main(){ P0=0x00;BEEP=0;while(1){ P1=0xf0;if(P1!=0xf0) Keys_Scan(); //获取键序号if(Pre_KeyNo!=KeyNo){ P0=~ DSY_CODE[KeyNo];Beep();Pre_KeyNo=KeyNo;}DelayMS(100);} }五．实验结果：当按键按下k0，显示管显示0，当按键按下k1时显示1，显示管可以显示1,2,3,4,5,6,7,8,9，A,B,C,D,F.六．实验体会：这次的实验提高了我的设计能力与对电路的分析能力。
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。
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。
4X4矩阵键盘及显示电路设计
4X4矩阵键盘与显示电路设计FPGA在数字系统设计中的广泛应用，影响到了生产生活的各个方面。
在FPGA 的设计开发中，VHDL语言作为一种主流的硬件描述语言，具有设计效率高，可靠性好，易读易懂等诸多优点。
作为一种功能强大的FPGA数字系统开发环境，Altera公司推出的Quar-tUSⅡ，为设计者提供了一种与结构无关的设计环境，使设计者能方便地进行设计输入、快速处理和器件编程，为使用VHDL语言进行FPGA设计提供了极大的便利。
矩阵键盘作为一种常用的数据输入设备，在各种电子设备上有着广泛的应用，通过7段数码管将按键数值进行显示也是一种常用的数据显示方式。
在设计机械式矩阵键盘控制电路时，按键防抖和按键数据的译码显示是两个重要方面。
本文在QuartusⅡ开发环境下，采用VHDL语言设计了一种按键防抖并能连续记录并显示8次按键数值的矩阵键盘与显示电路。
一、矩阵键盘与显示电路设计思路矩阵键盘与显示电路能够将机械式4×4矩阵键盘的按键值依次显示到8个7段数码管上，每次新的按键值显示在最右端的第O号数码管上，原有第0～6号数码管显示的数值整体左移到第1～7号数码管上显示，见图1。
总体而言，矩阵键盘与显示电路的设计可分为4个局部：(1)矩阵键盘的行与列的扫描控制和译码。
该设计所使用的键盘是通过将列扫描信号作为输入信号，控制行扫描信号输出，然后根据行与列的扫描结果进行译码。
(2)机械式按键的防抖设计。
由于机械式按键在按下和弹起的过程中均有5～10 ms的信号抖动时间，在信号抖动时间内无法有效判断按键值，因此按键的防抖设计是非常关键的，也是该设计的一个重点。
(3)按键数值的移位存放。
由于该设计需要在8个数码管上依次显示前后共8次按键的数值，因此对已有数据的存储和调用也是该设计的重点所在。
(4)数码管的扫描和译码显示。
由于该设计使用了8个数码管，因此需要对每个数码管进行扫描控制，并根据按键值对每个数码管进行7段数码管的译码显示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
汽车学院单片机原理及接口技术课程设计题目：单片机原理与应用专业：交通运输班级：0 8 0 1*名：**学号：************教师：**(2011-6-29)目录一、开题报告 (3)一、实验目的 (6)二、实验内容 (6)三、设计要求 (6)四、系统设计环境 (7)五、实验原理 (7)六、实验步骤 (8)七、设计流程图 (11)八、程序编程 (13)九、仿真过程 (18)十、调试过程中的难点及其解决思路 (18)十一、课设总结与体会 (19)十二、参考文献 (20)开题报告键盘接口和显示设计课程设计一、实验目的学习和掌握计算机中常用接口电路的应用和设计技术，充分认识理论知识对应用技术的指导性作用，进一步加强理论知识与应用相结合的实践和锻炼。
通过这次设计实践能够进一步加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解，使自己的设计水平和对所学的知识的应用能力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高。
1、通过本设计，使学生了解8255的工作方式及其应用。
2、学会使用KEIL C等软件，用汇编语言编写一个较完整的实用程序，并仿真运行，保证设计的正确性。
3、了解键盘扫描及数码显示的基本原理并熟悉8255的编程。
二、实验内容设计并实现一4×4键盘的接口，并在两个数码管上显示键盘所在的行与列。
即将8255单元与键盘及数码管显示单元连接，编写实验程序扫描键盘输入，并将扫描结果送数码显示，键盘采用4×4键盘，每个数码管值可以为0到F，16个数。
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，当按下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，且数码管上可以显示最近6次按下按键的编号。
三、设计要求1、接口电路设计：根据所选题目和所用的接口电路芯片设计出完整的接口电路,并进行电路连接和调试。
2、程序设计：要求画出程序框图，设计出全部程序并给出程序设计说明和程序注释。
3、设计文件：a、设计图纸（接口电路原理图）；b、使用或操作说明；c、设计报告：字数约3000~4000字，内容包括：（1）设计题目；（2）系统的主要功能作用及主要技术性能和指标；（3）总体设计方案及组成原理（框图）或设计说明及技术路线；（4）系统设计：接口电路设计，程序设计（程序框图和程序清单及注释）其他有关的理论分析和计算；（5）设计总结：对设计中所存在的问题和不足进行分析和总结，提出解决的方法、措施、建议和对这次设计实践的认识、收获和提高。
四、系统设计环境PC机一台，TD-NMC+教学实验系统五、基本原理1.电路设计及功能说明2.硬件原理框图及电路图(包括接口芯片简介)电路图：六、实验步骤接口芯片简介AT89C51简介AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。
主要管脚说明：VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH 编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
数码管简介数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。
共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。
共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。
当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。
共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。
共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。
当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。
七、软件部分的程序流程图，算法和使用的编程技巧1.编程技巧1．在按键扫描程序中，通过for循环语句实现被按下的按键的行值的确定，用switch语句实现列值的确定。
0xEX(X表示任意一个十六进制数)表示4×4键盘的第一行中的某个按键被按下，相应的0xDX 、0xBX 、0x7X(X 表示任意一个十六进制数)分别表示键盘的第二行、第三行、第四行;0xXE 、0xXD 、0xXB 、0xX7(X 表示任意一个十六进制数)则分别表示键盘的第一列、第二列、第三列和第四列；2. ucRow+ucLine+1即为被按下的按键的行列值；3.用十六个switch 语句实现对单片机P0端口和P2口的I/O 数据线的控制，来控制数码管显示被按下按键的行值和列值；2.主流程图子流程图八、程序编程OUTBIG EQU 8002H ; 位控制口OUTSEG EQU 8004H ; 段控制口KEYIN EQU 8001H ; 键盘读入口READY: MOV 20H,#3FH ;缓冲器设初值，赋值到6个数码管MOV 21H,#3FHMOV 22H,#3FHMOV 23H,#3FHMOV 24H,#3FHMOV 25H,#3FHMAIN: LCALL DISPLAY ;无键码输入，调用显示模块LCALL TESTJZ MAIN ;累加器为0即说明无按键，则转移继续显示LCALL SEARCH ;有键值输入，寻找输入键值所在的行和列MOV 20H,21H ;数码管显示出输入的键值MOV 21H,22HMOV 22H,23HMOV 23H,204MOV 24H,25HMOV DPTR,#LEDTABMOVC A,@A+DPTRMOV 25H,ASJMP MAINDISPLAY: ;显示模块MOV R0,#20H ;缓冲区从20H处开始MOV R1, #6 ;共6个八段管MOV R2, #00100000B ;从左边开始显示灯亮为1，灭为0, LOOP: MOV DPTR, #OUTBIGMOV A, #0MOVX @DPTR, A ; 位选码初值设为0，即关闭所有八段管MOV A, @R0 ;将以20H为首地址的内存值发送到段码输出口8004HMOV DPTR, #OUTSEGMOVX @DPTR,AMOV DPTR, #OUTBIG ;输出位选通信号，使每次只显示一位八段管MOV A, R2MOVX @DPTR, ALCALL DELAY ;延时MOV A, R2RR A ;位选信号右移一位，即动态显示下一个数码管MOV R2, AINC R0 ;内存地址加一，提供段码输出DJNZ R1, LOOPRETDELAY: MOV R7,#01H ; 延时子程序DEL1: MOV R6,#00HDEL2: DJNZ R6, DEL2DJNZ R7, DEL1RETTEST: MOV DPTR,#OUTBIG ;检测有无键值输入MOV A,#00HMOVX @DPTR,A ;输出线置为0MOV DPTR,#KEYINMOVX A,@DPTR ;读入键状态CPL A ;累加器求反ANL A,#0FH ;高四位不用RETSEARCH: ;找出键值所在的的位置（行和列）MOV R1,#00100000BMOV R2,#06HMOV R5,#00HMOV R4,#03HLSEARCH: ;找出列所在位置后MOV A,R1CPL AMOV DPTR,#OUTBIGMOVX @DPTR,ACPL ARR A ;通过判断循环几次进位为1来实现计数的功能，从而得知行所在位置MOV R1,AMOV DPTR,#KEYINMOVX A,@DPTRCPL AANL A,#0FHJNZ HSEARCH ;找到所在列，继续寻找行所在位置INC R5DJNZ R2，LSEARCHHSEARCH:MOV R7,#04HLOOP2: RRC AJC GETDEC R4DJNZ R7, LOOP2GET: ;确定输入的键码值MOV A,R4 ;键值=行*6+列,R4*6+R5->AMOV B,#6HMUL ABADD A,R5MOV DPTR,#KEYTAB ;取出键码所在位置MOVC A,@A+DPTRMOV 26H,A ;将取出键值暂时保存在内存中，以免数据丢失WAIT: MOV DPTR,#OUTBIG ;等键释放CLR AMOVX @DPTR,ALCALL DELAYLCALL TESTJNZ WAITMOV A,26H ;释放出键盘输入值RETLEDTAB: ; 八段管显示码DB 3fh, 06h, 5bh, 4fh, 66h, 6dh, 7dh, 07hDB 7fh, 6fh, 77h, 7ch, 39h, 5eh, 79h, 71hKEYTAB: ;键盘码DB 07H,08H,09H,0AH,00H,00HDB 04H,05H,06H,0BH,00H,00HDB 01H,02H,03H,0CH,00H,00HDB 00H,0FH,0EH,0DH,00H,00HEND九、仿真过程综述1．按照设计思路在PROTEUS软件中找到相应元器件，按照正确的连线方法将各个元器件连起来。