单片机课程设计51系列解析
MCS51单片机原理及嵌入式系统应用课程设计 (2)
MCS51单片机原理及嵌入式系统应用课程设计一、课程设计背景嵌入式系统是一个以计算机技术为基础，集成了计算机硬件和软件系统的设备。
随着信息技术的飞速发展，嵌入式系统已经成为各种各样产品的重要组成部分，如家电、汽车、医疗器械等。
因此，对嵌入式系统的研究和开发也变得越来越重要。
MCS51是一种被广泛应用于嵌入式系统设计的单片机。
MCS51拥有稳定的性能和丰富的硬件资源，同时使用起来也非常方便。
在本课程设计中，我们将探究MCS51单片机的原理以及其在嵌入式系统中的应用，旨在帮助学生更好地理解嵌入式系统，提高其技能水平，为未来就业做好准备。
二、课程设计内容2.1 MCS51单片机原理MCS51单片机由CPU、存储器、输入输出接口及其它外设组成。
本部分内容主要包括以下几个方面：•MCS51的CPU结构和工作原理•存储器及存储器扩展方式•输入输出接口及其应用•定时器和中断控制器的原理2.2 嵌入式系统应用MCS51单片机在嵌入式系统中的应用非常广泛，包括控制电路、仪器设备、工业控制等领域。
本部分内容将侧重于MCS51单片机在嵌入式系统中的具体应用，主要包括以下几个方面：•定时器的应用•中断的应用•A/D转换的应用•串口通信的应用•基于MCS51的嵌入式系统设计案例2.3 课程设计实践课程设计实践环节是本设计的重点部分。
学生将按照以下流程完成实践：•组建小组，编写嵌入式系统设计方案•搭建硬件平台，包括MCS51单片机和相关外设•编写程序，完成设计方案的实现•测试程序，调试错误并进行优化三、课程设计评估本课程设计采用绩效考核制度。
学生将分小组完成课程设计，小组成员之间责任明确，根据完成情况和实现效果，将对小组进行绩效评估。
评估方案主要从以下方面考虑：•设计方案的合理性•实现方案的正确性及完整性•程序的优化程度及代码质量四、总结本课程设计旨在通过MCS51单片机的原理和应用让学生更好地理解嵌入式系统的设计和开发过程。
图文51单片机超详细教程PPT(绝对值)
单片机定义与发展
定义
单片机（Microcontroller Unit，MCU）是一种集成电路芯片，将微处理器、 存储器、I/O接口等集成在一个芯片上，构成完整的计算机系统。
发展历程
从20世纪70年代的第一代4位单片机，到80年代的8位单片机，再到90年代以 后的16位、32位高性能单片机，单片机的性能和功能不断提升。
电源电路
采用稳定的直流电源供电，设计过流 过压保护电路。
输入/输出电路
根据具体需求设计相应的输入/输出电 路，如模拟量输入电路、数字量输入/ 输出电路等。
硬件电路设计思路及关键器件选型建议
• 通信接口电路：根据所选的无线通信模块设计相应的通信接口 电路，如Wi-Fi模块接口电路、蓝牙模块接口电路等。
06
串行通信原理及实现方法
串行通信基本概念和协议
串行通信定义
01
串行通信是一种异步通信协议，数据在传输过程中按位依次进
行。
串行通信协议
02
包括起始位、数据位、校验位和停止位，确保数据传输的准确
性和可靠性。
波特率与数据传输速率
03
波特率指每秒传输的位数，数据传输速率指每秒传输的字节数。
51单片机串行接口结构特点
PUSH和POP指令
用于将程序存储器中的数据传送到 累加器A中。
MOVC指令
用于将外部RAM中的数据传送到 累加器A中，或将累加器A中的数 据传送到外部RAM中。
MOVX指令
用于将数据压入堆栈或从堆栈中弹 出数据。
算术运算类指令详解
ADD和ADDC指令
用于将两个字节的数据相加，结果 存放在累加器A中。其中ADDC指 令还考虑进位标志位C的状态。
基于51的课程设计
基于51的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握51单片机的核心概念与基本原理，包括其内部结构、工作原理和编程方法；2. 学会运用51单片机的指令系统进行程序设计，实现对硬件的控制；3. 掌握51单片机与其他外围设备的连接与通信方式。
技能目标：1. 能够运用51单片机进行简单的电路设计和控制系统搭建；2. 独立编写51单片机的程序代码，完成特定功能的实现；3. 通过实践操作，培养动手能力、问题解决能力和创新思维。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术和编程的兴趣，培养自主学习、探究精神；2. 培养学生的团队协作意识和沟通能力，学会分享、交流；3. 增强学生的国家意识，认识到我国在单片机领域的发展与成就。
本课程针对初中年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合。
课程设计旨在帮助学生掌握51单片机的相关知识，培养实际操作能力，同时注重情感态度价值观的培养，使学生在学习过程中形成积极向上的学习态度。
课程目标分解为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 51单片机基础知识：包括51单片机的内部结构、工作原理、引脚功能等；教材章节：第一章《单片机概述》2. 51单片机的指令系统与编程：学习51单片机的指令集、编程语言及编程技巧；教材章节：第二章《51单片机的指令系统》3. 51单片机I/O口编程与应用：掌握51单片机I/O口的使用，实现开关量控制；教材章节：第三章《51单片机的I/O口编程与应用》4. 中断系统与定时器：学习51单片机中断系统的原理及应用，了解定时器的使用；教材章节：第四章《中断系统与定时器》5. 串行通信：介绍51单片机串行通信的原理，学会实现与其他设备的通信；教材章节：第五章《串行通信》6. 51单片机与其他外围设备的连接：学习51单片机与键盘、显示器等外围设备的连接方法；教材章节：第六章《51单片机与外围设备的连接》7. 实践项目：设计并实现一个基于51单片机的实际应用项目，如温度控制器、智能家居等；教材章节：实践环节教学内容注重科学性和系统性，按照教材章节顺序进行教学，逐步引导学生掌握51单片机的知识体系。
51单片机期末课程设计
51单片机期末课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握51单片机的基本原理和结构组成，包括内部资源、指令系统及编程方法。
2. 学会使用51单片机的开发工具和编程环境，如Keil C及ISP下载线。
3. 掌握51单片机在嵌入式系统中的应用，能够阅读并分析相关电路图。
技能目标：1. 能够独立设计并编写简单的51单片机程序，实现基础的外围设备控制，如LED灯、蜂鸣器等。
2. 能够运用所学的知识解决实际的51单片机编程问题，进行基本的程序调试和故障排查。
3. 通过课程设计项目，培养动手实践能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对于电子技术和编程的兴趣，激发其主动探索和创新的热情。
2. 增强学生的工程意识，培养严谨、细致、负责的学习态度和职业素养。
3. 通过课程学习，使学生认识到技术对生活的影响，增强社会责任感和使命感。
本课程针对高年级学生，在已有电子技术和C语言编程基础的前提下，进一步深化对51单片机的理解与应用。
课程性质为理论与实践相结合，强调知识的应用性和实践性。
在教学过程中，注重培养学生的自主学习和问题解决能力，以项目驱动教学，确保学生能够达到预设的学习成果。
通过期末课程设计，巩固所学知识，提高综合运用能力。
二、教学内容本课程教学内容紧密围绕课程目标，结合教材以下章节展开：1. 51单片机原理概述：包括内部结构、工作原理、资源分布等，重点理解时钟电路、复位电路的作用。
- 教材章节：第1章 51单片机基础2. 51单片机指令系统与编程：学习汇编语言编程，掌握常用指令，理解程序执行流程。
- 教材章节：第2章 51单片机指令系统与编程3. 开发工具使用：介绍Keil C集成开发环境和ISP下载线的使用方法，学会创建、编译、下载程序。
- 教材章节：第3章 51单片机开发工具4. 外围设备控制：学习51单片机与LED灯、蜂鸣器、数码管等外围设备的接口与编程控制。
- 教材章节：第4章 51单片机外围设备编程5. 传感器应用：结合实际案例，学习传感器与51单片机的连接和数据处理。
51单片机课程设计报告
51单片机课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 理解51单片机的硬件结构、工作原理及其功能特点；2. 学会使用51单片机的指令系统进行程序设计；3. 掌握51单片机与外围电路的接口技术，能实现简单的硬件控制功能；4. 了解51单片机在嵌入式系统中的应用及发展趋势。
技能目标：1. 能够运用C语言编写51单片机的程序，实现基础控制功能；2. 能够运用仿真软件对51单片机程序进行调试，分析并解决简单问题；3. 能够设计简单的51单片机硬件系统，进行电路连接和功能测试；4. 培养学生的动手能力、创新能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生严谨、务实的科学态度，提高自主学习能力；3. 培养学生关注社会发展，了解科技在生活中的应用，增强社会责任感；4. 培养学生团队合作精神，尊重他人意见，善于沟通交流。
课程性质：本课程为实践性较强的电子技术课程，以51单片机为核心，结合硬件和软件，培养学生的实际操作能力和创新能力。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础知识，对单片机有一定了解，但实践经验不足。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调动手实践，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
通过课程学习，使学生能够独立完成简单的51单片机控制系统设计。
二、教学内容根据课程目标，教学内容分为以下几个部分：1. 51单片机硬件结构及原理- 熟悉51单片机的内部结构、引脚功能；- 掌握51单片机的工作原理及性能特点。
2. 51单片机指令系统与编程- 学习51单片机的指令集，理解各指令的功能和使用方法；- 掌握C语言在51单片机编程中的应用。
3. 51单片机外围接口技术- 学习51单片机与常见外围电路（如LED、LCD、键盘等）的接口技术；- 掌握外围设备的控制原理及编程方法。
4. 仿真软件的使用- 学习使用Keil、Proteus等仿真软件进行51单片机程序设计和调试；- 掌握仿真软件的操作方法，提高程序调试效率。
简单51单片机课程设计
简单51单片机课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解51单片机的基本结构、工作原理及功能特点；2. 学会使用51单片机的开发环境，掌握相关编程语言及语法；3. 掌握51单片机外围电路的连接方法，了解常见传感器的使用；4. 掌握51单片机在实际应用中的调试与优化方法。
技能目标：1. 能够运用51单片机编写简单的程序，实现基本的功能；2. 能够分析并解决51单片机在实际应用中出现的问题；3. 能够运用所学知识，设计并实现简单的51单片机控制系统；4. 培养学生的动手能力、创新能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对单片机及嵌入式系统的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生严谨、求实的科学态度，养成良好的学习习惯；3. 培养学生具备积极向上的心态，面对困难和挑战时保持乐观；4. 培养学生具备团队协作精神，学会与他人共同解决问题。
本课程针对初中学段学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，明确以上课程目标。
通过本课程的学习，学生将能够掌握51单片机的基本知识和技能，培养实际应用能力，同时培养良好的情感态度价值观。
后续教学设计和评估将围绕这些具体的学习成果展开。
本章节教学内容依据课程目标，紧密结合教材，确保科学性和系统性。
具体教学内容如下：1. 51单片机基础知识：介绍51单片机的结构、原理及功能特点，包括内部资源、外部接口等，对应教材第一章。
2. 开发环境与编程语言：学习51单片机的开发环境搭建，掌握C语言编程基础，包括数据类型、运算符、控制语句等，对应教材第二章。
3. 基本I/O口操作：学习51单片机I/O口编程，实现LED灯、蜂鸣器等基本控制，对应教材第三章。
4. 中断与定时器：介绍中断系统、定时器原理及应用，学会编写中断服务程序，对应教材第四章。
5. 外围电路与传感器：学习51单片机与外围电路的连接方法，了解常见传感器的工作原理及使用，对应教材第五章。
6. 实际应用案例分析：分析51单片机在实际应用中的案例，如温度控制系统、智能家居等，对应教材第六章。
基于51单片机的课程设计
-探索51单片机在智能家居中的应用，如家居环境监测与控制；
-介绍并实践51单片机与蓝牙模块的连接，实现无线数据通信；
-分析并设计一个简易的抢答器系统，涉及按键扫描、状态机设计等；
-结合课堂所学，开展创新设计竞赛，鼓励学生自主设计并实现具有实际应用价值的单片机控制系统。
-开展综合实训，要求学生团队协作，完成一个综合性的单片机控制系统设计，如智能家居控制系统，提升学生的实际操作能力和项目实践能力。
-汇编语言程序设计
- C语言程序设计
3.《单片机原理与应用》第六章：51单片机的I/O接口及应用
- I/O口的控制方法
-基本输入/输出应用实例
4.《单片机原理与应用》第七章：51单片机的定时器/计数器与中断系统
-定时器/பைடு நூலகம்数器的工作原理及应用
-中断系统的原理及应用
5.《单片机原理与应用》第八章：51单片机的串行通信
-串行通信的原理
-串行通信接口的编程与应用
本章节将以上述内容为基础，结合实际案例，引导学生掌握51单片机的原理、编程及应用。
2、教学内容
本节课程设计将具体包括以下教学内容：
- 51单片机的最小系统构成及其功能分析；
-基本I/O口操作，实现LED灯的闪烁与控制；
-定时器/计数器的编程，实现精确延时及脉冲产生；
5、教学内容
-专题讨论：51单片机在工业控制中的应用，如自动化生产线上的传感器数据采集与处理；
-介绍并实践51单片机与各类传感器（如温湿度、光照、红外等）的接口技术；
-深入讲解51单片机的电源管理，探讨低功耗设计方法；
-通过项目案例，学习如何使用51单片机进行数据加密与解密，增强系统安全性；
51单片机计课程设计
51单片机计课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解51单片机的基本组成、工作原理及其在嵌入式系统中的应用。
2. 掌握51单片机的编程语言（C语言），能够阅读和编写简单的程序。
3. 学习51单片机的I/O口编程、定时器/计数器、中断系统等基础应用。
4. 了解51单片机与其他外围设备的通信接口，如串行通信。
技能目标：1. 能够使用51单片机的开发环境，如Keil uVision和Proteus进行程序设计和仿真。
2. 培养学生的动手实践能力，通过实验箱或面包板搭建简单的51单片机应用电路。
3. 培养学生的问题分析和解决能力，通过编程解决实际问题。
4. 学会查阅技术文档和参考资料，提升自主学习能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子制作和编程的兴趣，激发创新意识和探索精神。
2. 强调团队合作和交流分享的重要性，培养学生的团队协作能力。
3. 增强学生的工程意识，认识到科技对于社会发展的重要性。
4. 引导学生形成严谨的科学态度，注重实践操作的准确性和程序的逻辑性。
本课程针对高年级学生，考虑其已有一定电子和编程基础，课程设计注重理论与实践相结合，通过项目驱动的教学方法，使学生在实践中掌握知识，提升技能，同时培养积极的情感态度价值观。
通过本课程的学习，学生将能够独立完成简单的51单片机项目设计，为后续深入学习嵌入式系统打下坚实基础。
二、教学内容1. 51单片机基础知识- 51单片机结构及工作原理- 51单片机引脚功能及内部资源- 编程环境Keil uVision与Proteus使用方法2. 51单片机C语言编程- 数据类型、运算符与表达式- 控制语句（循环、分支）- 函数的定义与调用- 中断处理程序编写3. 51单片机I/O口编程- I/O口输入输出控制- 延时函数编写- 按键与LED控制4. 定时器/计数器- 定时器/计数器工作原理- 定时器/计数器编程方法- 定时器应用案例5. 中断系统- 中断系统原理与分类- 中断系统编程- 中断应用案例6. 串行通信- 串行通信原理- 51单片机串口编程- 串口通信应用案例7. 综合项目设计与实践- 项目需求分析- 硬件电路设计与搭建- 软件程序设计与调试- 项目展示与评价教学内容依据课程目标和学科特点进行安排，注重知识体系的科学性和系统性。
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单片机课程设计可存储式电子琴姓名:班级：学号：指导老师：组长：小组成员：摘要电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。
它在现代音乐扮演着重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经溶入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。
我们设计的这个简易电子琴以单片机作为主控核心，与键盘、蜂鸣器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有4*4的矩阵键盘设计成16个音。
本系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等，具有一定的实用和参考价值。
根据使用者的操作随意弹奏想要表达的音乐。
一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了，当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样方波频率信号。
此外，本系统还实现了实时存储，能将演奏的音律存储起来并一块演奏出来。
关键词：单片机；按键；蜂鸣器；音阶；电子琴；可存储目录1 概述 (1)1.1电子琴设计目的及意义 (1)1.2设计任务 (1)1.3设计项目与功能简介 (1)1.31 设计项目简介 (1)1.32 系统功能简介 (2)2 硬件设计及说明 (3)2.1 硬件系统设计 (3)2.2 元件简介 (3)2.21 STC89C52 (3)2.22 蜂鸣器 (4)2.23 矩阵键盘 (5)2.24 LCD1602 (6)3 软件程序设计 (7)3.1 软件系统设计 (7)3.2音乐相关知识 (9)3.3 产生音频脉冲 (9)3.4 识别矩阵键盘 (10)3.5 LCD实时显示 (11)3.6实时存储音律信息 (13)4 系统调试 (13)4.1 硬件调试 (13)4.2软件调试 (13)5 课程设计个人分工及心得体会 (15)5.1个人分工 (15)5.2心得体会 (15)致谢 (15)参考文献 (16)附录 (17)1 概述1.1电子琴设计目的及意义随着当代科学技术的发展，电子产品在人们的日常生活中占据着越来越重要的地位。
电子琴作为其中的一个典型代表，引领着许多孩子进入音乐的殿堂。
因此电子琴的设计不仅能够提高我的实践动手能力，还与实际生活有着紧密地联系。
单片机是一门实践性很强的课程，而此次课程设计依据的理论基础是单片机的相关知识。
其主要目的是通过本课程的培养，启发学生的创造性思维，进一步理解数字系统的概念，掌握小型数字系统的设计方法，掌握小型数字系统的组装和调试技术，掌握查阅有关资料的技能。
单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
1.2设计任务本设计要求利用8051单片机的控制程序结合LCD，设计一台数字式可存储式电子琴。
其基本要求为:(1)使用LCD显示器来显示音阶输入的相关信息；（2）当按下键盘组相对按键，压电喇叭会发出相对音阶单音，共有2个8度音阶；（3）所有单音会存入8051内而保存起来；（4）至多可以输入64个单音，可以一起演奏出来；（5）演奏时可以按键中断；（6）可以实时显示目前正演奏的单音码。
1.3设计项目与功能简介1.31 设计项目简介本项目设计是采用 STC89C52 单片机作为核心，利用单片机技术、无源蜂鸣器、4x4 键盘、SPEAKER、以及LCD显示屏实现原理图设计到电路板设计开发，并用 C51 高级语言进行键盘识别程序设计和音频脉冲输出程序与音频存储程序的设计。
最终能够实现乐曲演奏和音律存储以及自动播放，并且可以通过LCD显示屏显示音符。
1.32 系统功能简介（1）能实现基本的琴键功能。
即按下每一个琴键，单片机能够检测到键盘的按键，并通过键盘的位置，通过程序来控制，使蜂鸣器发出不同频率的声音。
（2）能够实现LCD显示按键。
每按下一个按键时，单片机能够检测到所按下的按键，然后通过按键的位置通过程序控制来实现在LCD中显示相应按键。
（3）能够实现实时存储。
每按下一个按键时，发出一个单音并能将其存储起来。
然后，通过一个播放键将所存储的音乐播放出来。
（4）能够实现按键中断。
在播放音乐时可以按下中断键使音乐暂停与播放。
2 硬件设计及说明2.1 硬件系统设计硬件设计的任务是根据总体设计要求，在选择的机型的基础上，具体确定系统中所要使用的元器件，设计出系统的结构图。
该设计要实现一种由单片机控制可存储式电子琴，因为这是一个比较简单的系统,而STC89C52单片机经济实惠，也有很多优点，其性能完全可以满足设计的需求，所以我们选择STC89C52来作为此设计项目的核心。
电子琴首先必须要有按键，又要求输出16个音阶，所以我们采用了4X4矩阵键盘。
另外LCD显示器件具有工作电流小、重量轻、功耗低、寿命长、字迹清晰美观等优点，在便携式仪表、低功耗应用的仪器仪表中得到了广泛应用，所以我们选用了LCD1602来实现显示相应音符，其总体框图设计如下：图2.1 系统结构图2.2 元件简介2.21 STC89C52STC89C52是一种带 8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能 CMOS8 位微处理器，俗称单片机。
该器件采用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，STC89C52是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
STC89C52的主要特征：·8K字节可编程闪烁存储器寿命：1000写/擦循环数据保留时间：10年·全静态工作：0Hz-24Hz·三级程序存储器锁定·128*8位内部RAM·32可编程 I/O线·两个16位定时器/计数器·6个中断源·可编程串行通道·低功耗的闲置和掉电模式·片内振荡器和时钟电路STC89C52的芯片图：图2.2 STC89C52芯片图2.22 蜂鸣器蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。
蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型1．压电式蜂鸣器压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。
有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。
多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。
当接通电源后（1.5~15V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1.5~2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。
压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。
在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。
2．电磁式蜂鸣器电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。
2.23 矩阵键盘单片机系统中,若使用按键的数量比较多时,通常选用用矩阵式键盘。
矩阵式键由行线和列线构成，按键位于行、列线的交叉点上, 键盘矩阵是由四行四列构成，矩阵的四列和 P1 口的低四位相连，四行与 P1 口的高四位相连。
其键盘识别方法如下：（1）判断键盘中有无键按下将全部行线置低电平，然后检测列线的状态。
只要有一列的电平为低，则表示键盘中有键被按下，而且闭合的键位于低电平线与4根行线相交叉的4个按键之中。
若所有列线均为高电平，则键盘中无键按下。
（2）判断闭合键所在的位置在确认有键按下后，即可进入确定具体闭合键的过程。
其方法是：依次将行线置为低电平，即在置某根行线为低电平时，其它线为高电平。
在确定某根行线位置为低电平后，再逐行检测各列线的电平状态。
若某列为低，则该列线与置为低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键。
图2.3矩阵式键盘结构2.24 LCD1602LCD1602是以点阵字符型为显示方式的液晶显示器，每行可以显示16个字符，一共可以显示2行。
它由LCD显示屏、扩展驱动器HD44100和控制器HD44780组成，其主要参数如下：3 软件程序设计3.1 软件系统设计软件设计实际上就是程序编程，根据项目设计要求，我们把软件，设计部分大体分为了四个模块：音频脉冲产生程序设计、键盘扫描识别程序、实时存储程序与LCD显示程序。
其设计图如下：图3.1 软件系统设计图其总体流程图如下:图3.2 总体流程图3.2音乐相关知识乐音听起来有的高，有的低，这就叫音高，音高是由发音物体振动频率的高低决定的，频率高声音就高，频率低声音就低，不同音乐的乐音是用C、D、E、F、G、A、B表示的，这7个字母就是乐音的音名，它们一般依次唱成DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI，这是唱曲时乐音的发音，所以叫唱名。
音持续时间的长短即时值，一般用拍数表示，休止符表示暂停发音。
一首音乐是由许多不同的音符组成的，而每个音符对应着不同的频率，这样就可以利用不同频率的组合，加以与拍数对应的延时，构成音乐。
3.3 产生音频脉冲在本实验中，单片机工作于12MHZ时钟频率，使用其定时/计数器T0，工作模式为1，改变计数值TH0和TL0可以产生不同频率的脉冲信号，在此情况下，C调的各音符频率与计数值T的对照如下表：T的值决定了TH0和TL0的值，其关系为：TH0=T/256，TL0=T%256。
3.4 识别矩阵键盘在单片机应用系统中，键盘的工作方式主要有两种，即编程扫描与定时扫描。
编程扫描即行扫描法。
行扫描法又称为逐行（或列）扫描查询法，是一种最常用的按键识别方法，介绍过程如下：（1）检测当前是否有键被按下。
（2）去除键抖动。
（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逐行扫描。
（4）为了保证键每闭合一次CPU仅作一次处理，必须却除键释放时的抖动。
定时扫描是利用单片机内部的定时器产生一定时间的定时间隔，当定时时间到就产生定时器溢出中断，CPU响应中断时对键盘进行行扫描取键值，以响应键输入请求。
因为编程扫描CPU需不停地扫描键盘，影响其他功能的执行，工作效率低，所以我们采用了第二种键盘扫描识别方法。
其程序如下:void timer1()interrupt 3{TL1 =0x18 ;TH1 =0xfc ;KeyScan();}此语句实现了每1ms进行一次键盘扫描工作。
函数名称：键盘扫描子程序函数功能：按键状态的采集，定时1ms和消抖掩码实现每个按键20ms的消抖延时void KeyScan(){uint8 i;static uint8 iKeyOut=0;static uint8 KeyScanBuff[4][4];KeyScanBuff[iKeyOut][0] = ((KeyScanBuff[iKeyOut][0]<<1) | KEY_IN_1) & DEBOUNCE_MASK;KeyScanBuff[iKeyOut][1] = ((KeyScanBuff[iKeyOut][1]<<1) | KEY_IN_2) & DEBOUNCE_MASK;KeyScanBuff[iKeyOut][2] = ((KeyScanBuff[iKeyOut][2]<<1) | KEY_IN_3) & DEBOUNCE_MASK;KeyScanBuff[iKeyOut][3] = ((KeyScanBuff[iKeyOut][3]<<1) | KEY_IN_4) & DEBOUNCE_MASK;for (i=0; i<4; i++){if (KeyScanBuff[iKeyOut][i] == DEBOUNCE_MASK){KeySta[iKeyOut][i] = KEY_UP;}else if (KeyScanBuff[iKeyOut][i] == 0){KeySta[iKeyOut][i] = KEY_DOWN;}}iKeyOut = (iKeyOut+1) & 0x3;switch (iKeyOut){case 0:KEY_OUT_4 = 1;KEY_OUT_1 = 0;break;case 1:KEY_OUT_1 = 1;KEY_OUT_2 = 0;break;case 2:KEY_OUT_2 = 1;KEY_OUT_3 = 0;break;case 3:KEY_OUT_3 = 1;KEY_OUT_4 = 0;break;default:break;}}3.5 LCD实时显示LCD1602的控制器HD44780的主要功能部件有：DDRAM—显示数据RAM、CGROM —字符产生器ROM、CGRAM—字形产生器RAM、IR—指令寄存器、DR—数据寄存器、BF—忙碌标志信号和AC—地址计数器，七大部分组成。