设计九按键扫描电路

实验七按键阵列扫描控制电路设计

一、设计要求

按键是数字设备的输入部件，是人工干预数字系统的主要手段。操作者可以通过按键向系统输入数据、指令等二进制信息。

1. 设计要求

本设计要求实现一个按键阵列判断电路，并用七段数码管显示该按键的标识。当有键按下时，显示其标识符，并保持显示符直到新的按键作用。如果多个按键同时闭合，只响应最先作用的按键。

2. 硬件环境

设计对象的实现环境与所采用的FPGA开发装置有关，本节以LP2900为例，说明采用按键阵列扫描的设计原理和实现方法。

LP2900开发装置上有“0～9”，“*”，“#”共12个键构成的3行4列按键阵列。FPGA 与按键阵列如图1所示。FPGA通过端口RK1~RK3读取键阵列的行线状态X0~X2；通过3线-8线译码器控制键阵列的列线Y0~Y3。74138的译码输入由FPGA 端口DE3~DE1控制。

图1 LP2900开发装置FPGA与按键阵列的接口关系

二、按键扫描原理

1．按键状态判断

数字电路中，按键的闭合和断开状态可以通过其控制的逻辑电平判断。图2（a）电路将按键闭合、断开转换成代表“0”或“1”二值逻辑的低电平和高电平，然后判断电路输出X的电平即可了解按键的通、断状态。比如图2中，若测得X的电平为“1”，说明按键断开；测得为“0”，则表示按键闭合。

由于按键一般为机械开关，其触点的合、断有弹性抖动，如图2（b）所示，抖动时间约5~10ms。为了保证按键动作一次电路只判断到一次状态电平改变，防止误判断，需要采用消抖动措施。采用基本RS触发器可以对X的电平信号整形，实现消抖动。

图2 按键状态判断原理

2．按键阵列判断

若需要判断的按键较多，为节省信号端口资源，一般将按键分成行、列两组连接成阵列形式，十六个按键的阵列如图3（a）所示。每个按键跨接在一条行线X i和一条列线Y j 间，当按键闭合时，行线与列线接通。每条行线都通过一个电阻上拉到+5V电位，当行线上的所有按键都未闭合时，行线一定为高电平。当某条列线为低电平时，根据行线电平可判断该列线上各键的状态。比如，当Y1为低电平时，如果四条行线X0、X1、X2、X3的状态为“1011”，可判K11键闭合，K01，K21，K31键断开；若X0、X1、X2、X3的状态为“0101”，则可判断K01、K21键闭合。

（a）4×4键阵列电路（b）扫描信号波形

图3 按键阵列扫描原理

3．按键扫描判断

采用状态机可自动逐个扫描按键通断情况，状态机的模等于或大于按键个数。每个状态可以使键阵列的一条列线Y j为低电平，通过判断行线X i的电平来了解按键K ij的开关状态：当K ij键闭合，X i为低电平；反之，X i为高电平。对于图3（a）所示的键阵列电路，状态机控制产生如图3（b）所示的四列负脉冲顺序扫描信号。每列信号的低电平宽度为一个状态时间，各列信号按列序顺延。每个列信号周期逐个判断同一行中的四个按键K i0~K i3，所有行判断完毕后周而复始。所以键阵列的扫描周期是列信号周期乘以行数，等于状态机触发时钟周期乘以状态数。阵列扫描周期必须小于按键闭合时间，否则键闭合状态可能会被漏判。按键的闭合时间因人的动作快慢而异，通常为数百毫秒。当阵列为16个键时，状态机的触发频率可为100Hz左右。

三、参考设计方案

根据按键阵列的判断原理，可采用一个计数器产生按键编码信号，计数器的脉冲周期等于按键的扫描时间，计数器的模M大于等于被扫描的按键数N。本设计要求判断12个按键的阵列，所以可采用12进制计数器Q3Q2Q1Q0产生按键扫描码（4’b0000~4’b1011）。计数器低两位Q1Q0控制3-8译码器的de2和de1端，用于产生列扫描信号Y0~Y3；高两位Q3Q2控制数据选择器选择行线电平X0~X2，输出Y用于控制12进制计数器的使能端。当被扫描的按键闭合时，选择器的输出信号Y=0，控制寄存器data保存计数器当前的键码状态，同时控制计数器停止计数，即封锁计数器停止按键扫描，以避免其它按键闭合产生的影响。然后将寄存器中存储的数据送入显示译码器模块中，用于显示按键名。

按键名的显示采用七段显示译码器实现，故需先将4位输入数据转换成对应的7个段极信号a、b、c、d、e、f、g。由于七段显示译码器的共阴极端也是由de1、de2、de3控制，可以看出该信号与按键扫描信号共用，导致按键按下后，第一列的信号（1、2、3）显示在C1数码管上，第二列的信号（4、5、6）显示在C2数码管上，第三列的信号（7、8、9）显示在都C3数码管上，第四列的信号（*、0、#）显示在C4数码管上。当按键松开后，C1C2C3C4四个数码管上都会同时显示。

参考设计电路如图4所示。

图 4 参考设计框图

四、参考设计步骤

1．输入按键阵列扫描电路部分，编写分频器、计数器、数据选择器的代码。

调试一：12进制计数器的寄存器data的输出接四个发光二极管。再用一个发光二极管观察数据选择器的输出。编译（Compilation）正确后下载。任意按下阵列中的按键，观察：按键闭合时，数据选择器是否输出维持低电平，按键断开后，选择器输出高电平；发光二极管的指示是否与键码相符，键码能否被保存。

2．在表1中填写按键名与计数值的对照表，并按表1编写显示译码器的代码。

3．去除按键扫描电路的发光二极管，连接整个电路。

4．根据所用FPGA开发装置的端口协议分配引脚。编译配置正确后下载，观察设计效果。

表1 按键名与计数值对照表

系统整体引脚分配：

输入引脚：时钟信号10MHZ

按键行信号RK1、RK2、RK3

输出引脚：3-8译码器控制端DE3、DE2、DE1

七段译码器数据段 a、b、c、d、e、f、g

基于FPGA的键盘扫描电路 EDA课程设计

信息科学与技术学院 EDA 课程设计报告题目名称：基于FPGA 的键盘扫描电路学生姓名：王彪学号：2010508115 专业年级：电信10级（2）班指导教师：钟福如老师时间： 2010.1.13

目录 1 课程设计综述—————————————————————— 2 1.1 课程设计的题目———————————————————— 2 1.2 题目要求——————————————————————— 2 2 方案选择———————————————————————— 2 3 整体电路的设计及分析——--——————————————— 3 3.1 顶层电路图—————————————————————— 3 3.2 各模块功能原理分析—————————————————— 4 4 心得体会——————————————————————— 12

1.课程设计综述 1.1 课程设计的题目基于FPGA的键盘扫描电路。 1.3 题目要求（1）、键盘按钮数为4，系统时钟10MHz。（2）、能识别出所按按钮。（3）、按钮被按下后，视为此按钮输入一次，若按钮长时间不松，（时限1S）后每隔0.5S 视为再次输入，直至按钮松开。（4）、要求能对按钮按下时指令的抖动能正确处理。对持续时间小于50ms的输入不作响应。（5）、各键设置不同优先级，多键同时按下时，视为优先级较高的按键被按下。2.方案选择根据题目要求，需要4个按钮的键盘，通过查阅资料我选择通用的2*2行列式键盘，判断键盘中有无按键按下是通过行线送入扫描信号，然后从列线读取状态得到的。其方法是依次给行线送低电平，检查列线的输入。如果列线信号全为高电平，则代表低电平信号所在的行中无按键按下；如果列线有输入为低电平，则低电平信号所在的行和出现低电平的列的交点处有按键按下。原理框图如下所示：

一键开关机电路设计集锦

一键开关机电路设计集锦键可以作为开机键，接地时V15通，单片机上电，使MCU拉高，使V16通，保持。若此时长按KEY，则单片机读取键值，判断是否长按，若为长按，单片机控制MCU为低，进行自杀。下图试验证明是可行的。单键实现单片机开关机? 1,控制流程,按下按键,Q1导通.单片机通电复位,进入工作.? 2,检测?K-IN?是否低电平,否?不处理.是?单片机输出?K-OUT?为高电平,Q2导通,相当于按键长按.LED指示灯亮.?3,放开按键,K-IN?经过上拉电阻,为高电平.单片机可以正常工作.? 4,在工作期间,按键按下,K-IN?为低电平,单片机检测到长按1秒,K-OUT?输出低电平,Q2截止.LED指示灯熄灭.放开按键,Q1截止,单片机断电.? 5,通过软件处理,可以实现短按开机,长按关机.? 单片机用PIC16F84A，通过简单的程序演示，证实此电路的可行性。这电路如果这样用,是体现不出它的优点,用到开关电源控制,控制光耦.可以做到完全关断电原,实现零功耗待机.有些打印机上就是用这种电路. 此电路可以应用于很宽的电压范围（4.5V~40V，最大19A的电流)，R5为可选，当输入电压小于20V时可短接；输入电压大于20V时建议接上，R5的取值应满足与R1的分压使MOS管V1的GS电压大于-20V 小于-5V（在V2导通时），尽量使V1的GS电压在-10V~-20V之间以使V1输出大电流。按钮按下前，V2的GS电压（即C1电压）为零，V2截止，V1的GS电压为0,V1截止无输出；当按下S1，C1充电，V2?GS电压上升至约3V时V2导通并迅速饱和，V1?GS电压小于-4V，V1饱和导通,Vout有输出，发光管亮（此时应放开按钮）C1通过R2、R3继续充电，V1、V2状态被锁定；当再次按下按钮时，由于V2处于饱和导通状态，漏极电压约为0V，C1通过R3放电，放至约3V时，V2截止，V1栅源电压大于-4V，V1截止，Vout无输出，发光管灭（放开按钮），C1通过R2、R3及外电路继续放电，V1、V2维持截止状态。注：S1使Vout打开或关闭后应放开按钮，不然会形成开关振荡。

数字电路课程设计题目选编

数字电路课程设计题目选编 1、基于DC4011水箱水位自动控制器的设计与实现简介及要求：水箱水位自动控制器，电路采用CD4011 四与非门作为处理芯片。要求能够实现如下功能：水箱中的水位低于预定的水位时，自动启动水泵抽水；而当水箱中的水位达到预定的高水位时，使水泵停止抽水，始终保持水箱中有一定的水，既不会干，也不会溢，非常的实用而且方便。 2、基于CD4011声控、光控延时开关的设计与实现简介及要求：要求电路以CD4011作为中心元件，结合外围电路，实现以下功能：在白天或光线较亮时,节电开关呈关闭状态,灯不亮；夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态，当有人经过该开关附近时，脚步声、说话声、拍手声等都能开启节电开关。灯亮后经过40秒左右的延时节电开关自动关闭，灯灭。 3、基于CD4011红外感应开关的设计与实现在一些公共场所里，诸如自动干手机、自动取票机等，只要人手在机器前面一晃，机器便被启动，延时一段时间后自动关闭，使用起来非常方便。要求用CD4011设计有此功能的红外线感应开关。 4、基于CD4011红外线对射报警器的设计与实现设计一款利用红外线进行布防的防盗报警系统，利用多谐振荡器作为红外线发射器的驱动电路，驱动红外发射管，向布防区内发射红外线，接收端利用专用的红外线接收器件对发射的红外线信号进行接收，经放大电路进行信号放大及整形，以CD4011作为逻辑处理器，控制报警电路及复位电路，电

路中设有报警信号锁定功能，即使现场的入侵人员走开，报警电路也将一直报警，直到人为解除后方能取消报警。 5、基于CD4069无线音乐门铃的设计与实现音乐门铃已为人们所熟知，在一些住宅楼中都装有音乐门铃，当有客人来访时，只要按下门铃按钮，就会发出“叮咚”的声音或是播放一首乐曲，然而在一些已装修好的室内，若是装上有线门铃，由于必须布线，从而破坏装修，让人感到非常麻烦。采用CD4069设计一款无线音乐门铃，发射按键与接收机间采用了无线方式传输信息。 6、基于时基电路555“叮咚”门铃的设计与实现用NE555集成电路设计、制作一个“叮咚”门铃，使该装置能够发出音色比较动听的“叮咚”声。 7、基于CD4511数显八路抢答器的设计与实现 CD4511是一块含BCD-7段锁存、译码、驱动电路于一体的集成电路。设计一款基于CD4511八路抢答器，该电路包括抢答，编码，优先，锁存，数显和复位。 8、基于NE555+CD4017流水彩灯的设计与实现以NE555和CD4017为核心，设计制作一个流水彩灯，使之通过调节电位器旋钮，可调整彩灯的流动速度。 9、基于用CD4067、CD4013、 NE555跑马灯的设计与实现

单片机键盘显示接口电路设计说明

中北大学单片机及其接口技术课程设计说明书学生：学号：学院：专业：题目：单片机键盘显示接口电路设计指导教师：小林职称: 副教授 2012年6月17日

中北大学单片机及其接口技术课程设计任务书 11/12 学年第二学期学院：专业：学生姓名：学号：课程设计题目：单片机键盘显示接口电路设计起迄日期：6月11日～6月17日课程设计地点：中北大学指导教师：小林系主任：王忠庆

下达任务书日期: 2012年06月11日课程设计任务书

课程设计任务书

第一章、绪论89C51是一种带4KB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。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89C51是一种高效微控制器，89C2051是它的一种精简版本。89C 单片机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。在本次课程设计中，便采用89C51单片机。第二章、设计容一、4×4键盘原理：4 行行行行

图1 电路原理图见附图一本次设计为4×4的矩阵键盘，这样的设计可以有效的减少键盘与单片机接口时所占用的I/O接口。在这种非编码键盘的单片机系统中，键盘处理程序首先执行有无按键按下的程序段，当确认有按键按下后，下一步就要识别哪一个按键被按下，对键的识别常采用逐行（逐列）扫描的方法。首先判断有无按键按下。方法是：向行线输出全扫描字00H，把全部行线置为低电平，然后将列线的电平状态读入到累加器A中，如果有按键按下，会使列线电平被拉至低电平，是列输入不全为1。判断键盘哪一个键被按下。方法是：一次给行线送低电平，然后查所有列线状态，称为行扫描，如果全为1，则所按下键不在此行，如果不全为1，则所按下键必在此行，而且是在与零电平列线相交的交点上的那个键。在此，按键的位置码并不等于按键的实际定义键值，因此还必须进行转换，即键值译码，本次设计中采用软件实现键值的译码，译码方式如下：第0行键值为：0行×4+列号（0~3）为0、1、2、3；第1行键值为：1行×4+列号（0~3）为4、5、6、7；第2行键值为：2行×4+列号（0~3）为8、9、A、B；第3行键值为：3行×4+列号（0~3）为C、D、E、F；译码程序如下：

实验报告七-键盘扫描及显示实验

信息工程学院实验报告课程名称：微机原理与接口技术实验项目名称：键盘扫描及显示实验实验时间：班级：姓名：学号：一、实验目的 1. 掌握 8254 的工作方式及应用编程。 2. 掌握 8254 典型应用电路的接法。二、实验设备了解键盘扫描及数码显示的基本原理，熟悉 8255 的编程。三、实验原理将 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管显示。键盘采用 4×4 键盘，每个数码管显示值可为 0～F 共 16 个数。实验具体内容如下：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，当再按下一个按键时，便将这个按键的编号在下一个数码管上显示出来，数码管上可以显示最近 6 次按下的按键编号。键盘及数码管显示单元电路图如图 7-1 和 7-2 所示。8255 键盘及显示实验参考接线图如图 7-3 所示。图 7-1 键盘及数码管显示单元 4×4 键盘矩阵电路图成绩：指导老师(签名)：

图 7-2 键盘及数码管显示单元 6 组数码管电路图图 7-3 8255 键盘扫描及数码管显示实验线路图四、实验内容与步骤 1. 实验接线图如图 7-3 所示，按图连接实验线路图。

图 7-4 8255 键盘扫描及数码管显示实验实物连接图 2.运行 Tdpit 集成操作软件，根据实验内容，编写实验程序，编译、链接。图 7-5 8255 键盘扫描及数码管显示实验程序编辑界面 3. 运行程序，按下按键，观察数码管的显示，验证程序功能。五、实验结果及分析： 1. 运行程序，按下按键，观察数码管的显示。

《数字电路课程设计》

实验三旋转灯光电路与追逐闪光灯电路一、实验目的 1．熟悉集成电路CD4029、CD4017、74LS138的逻辑功能。 2．学会用74LS04、CD4029、74LS138组装旋转灯光电路。 3. 学会用CD4069、CD4017组装追逐闪光灯电路。二、实验电路与原理 1．旋转灯光电路：图3-1 旋转灯光电路将16只发光二极管排成一个圆形图案，按照顺序每次点亮一只发光二极管，形成旋转灯光。实现旋转灯光的电路如图3-1所示，图中IC1、R1、C1组成时钟脉冲发生器。IC2为16进制计数器，输出为4位二进制数，在每一个时钟脉冲作用下输出的二进制数加“1”。计数器计满后自动回“0”，重新开始计数，如此不断重复。输入数据的低三位同时接到两个译码器的数据输入端，但是否能有译码器输出取决于使能端的状态。输入数据的第四位“D”接到IC3的低有效使能端G2和IC4的高有效使能端G1，当4位二进制数的高位D为“0”时，IC4的G1为“0”，IC4的使能端无效，IC4无译码输出，而IC3的G2为“0”，IC3使能端全部有效，低3位的CBA数据由IC3译码，输出D＝0时的8个输出，即低8位输出（Y0～Y7）。当D为“1”时IC3的使能端处于无效状态，IC3无译码输出；IC4的使能端有效，低3位CBA数据由IC4译码，输出D＝1时的8个输出，即高8位输出（Y8～Y15）。由于输入二进制数不断加“1”，被点亮的发光二极管也不断地改变位置，形成灯光地“移动”。改变振荡器的振荡频率，就能改变灯光的“移动速度”。

注意：74LS138驱动灌电流的能力为8mA，只能直接驱动工作电流为5mA的超高亮发光二极管。若需驱动其他发光二极管或其他显示器件则需要增加驱动电路。 2. 追逐闪光灯电路图 3-2 追逐闪光灯电路（ 1）． CD 401 7 的管脚功能 CD4017集成电路是十进制计数／时序译码器，又称十进制计数／脉冲分频器。它是4000系列CMOS数字集成电路中应用最广泛的电路之一，其结构简单，造价低廉，性能稳定可靠，工艺成熟，使用方便。它与时基集成电路555一样，深受广大电子科技工作者和电子爱好者的喜爱。目前世界各大通用数字集成电路厂家都生产40171C，在国外的产品典型型号为CD4017，在我国，早期产品的型号为C217、C187、CC4017等。（2）CD4017C管脚功能 CMOSCD40171C采用标准的双列直插式16脚塑封，它的引脚排列如图3-3(a)所示。 CC4017是国标型号，它与国外同类产品CD4017在逻辑功能、引出端和电参数等方面完全相同，可以直接互换。本书均以CD40171C为例进行介绍，其引脚功能如下： ①脚(Y5)，第5输出端；②脚(Y1)，第1输出端，⑧脚(Yo)，第0输出端，电路清零时，该端为高电平，④脚(Y2)，第2输出端；⑤脚(Y6)，第6输出端；⑥脚(Y7)，第7输出端；⑦脚(Y3)，第3输出端；⑧脚(Vss)，电源负端；⑨脚(Y8)，第8输出端，⑩脚(Y4)，第4输出端；11脚(Y9)，第9输出端，12脚(Qco)，级联进位输出端，每输入10个时钟脉冲，就可得一个进位输出脉冲，因此进位输出信号可作为下一级计数器的时钟信号。13脚(EN)，时钟输入端，脉冲下降沿有效；14脚(CP)，时钟输入

矩阵键盘设计实验报告

南京林业大学实验报告基于AT89C51 单片机4x4矩阵键盘接口电路设计课程机电一体化设计基础院系机械电子工程学院班级学号姓名

指导老师杨雨图 2013年9月26日

一、实验目的 1、掌握键盘接口的基本特点，了解独立键盘和矩阵键盘的应用方法。 2、掌握键盘接口的硬件设计方法，软件程序设计和贴士排错能力。 3、掌握利用Keil51软件对程序进行编译。 4、用Proteus软件绘制“矩阵键盘扫描”电路，并用测试程序进行仿真。 5、会根据实际功能，正确选择单片机功能接线，编制正确程序。对实验结果能做出分析和解释，能写出符合规格的实验报告。二、实验要求通过实训，学生应达到以下几方面的要求：素质要求 1.以积极认真的态度对待本次实训，遵章守纪、团结协作。 2.善于发现数字电路中存在的问题、分析问题、解决问题，努力培养独立工作能力。能力要求 1.模拟电路的理论知识 2.脉冲与数字电路的理念知识 3.通过模拟、数字电路实验有一定的动手能力 4.能熟练的编写8951单片机汇编程序 5.能够熟练的运用仿真软件进行仿真三、实验工具 1、软件：Proteus软件、keil51。 2、硬件：PC机，串口线，并口线，单片机开发板四、实验内容

1、掌握并理解“矩阵键盘扫描”的原理及制作，了解各元器件的参数及格元器件的作用。 2、用keil51测试软件编写AT89C51单片机汇编程序 3、用Proteus软件绘制“矩阵键盘扫描”电路原理图。 4、运用仿真软件对电路进行仿真。五．实验基本步骤 1、用Proteus绘制“矩阵键盘扫描”电路原理图。 2、编写程序使数码管显示当前闭合按键的键值。 3、利用Proteus软件的仿真功能对其进行仿真测试，观察数码管的显示状态和按键开关的对应关系。 4、用keil51软件编写程序，并生成HEX文件。 5、根据绘制“矩阵键盘扫描”电路原理图，搭建相关硬件电路。 6、用通用编程器或ISP下载HEX程序到MCU。 7、检查验证结果。六、实验具体内容使用单片机的P1口与矩阵式键盘连接时，可以将P1口低4位的4条端口线定义为行线，P1口高4位的4条端口线定义为列线，形成4*4键盘，可以配置16个按键，将单片机P2口与七段数码管连接，当按下矩阵键盘任意键时，数码管显示该键所在的键号。 1、电路图

根据VHDL的键盘扫描及显示电路

广西工学院 EDA 课程设计说明书设计题目基于VHDL的键盘扫描及显示电路系别电控系专业班级__________________ 学生姓名__________________ 学号__________________ 指导教师__________________ 日期__________________

基于VHDL的键盘扫描及显示电路一、工作原理：可编程器件的KEY_HANG[3..0]行信号输出端不停循环输出“1110”“1101”“1011”“0111”。当没有键按下时可编程器件的KEY_LIE[3..0]列信号输入端检测到的是“1111”。当有按键按下时，如按下1，此时KEY_HANG[3..0]行信号输出为“0111”，即KEY_HANG[3..0]的3管脚为“0”，可由电路看出，此时输入端KEY_LIE[3..0]检测到的将是“0111”。KEY_LIE[3..0]的3管脚为0，可以在编写程序时，将输出信号KEY_HANG[3..0]与输入信号KEY_LIE[3..0]同时判断，比如可以认为当数据“KEY_HANG&KEY_LIE”为“01110111”时，可译码成数据1,。同理可得其他按键的编码。根据不同数据的编码译成不同的数据。名称IO属性描述备注 clk in 输入时钟，１Ｋ和４０Ｋ频率 KEY_HANG[3..0]ｏｕｔ矩阵键盘的扫描输入端口 KEY_LIE[3:0] ｉｎ矩阵键盘的扫描输出端口START out 数据输出标志 DISP out 数码管译码显示译码７bit

DATA[6..0] 输出 DASP SEL[1..0] ｏｕｔ数码管扫描输出２ｂｉｔ

按键状态扫描显示电路的设计与制作

课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 按键状态扫描显示电路的设计与制作初始条件：（1）以0～9十个数符标识十个按键（2）当有键按下时，显示其标识符，并保持显示符直到新的按键作用（3）如果多个按键同时作用，只响应最先作用的按键要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）（1）设计任务及要求（2）方案比较及认证（3）系统框图，原理说明（4）硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明（5）调试记录及结果分析（6）对成果的评价及改进方法（7）总结（收获及体会）（8）参考资料（9）附录：器件表，芯片资料时间安排： 6月27日~6月30日：明确课题，收集资料，方案确定，仿真 7月1日~7月4日：硬件电路制作与调试 7月5日~7月8日；报告撰写，交设计报告，答辩指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月

目录摘要 (Ⅰ) 1 任务及要求 (2) 1.1 设计任务 (2) 1.2 设计要求 (2) 2 设计方案 (2) 2.1 总体设计思想 (2) 2.2 总体逻辑功能图 (2) 2.3 设计方案的选择 (3) 2.3.1 编码电路的选择 (3) 2.3.2 触发电路的选择 (5) 3 单元电路的功能说明 (6) 3.1 单元电路的设计 (6) 3.1.1 按键控制电路 (6) 3.1.2 编码电路 (8) 3.1.3 触发电路的设计 (9) 3.1.4 逻辑反馈电路的设计 (10) 3.1.5 译码显示电路的设计 (11) 3.2 整体电路的工作原理 (15) 4 利用Protues，Multisim仿真电路 (16) 5 结束语 (18) 参考文献 (19) 附录 (20)

数字显示电路设计说明

物理与电子工程学院《数字电路》课程设计报告书设计题目：数字显示电路设计专业：自动化班级： 10级1班学生:想学号: 2110341106 指导教师：胡林年月日

物理与电子工程学院课程设计任务书专业：自动化班级： 10级2班

摘要采用动态扫描的方式实现设计要求。动态扫描显示需要由两组信号来控制：一组是字段输出口输出的字形代码，用来控制显示的字形，称为段码；另一组是位输出口输出的控制信号，用来选择第几位数码管工作，称为位码。各位数码管的段线并联，段码的输出对各位数码管来说都是相同的。因此在同一时刻如果各位数码管的位选线都处于选通状态的话，6位数码管将显示相同的字符。若要各位数码管能够显示出与本位相应的字符，就必须采用扫描显示方式，即在某一时刻，只让某一位的位选线处于导通状态，而其它各位的位选线处于关闭状态。同时，段线上输出相应位要显示字符的字型码。这样在同一时刻，只有选通的那一位显示出字符，而其它各位则是熄灭的，如此循环下去，就可以使各位数码管显示出将要显示的字符。 MAX+PLUS II 是一个完全集成化的可编程逻辑环境，能满足用户各种各样的设计需要。它支持Altera公司不同结构的器件，可在多平台上运行。MAX+PLUS II 具有突出的灵活性和高效性，为设计者提供了多种可自由选择的设计方法和工具。丰富的图形界面，可随时访问的在线帮助文档，使用户能够快速轻松地掌握和使用MAX+PLUSII软件。 MAX+PLUSII 具有的强大功能极大地减轻了设计者的负担，使设计者可以快速完成所需的设计，使用该软件，用户从开始设计逻辑电路到完成器件下载编程一般只需要数小时时间，其中设计的编译时间往往仅需数分钟。用于可在一个工作日完成实现设计项目的多次修改，直至最终设计定型。 MAX+PLUS II 开发系统众多突出的特点，使它深受广大用户的青睐。关键词：数字显示电路；动态扫描；段码

矩阵键盘电路设计

课程设计题目矩阵键盘电路设计教学院计算机学院专业计算机应用技术班级姓名指导教师 2010 年01 月12 日

前言.................................................................... 第一章需求分析......................................................... 功能描述......................................................... 功能分析......................................................... 第二章系统的原理及分析................................................. 用到的知识点的介绍，知识点使用的总体思路第三章详细设计......................................................... 硬件设计系统结构图，元器件的选择等软件设计所设计的软件关键模块的程序流程第四章测试............................................................ 运行结果分析等第五章总结............................................................. 参考文献................................................................ 附录关键程序代码........................................................

矩阵键盘的工作原理和扫描确认方式

9.3.1 矩阵键盘的工作原理和扫描确认方式来源：《AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践》M16华东师范大学电子系马潮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9-7 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。图9-7 为一个 4 x 3 的行列结构，可以构成12 个键的键盘。如果使用 4 x 4 的行列结构，就能组成一个16 键的键盘。很明显，在按键数量多的场合，矩阵键盘与独立式按键键盘相比可以节省很多的I/O 口线。矩阵键盘不仅在连接上比单独式按键复杂，它的按键识别方法也比单独式按键复杂。在矩阵键盘的软件接口程序中，常使用的按键识别方法有行扫描法和线反转法。这两种方法的基本思路是采用循环查循的方法，反复查询按键的状态，因此会大量占用MCU 的时间，所以较好的方式也是采用状态机的方法来设计，尽量减少键盘查询过程对MCU 的占用时间。下面以图9-7 为例，介绍采用行扫描法对矩阵键盘进行判别的思路。图9-7 中，PD0、PD1、PD2 为3 根列线，作为键盘的输入口（工作于输入方式）。PD3、PD4、PD5、PD6 为4根行线，工作于输出方式，由MCU（扫描）控制其输出的电平值。行扫描法也称为逐行扫描查询法，其按键识别的过程如下。 √将全部行线PD3－PD6 置低电平输出，然后读PD0－PD2 三根输入列线中有无低电平出现。只要有低电平出现，则说明有键按下（实际编程时，还要考虑按键的消抖）。如读到的都是高电平，则表示无键按下。 √在确认有键按下后，需要进入确定具体哪一个键闭合的过程。其思路是：依

数字显示电路设计讲课教案

数字显示电路设计

物理与电子工程学院《数字电路》课程设计报告书设计题目：数字显示电路设计专业：自动化班级： 10级1班学生姓名:李想学号: 2110341106 指导教师：胡林年月日

物理与电子工程学院课程设计任务书专业：自动化班级： 10级2班

摘要采用动态扫描的方式实现设计要求。动态扫描显示需要由两组信号来控制：一组是字段输出口输出的字形代码，用来控制显示的字形，称为段码；另一组是位输出口输出的控制信号，用来选择第几位数码管工作，称为位码。各位数码管的段线并联，段码的输出对各位数码管来说都是相同的。因此在同一时刻如果各位数码管的位选线都处于选通状态的话，6位数码管将显示相同的字符。若要各位数码管能够显示出与本位相应的字符，就必须采用扫描显示方式，即在某一时刻，只让某一位的位选线处于导通状态，而其它各位的位选线处于关闭状态。同时，段线上输出相应位要显示字符的字型码。这样在同一时刻，只有选通的那一位显示出字符，而其它各位则是熄灭的，如此循环下去，就可以使各位数码管显示出将要显示的字符。 MAX+PLUS II 是一个完全集成化的可编程逻辑环境，能满足用户各种各样的设计需要。它支持Altera公司不同结构的器件，可在多平台上运行。MAX+PLUS II 具有突出的灵活性和高效性，为设计者提供了多种可自由选择的设计方法和工具。丰富的图形界面，可随时访问的在线帮助文档，使用户能够快速轻松地掌握和使用MAX+PLUSII软件。 MAX+PLUSII 具有的强大功能极大地减轻了设计者的负担，使设计者可以快速完成所需的设计，使用该软件，用户从开始设计逻辑电路到完成器件下载编程一般只需要数小时时间，其中设计的编译时间往往仅需数分钟。用于可在一个工作日内完成实现设计项目的多次修改，直至最终设计定型。MAX+PLUS II 开发系统众多突出的特点，使它深受广大用户的青睐。关键词：数字显示电路；动态扫描；段码

ASCII码键盘编码电路设计

ASCII码键盘编码电路设计一、课程设计的目的。 1、掌握基本数字电路的一般设计方法，了解电子设备的研发思路。 2、认识基本电路的原理并对其安装及调试。 3、通过课程设计提高解决实际问题的能力。 4、提高团队意识和自学能力二、任务的描述。自行设计一个键盘，键盘共8*8=64个键，在外加两个控制键Shift 键和Ctrl键作用下，共完成128个键的ASCII码输出其中，Shift 键为英文大小写字母及其它符号控制键。Ctrl键为文字符号（也称控制符号）和字符控制符。三、设计任务分析。 ASCII码键盘编码电路的任务是把键盘上所按下按钮产生的开关信号，编成一个对应的ASCII代码从输出端输出。这个任务可以分解为如下几个部分： 1、开关：通过控制键盘产生开关信号。 2、开关信号的编码和标准ASCII编码表

3、Shift键和Ctrl键的实现：当按下某键时，在输出端会显示该键上档的ASCII 码，对于键盘的前四列当按下该键的同时，按下Shift键输出端输出该键下档字符的ASCII码。对键盘的后四列的同时按下Ctrl键输出端输出该健下档字符的ASCII码。 4、ASCII码的输出：任意接通键盘按键的行、列，输出的ASCII码即为行列交点处字符的ASCII码。四、具体设计过程的描述：对比本编码与标准ASCII码可知，本编码的前四列高档字符比标准ASCII码小32（100000B），低档字符比标准ASCII码小64（1000000B）。后四列高档字符与标准ASCII码相同，低档字符比标准ASCII码大32（100000）。因此在编码后需对编码值进行修订以得到正确的ASCII码。本设计采用加法器对编码进行修正。观察本编码与标准ASCII码差值可知，只需要对编码所得高位部分进行适量大的修订即可得到标准结果。本设计采用串行进位加法器以实现该逻辑功能。对键盘上的前四列上档字符需要使用加法器对其高位加100B，当按住shift时要输出低档字符的ASCII时，高位需加上1000B。对键盘的四列，其上档字符的编码正好等于标准ASCII码无需处理，当按住ctrl输出其下档字符时，由于其编码比ASCII码大32，需要对其高位减去100B,即加上1100B（100B的补码），即得到所按键的ASCII 码。五、设计方案的确定。最终的电路见图示。电路如下图（1）：

基于FPGA的键盘扫描程序的设计

摘要在现代电子工业的控制电路中，键盘扫描和显示电路对系统的调试和设置有着重要的作用。随着EDA技术的发展，基于FPGA的扫描键盘因其结构简单，能有效防止机械键盘按键抖动带来的数据错误等优点在许多电子设备中都得到了广泛的应用。本文主要是设计一个基于FPGA的键盘扫描程序，该设计在EDA工具Quarutus II9.0上开发完成，以Creat-SOPC2000实验箱上的4*4矩阵键盘为硬件实体，设计键盘扫描程序，将程序划分为时序产生模块、键盘扫描模块、弹跳消除模块、键值译码模块四个模块，时序产生模块为键盘扫描和弹跳消除模块产生时钟信号，键盘扫描模块采用行扫描法对4*4矩阵键盘进行扫描，键值译码模块将所按键值译码为共阳极8位7段数码管的显示码,几个模块组合起来实现键盘扫描的设计要求。最后对程序进行仿真分析和硬件验证。仿真结果表明，该系统具有集成度高、稳定性好、设计灵活和设计效率高等优点。关键词： FPGA，Quartus II，VHDL，键盘扫描

ABSTRACT In the modern electronics industry controlling-circuit, the keyboard scanning and display circuit plays an important role in debugging and setting the system. With the development of EDA technology, FPGA-based scanning keyboard have been widely used in many electronic devices because of its simple structure, and it also can effectively prevent mechanical keyboard jitter caused by data errors. This article primarily designed an FPGA-based keyboard scan procedures, this design is developed on the EDA tools—— Quarutus II9.0 and designed the keyboard scan program, using the Creat-SOPC2000 experimental box 4 * 4 matrix keyboard as the hardware entity .the program is divided into four modules as the timing generation module, a keyboard scanning module, bounce cancellation module and the decoding module. The timing generation module generates the clock signal for the keyboard scanning and bounce elimination module, the keyboard scanning module using the line scanning method to sweep the 4* 4 matrix keyboard, key decoder module decodes the key value for the common anode eight 7-segment display code. Several modules assembles together to meet the keyboard scanning design requirements. Finally, conducting simulation analysis by the program and verifying the hardware.Simulation results show that the system has many advantages such as high integration, good stability, high efficiency, flexible design and high design efficiency. Keywords: FPGA，Quartus II，VHDL，keyboard scanning

键盘扫描显示实验原理及分析报告

键盘扫描显示实验原理及分析报告一、实验目的-------------------------------------------------------------1 二、实验要求-------------------------------------------------------------1 三、实验器材-------------------------------------------------------------1 四、实验电路-------------------------------------------------------------2 五、实验说明-------------------------------------------------------------2 六、实验框图-------------------------------------------------------------2 七、实验程序-------------------------------------------------------------3 八、键盘及LED显示电路---------------------------------------------14 九、心得体会------------------------------------------------------------- 15 十、参考文献--------------------------------------------------------------15

多按键设计电路

5个IO口最多能扫描多少个按键? 简介：在做项目（工程）的时候，我们经常要用到比较多的按键，而且IO资源紧张，于是我们就想方设法地在别的模块中节省IO口，好不容易挤出一两个IO口，却发现仍然不够用，实在没办法了就添加一个IC来扫键。一个IC虽然价 ... 在做项目（工程）的时候，我们经常要用到比较多的按键，而且IO资源紧张，于是我们就想方设法地在别的模块中节省IO口，好不容易挤出一两个IO口，却发现仍然不够用，实在没办法了就添加一个IC来扫键。一个IC虽然价格不高，但对于大批量生产而且产品利润低的厂家来说，这是一笔不菲的开支! 那，我们能不能想到比较好的扫键方法：用最少的IO口，扫最多的键？可以吗？举个例：给出5个IO口，能扫多少键？有人说是2*3＝6个，如图一：图一对，大部分技术参考书都这么做，我们也经常这样做：用3个IO口作行扫描，2个IO作列检测（为方便描述，我们约定：设置某一IO口输出为“0”――称其为“扫某IO

口”）。用行线输出扫键码，列线检测是否有按键的查询方法进行扫键。扫键流程：在行线依次输出011，101，110扫键值，行线每输出一个扫键值，列线检测一次。当列线检测到有按键时，结合输出的扫键值可以判断相应的按键。但是，5个IO真的只能扫6个键吗？有人说可以扫9个，很聪明！利用行IO与地衍生3个键（要注意上拉电阻），如图二：图二扫键流程：先检测3个行IO口，对K1’，K2’，K3’进行扫键，之后如上述2*3扫键流程。5个IO口能扫9个键，够厉害吧，足足比6个键多了1/2！动动脑，还能不能再多扫几个？就几个？一个也行！好，再想一下，硬是被逼出来了！如图三：

三位数字显示的计时系统(课程设计)

湖南工程学院课程设计课程名称数字电子技术课题名称三位数字显示的计时系统专业电气工程及其自动化班级学号姓名指导教师 2013年12 月27 日

湖南工程学院课程设计任务书课程名称：数字电子技术题目：三位数字显示的计时系统专业班级：班学生姓名：学号：指导老师：审批：任务书下达日期2013 年12 月16 日星期一设计完成日期2013 年12 月27 日星期五

设计内容与设计要求一、任务与要求：设计并制作一个简易的三位数字显示计时系统，供运动员比赛计时用，要求如下： 1、精确到秒，最大计时为9分59秒； 2、开机时自动清零； 3、具有启停输入控制功能，按下启停输入控制键时，开始计时，再次按下时，停止计时。 4、用7段数码管显示时间； 5、功能扩展（自选）二、设计要求： 1、设计思路清晰，给出整体设计框图； 2、设计各单元电路，给出具体设计思路、电路器件； 3、总电路设计； 4、计算机仿真 5、安装调试电路； 6、写出设计报告；

主要设计条件 1.提供直流稳压电源、示波器； 2.提供 TTL集成电路芯片、电阻、电容及插接用面包板、导线等。说明书格式 1、课程设计封面； 2、课程设计任务书； 3、说明书目录； 4、设计总体思路，基本原理和框图； 5、单元电路设计（各单元电路图）； 6、总电路设计（总电路图）； 7、安装、调试步骤； 8、故障分析与电路改进； 9、总结与设计调试体会； 10、附录（元器件清单）； 11、参考文献； 12、课程设计成绩评分表。

进度安排第一周星期一上午安排任务、讲课。星期一～星期五上午查资料、设计第二周 1、计算机仿真 2、测试元器件 3、调试单元电路 4、调试总电路 5、调试验收 6、写课程设计报告书星期五下午答辩地点：实验楼四楼电子综合实验室参考文献《电子技术课程设计》历雅萍、易映萍编《电子技术课程设计指导》彭介华、主编高等教育出版社《电子线路设计、实验、测试》谢自美主编华中理工出版社。

扫描式矩阵键盘课程设计

扫描式矩阵键盘课程设计 Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】

4X4扫描式矩阵键盘课程设计课程设计名称: 4_4扫描式矩阵键盘设计姓名： DUKE 班级：电子1008班学号： 10086 成绩：日期： 2014年1月6日摘要随着21世纪的到来，电子信息行业将是人类社会的高科技行业之一，式设施现代化的基础，也是人类通往科技巅峰的直通路。电子行业的发展从长远来看很重要，但最主要的还是科技问题。矩阵式键盘提高效率进行按键操作管理有效方法，它可以提高系统准确性，有利于资源的节约，降低对操作者本身素质的要求。是它能准时、实时、高效地显示按键信息，以提高工作效率和资源利用率。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，显示在LED数码管上。单片机控制依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。 4*4矩阵式键盘采用AT89C51单片机为核心，主要由矩阵式键盘电路、译码电路、显示电路等组成，软件选用C语言编程。单片机将检测到的按键信号

转换成数字量，显示于LED显示器上。该系统灵活性强，易于操作，可靠性高，将会有更广阔的开发前景。目录第一章：系统功能要求-------------------------------------------------------- 1.1 4*4 矩阵式键盘系统概述------------------------------------------------ 1.2 本设计任务和主要内容--------------------------------------------------- 第二章：方案论证--------------------------------------------------------------- 第三章：系统硬件电路的设计------------------------------------------------ 3.1 单片机控制系统原理----------------------------------------------------- 3.2 原理图绘制说明---------------------------------------------------------- 3.3 画出流程图---------------------------------------------------------------- 3.4 原理图绘制---------------------------------------------------------------