单片机-矩阵式键盘接口实验

安徽文达信息工程学院学生实验报告
一、【实验目的】
1.掌握单片机按键的使用和编程方法；
2.掌握矩阵式键盘的编程方法。

二、【实验原理及内容】
按照代码转换方式，键盘可以分为编码式和非编码式两种。

编码式键盘是通过数字电路直接产生对应于按键的ASCⅡ码，这种方式目前很少使用。

非编码式键盘将按键排列成矩阵的形势，由硬件或软件随时对矩阵扫描，一旦某一键被按下，该键的行列信息即被转换为位置码并送入主机，再由键盘驱动程序查表，从而得到按键的ASCⅡ码，最后送入内存中的键盘缓冲区供主机分析执行。

非编码式键盘由于结构简单，按键重定义方便而成为目前最常采用的键盘类型。

非编码键盘又分为独立式键盘和矩阵式键盘。

因为独立式键盘较为简单，此次实验以矩阵键盘的查询扫描方式为主。

矩阵式（行列式）键盘的接口电路
对上图矩阵式键盘，编写查询式的键盘处理程序。

先判有无键按下，即把所有行线P1.0～P1.3均置为低，然后检测各列线状态，若列线不全为高电平，则表示键盘中有键被按下；若所有列线列均为高电平，说明键盘中无键按下。

在确认有键按下后，即可查找具体闭合键位置，其方法是依次将行线置为低电平，再逐行检查各列线的电平状态。

若某列为低，则该列线与行线交叉处键就是闭合键。

三、【实验器材】
1.PC机
2.Proteus仿真软件
3.Keilc51仿真软件
四、【实验步骤】
1、基础实验
数码管显示4×4矩阵键盘键号。

单片机的P1口的P1.0～P1.7连接4×4矩阵键盘，矩阵
中各键编号见下图。

数码管显示由P0口控制，当4×4矩阵键盘中的某一按键按下时，数码管上显示对应键号。

例如，1号键按下时，数码管显示“1”；E键按下时，数码管显示“E”等等。

数码管显示4×4矩阵键盘键号的原理电路
2、扩展实验
在P3.0~p3.3口各连接一个LED小灯，每当按下一个按键，数码管显示数字之后，小灯也以亮灭来表示数字，例如按键为5，则小灯依次“亮灭亮灭”。

五、【实验过程原始记录】（可附页）
1.基础实验：
#include <reg51.h>
#define uchar unsigned char
sbit L1=P1^0;
sbit L2=P1^1;
sbit L3=P1^2;
sbit L4=P1^3;
uchar
dis[16]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf 8,0x80,0x90,0x88,0x83,
0xc6,0xa1,0x86, 0x8e };
unsigned int time;
Void delay(time)
{
unsigned int j;
for(j=0;j<time;j++)
{}
}
main()
{
uchar temp;
uchar i;
while(1)
{
P1=0xef;
for(i=0;i<=3;i=i++)
{
if (L1==0) P0= dis [i*4+0];
if (L2==0) P0= dis [i*4+1];
if (L3==0) P0= dis [i*4+2];
if (L4==0) P0= dis [i*4+3];
delay(500);
temp=P1;
temp=temp|0x0f;
temp=temp<<1;
temp=temp|0X0f;
P1=temp;
}
}
}
2.扩展实验：
#include <reg51.h>
#define uchar unsigned char
sbit L1=P1^0;
sbit L2=P1^1;
sbit L3=P1^2;
sbit L4=P1^3;
uchar
dis[16]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf 8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86, 0x8e }; uchar
led[16]={0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x 07,0x08,0x09,0x0a,0x0b,0x0c,
0x0d,0x0e,0x0f};
unsigned int time;
void delay(time)
{
unsigned int j;
for(j=0;j<time;j++)
{}
}
main()
{
uchar temp;
uchar i;
while(1)
{
P1=0xef;
for(i=0;i<=3;i=i++)
{
if (L1==0) {P0= dis [i*4+0];P3=led[i*4+0];}
if (L2==0) {P0= dis [i*4+1];P3=led[i*4+1];}
if (L3==0) {P0= dis [i*4+2];P3=led[i*4+2];}
if (L4==0) {P0= dis [i*4+3];P3=led[i*4+3];}
delay(500);
temp=P1;
temp=temp|0x0f;
temp=temp<<1;
temp=temp|0X0f;
P1=temp;
}
}
}
六、【实验结果分析】
实验结果达到预期效果，按下按键后成功在数码管上显示了键值，并且在LED灯以二进制表示出来。

本次试验加深了我对单片机功能的认知，了解了矩阵式键盘的实现原理及编程方法，同时也锻炼了自己代码分析和修改的能力。

教师评语：。