电子工程系单片机4×4矩阵键控制LED.docVIP

毕业设计（论文） 题 目 单片机4×4矩阵键盘控制LED 系（部） 电子工程系 专业班级 学生姓名 学 号 总评成绩 指导教师 2012 年 3 月 5 日 摘 要 2.1 4×4矩阵式键盘识别显示系统概述 2 2.2 4×4矩阵式键盘原理 3 2.3 4×4矩阵式键盘控制LED显示方法 .. 4 2.4 4×4矩阵式键盘软件编程 6 2.5 4×4矩阵式键盘软件仿真调试分析 11 3 结论 13 5 参考文献 13 引言 本实验是在基于PROTUES平台下，运用 80C51芯片编写程序设计实现的矩阵式键盘。通过对矩阵键盘的硬件电路的设计及对其进行程序汇编和运行，通过单片机的内部控制实现对硬件电路的设计,从而实现对4*4矩阵键盘的识别。用单片机的并行P1口连接4*4矩阵键盘，并以单片机的P1.0－P1.3口作键盘输入的列线，以单片机的P1.4－P1.7口作为键盘输入的行线，然后用P0.0－P0.6作输出线，通过电阻在显示器上显示不同的符号按键 “0－F”[1]。在硬件电路的基础上加上软件程序的控制来设计实现。 2 4×4矩阵键盘控制LED工作原理及软硬件设计、仿真调试 2.1 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，省下了很多的I/O端口为他用，相反，独立按键编程简单占用I/O口资源，不适合在按键较多的场合应用。在实际应用中经常要用到输入数字、字母等功能，如电子密码锁、电话机键盘等至12到16个按键。矩阵键盘简介矩阵键盘又称行列键盘，它是用条I/O线作为行线，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。 最常见的键盘布局如图1所示。一般由16个按键组成，在单片机中正好可以用一个P口实现16个按键功能，这也是在单片机系统中最常用的形式 图1 键盘布局 2.2 4×4矩阵式键盘原理 行列式键盘的接法比独立式键盘的接法复杂，编程实现上也会比较复杂。但是，在占用相同的I／O端口的情况下，行列式键盘的接法会比独立式接法允许的按键数量多，其原理图如图1所示。 图2 4×4矩阵式键盘原理图 实际的工程中，可能会使用PIC16C5X这种通用的可编程的键盘、显示接口器件，使用PIC16C5X单片器件就能够完成键盘输入和显示控制两种功能。　　行列式键盘的工作方式是先用列线发送扫描字，然后读取行线的状态，查看是否有按键按下。键盘部分提供一种扫描的工作方式，可以和具有64个按键的矩阵键盘相连接，能对键盘不断扫描、自动消抖、自动识别按下的键，并给出编码，能对双键或n个键同时按下的情况实行保护。　　在显示部分，它可以为发光二极管、荧光管及其他显示器提供按扫描方式工作的显示接口，而且为显示器提供多路复用信号，可以显示多达16位的字符或数字。　　键盘中有无按键按下是由列线送入全扫描字、行线读入行线状态来判断的，其方法是将列线的所有I／O线均置成低电平，然后将行线电平状态读入累加器A中，如果有键按下，总会有一根行线被拉至低电平，从而使行输入不全为1。　　键盘中哪一个键按下可由列线逐列置低电平后，检查行输入状态来判断，其方法是依次给列线送低电平，然后检查所有行线状态，如果全为1，则所按下的键不在此列，如果不全为1，则所按下的键必在此列，而且是在与0电平线相交的交点上的那个键。 2.3 4×4矩阵式键盘控制LED显示方法 （1）在“单片机系统”区域中，把单片机的P.0－P.7端口通过8联拨动拨码开关JP3连接到“44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.端口连接到“静态数码显示模块”区域中的任何一个a－端口上。 a－端口a－”表明该行无键按下，再将第二根行线置为“0”状态，同样读入输入缓冲器的状态，如其状态也全为“1”，则置第一根行线置为“0”状态，以此类推[5]。如读入输入缓冲器的状态不全为“1”，确定哪一根列线为“0”状态，当某个键的行线和列线都为“0”状态时，表明该键按下。最后