实验三 4X4 键盘输入显示控制器
4×4矩阵键盘控制实验
4×4矩阵键盘控制实验一、实验内容摘要设计一个4×4键盘接口控制器，在QuartusII软件上实现基设计，将其与开发板连接，实现电路功能。
当按下某一键时，4位LED上显示对应的键值，以二进制代码形式从0至F显示。
二、实验源代码LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.ALL;USE ieee.std_logic_unsigned.ALL;ENTITY DEBOUNCING ISPORT(clk, key:IN STD_LOGIC ;clr: IN STD_LOGIC;dly_out, dif_out: OUT STD_LOGIC);END DEBOUNCING;ARCHITECTURE a OF DEBOUNCING ISSIGNAL sample,dly,diff: STD_LOGIC;BEGINfree_counter:blocksignal QQ:std_logic_vector(4 downto 0);signal d0:std_logic;beginprocess (CLR,clk)beginif clr='0' thend0<='0';QQ<=(OTHERS=>'0');ELSif clk'event and clk='1' thend0<=QQ(4); --QQ的最高位同时作为d0信号,即d0的周期为2的5次方个clk.QQ<=QQ+1;end if;end process;sample<=not(QQ(4) and (not d0));--当d0为0,QQ(4)为1时,sample产生采样脉冲,低电平时间为1个clkend block free_counter;debunce:blocksignal d0,d1,s,r:std_logic;beginprocess(clk,clr)beginif clr='0' thendly<='0';elsif rising_edge(clk) thenif sample='1' thend1<=d0;d0<=key;s<=d0 and d1;r<=not d0 and not d1;if s<='0' and r<='0' thendly<=dly;elsif s<='0' and r<='1' thendly<='0';elsif s<='1' and r<='0' thendly<='1';elsedly<='0';end if;end if;end if;end process;dly_out<=dly;end block debunce;differential:blocksignal d1,d0:std_logic;beginprocess(clk,clr)beginif clr='0' thend0<='0';d1<='0';elsif rising_edge(clk) thend1<=d0;d0<=dly;end if;diff<=d0 and not d1;end process;dif_out<=diff;end block differential;END a;--****************************************************************** --* 4x4标准键盘板读取并点亮实验箱底板上的L1-L4--* Filename: keyboard4_4--* 扫描键盘，译码并点亮实验箱底板上的L1-L4--* 已加入去抖程序--****************************************************************** library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity keyboard4_4 isport(rst : in std_logic;clk_in : in std_logic;keyin : in std_logic_vector(3 downto 0);scan : out std_logic_vector(3 downto 0);leds : out std_logic_vector(3 downto 0);state : out std_logic;M : out std_logic_vector(3 downto 0));end keyboard4_4;architecture keyboard4_4_arch of keyboard4_4 is----********************************************* component debouncingport( key : IN STD_LOGIC ;clk,clr : IN STD_LOGIC ;dly_out : OUT STD_LOGIC ) ;end component ;--*********************************************--signal clkfrq : std_logic;signal cntscn : std_logic_vector(1 downto 0);signal scnlin : std_logic_vector(3 downto 0);signal cntfrq : std_logic_vector(14 downto 0);signal lednum : std_logic_vector(7 downto 0);signal key_tmp : std_logic_vector(3 downto 0);signal clk : std_logic;signal cntfrq1 : std_logic_vector(5 downto 0); beginM <= "0101"; --键盘功能选择scan <= not scnlin;lednum <= scnlin & (not key_tmp);-- key_tmp <= keyin;--debounuing cktdebounuing : blockbeginU1: debouncing PORT MAP (KEY => keyin(0) ,DLY_OUT => key_tmp(0) ,clr=>rst,clk => CLK);U2: debouncing PORT MAP (KEY => keyin(1) ,dly_out => key_tmp(1) ,clr=>rst,clk => CLK);U3: debouncing PORT MAP (key => keyin(2) ,dly_out => key_tmp(2) ,clr=>rst,clk => CLK);U4: debouncing PORT MAP (key => keyin(3) ,dly_out => key_tmp(3) ,clr=>rst,clk => CLK);END block debounuing ;--******************************************************--process(rst,clk_in) -- 晶振为40MHz，进行40000分频产生去抖时钟（1000Hz)beginif rst = '0' thencntfrq <= (others => '0');elsif rising_edge(clk_in) thenif (cntfrq = "100111000011111" or not (key_tmp="1110" or key_tmp="1101" or key_tmp="1011" or key_tmp="0111") ) then--if (cntfrq = "100111000011111" or key_tmp="1111" ) then--if cntfrq = "1111" thencntfrq <= (others => '0');clk <= not clk;--去抖时钟elsecntfrq <= cntfrq + 1;end if;end if;end process;process(rst,clk) --去抖时钟,50分频,形成扫描时钟beginif rst = '0' thenclkfrq <= '0';cntfrq1 <= (others => '0');elsif rising_edge(clk) thenif cntfrq1 = "11000" thencntfrq1 <= (others => '0');clkfrq <= not clkfrq;elsecntfrq1 <= cntfrq1 + 1;end if;end if;end process;process(rst,clkfrq) -- 根据扫描时钟产生扫描线beginif rst = '0' thencntscn <= "00";elsif rising_edge(clkfrq) thenif cntscn = "11" thencntscn <= "00";elsecntscn <= cntscn+1;end if;case cntscn iswhen "00" => scnlin <= "0001";when "01" => scnlin <= "0010";when "10" => scnlin <= "0100";when "11" => scnlin <= "1000";when others => null;end case;end if;end process;process(rst, clkfrq) -- 根据按键点亮相应的ledsbeginif(rst = '0' ) thenleds <= "0000";elsif clkfrq'event and clkfrq = '0' thencase lednum iswhen "10001000" =>leds <= "0001"; --1when "01001000" =>leds <= "0010"; --2when "00101000" =>leds <= "0011"; --3when "00011000" =>leds <= "1010"; --Awhen "10000100" =>leds <= "0100"; --4when "01000100" =>leds <= "0101"; --5when "00100100" =>leds <= "0110"; --6when "00010100" =>leds <= "1011"; --Bwhen "10000010" =>leds <= "0111"; --7when "01000010" =>leds <= "1000"; --8when "00100010" =>leds <= "1001"; --9when "00010010" =>leds <= "1100"; --Cwhen "10000001" =>leds <= "1110"; --*when "01000001" =>leds <= "0000"; --0when "00100001" =>leds <= "1111"; --#when "00010001" =>leds <= "1101"; --Dwhen others =>null;end case;end if;end process;process(rst,key_tmp)beginif(rst = '0' ) thenstate <= '1';elsif (key_tmp="1110" or key_tmp="1101" or key_tmp="1011" or key_tmp="0111") thenstate <= '0';elsif (key_tmp="1111") thenstate <= '1';end if;end process;end keyboard4_4_arch;三、实验工具软件的选用以及实验过程1、打开QuartusII软件。
4×4矩阵式键盘按键
一、实验目的1.掌握4×4矩阵式键盘程序识别原理2.掌握4×4矩阵式键盘按键的设计方法二、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所示三、参考电路740)this.width=740" border=undefined>图14.2 4×4矩阵式键盘识别电路原理图740)this.width=740" border=undefined>图14.1 4×4键盘0-F显示740)this.width=740" border=undefined>图14.3 4×4矩阵式键盘识别程序流程图四、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五、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，查出该键的功能六、程序流程图(如图14.3所示)七、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 CHUSHIHUA LCALL PANDUANLCALL XIANSHILJMP START ;;;;;;;;;;初始化程序;;;;;;;;;; CHUSHIHUA: MOV COUNT#00H RET;;;;;;;;;;判断哪个按键按下程序;;;;;;;;;; PANDUAN: MOV P3#0FFHCLR P3.4MOV A P3ANL A#0FHXRL A#0FHJZ SW1LCALL DELAY10MSJZ SW1MOV A P3ANL A#0FHCJNE A#0EH K1MOV COUNT#0LJMP DKK1: CJNE A#0DH K2MOV COUNT#4LJMP 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#0FHXRL 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#0FHXRL 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#0FHXRL 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#11LJMP DKKF: CJNE A#07H KG MOV COUNT#15KG: NOPLJMP DKSW4: LJMP PANDUAN DK: RET ;;;;;;;;;;显示程序;;;;;;;;;; XIANSHI: MOV A COUNT MOV DPTR#TABLE MOVC 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 R6D1RET;;;;;;;;;;200ms延时程序;;;;;;;;;;DELAY: MOV R5#20LOOP: LCALL DELAY10MSDJNZ R5LOOPRET;;;;;;;;;;共阴码表;;;;;;;;;;TABLE: DB 3FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H DB 7FH6FH77H7CH39H5EH79H71H ;;;;;;;;;;结束标志;;;;;;;;;;END八、C语言源程序#include<AT89X51.H>unsigned char code table[]={0x3f0x660x7f0x390x060x6d0x6f0x5e0x5b0x7d0x770x790x4f0x070x7c0x71};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;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;key=14;break;case 0x07:key=15;break;}P0=table[key];}}}}九、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。
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。
4X4矩阵键盘控制数码管显示按键值
4X4矩阵键盘控制数码管显示按键值4X4矩阵键盘控制数码管显示按键值一、设计内容与要求用80C51单片机控制系统显示按键值0~F。
二、设计目的意义2.1 设计目的1、了解单片机系统中实现LED动态显示的原理及方法;2、详细了解8051芯片的性能及编程方法;3、了解单片机系统基本原理，了解单片机控制原理;4、掌握AT89C51输入/输出接口电路设计方法;5、掌握AT89C51程序控制方法;6、掌握单片机汇编编程技术中的设计和分析方法;7、掌握使用PROTEUS软件进行仿真的方法。
8、学会使用并熟练掌握电路绘制软件Protel99SE;9、掌握电路图绘制及PCB图布线技巧。
2.2 设计意义1、在系统掌握单片机相应基础知识的前提下，熟悉单片机应用系统的设计方法及系统设计的基本步骤。
2、完成所需单片机应用系统原理图设计绘制的基础上完成系统的电路图设计。
3、完成系统所需的硬件设计制作，在提高实际动手能力的基础上进一步巩固所学知识。
4、进行题目要求功能基础上的软件程序编程，会用相应软件进行程序调试和测试工作。
5、用AT89C51设计出题目所要求的数码管动态循环显示，并针对实际设计过程中软、硬件设计方面出现的问题提出相应解决办法。
6、通过单片机应用系统的设计将所学的知识融会贯通，锻炼独立设计、制作和调试单片机应用系统的能力;领会单片机应用系统的软、硬件调试方法和系统的研制开发过程，为进一步的科研实践活动打下坚实的基础。
三、系统硬件电路图3.1 Proteus软件简介以及仿真电路图Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。
是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、1ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。
4乘4矩阵键盘输入数码管显示四位数要点
Proteus 软件功能的理解，学会用这个软件设计三相步进电机控制系统，将理论
知识与实践相联系，为以后在学习和工作的发展打下一个良好的基础
。然后，
通过该课程设计， 初步理解了利用计算机控制技术进行三相步进电机控制系统的
设计。
最后，我明白：知识不是孤立的，相互之间有联系的，我们要学会理解知识
点以及学科之间的融合渗透。 本次课程设计涉及到了计算机技术， 自动控制技术，
微机技术， 数字电子技术等众多知识， 因而我们需要把把各个学科之间的知识融
合起来，形成一个整体。认识到 Proteus这个软件的强大功能，为以后的学习和
工作打下基础 。
我相信未来是属于我们的， 随着科学技术的发展， 控制技术的应用将将越来
越广泛，发挥越来越重要的作用。
参考文献
[1] 阎石主编 . 数字电子技术 . [M] 北京：高等教育出版社， 2006 年 [2] 陈振官等编著 . 新颖高效声光报警器 . [M] 北京：国防工业出版社， 2005 年 [3] 王东峰等主编 .单片机 C 语言应用 100 例 . [M] 北京：电子工业出版社， 2009 年 [4] 胡耀辉等主编 .单片机系统开发实例经典 . [M] 北京：冶金工业出版社， 2006 年 [5] 李鸿主编 .单片机原理及应用 . [M] 湖南：湖南大学出版社， 2005 年 [6] 谭浩强主编 .C 语言程序设计 . [M] 北京：清华大学出版社， 2005 年
键盘与数码管显示实验
R72 10K
S14 SW-PB S18 SW-PB S22 SW-PB S26 SW-PB
R73 10K
S15 SW-PB S19 SW-PB S23 SW-PB S27 SW-PB
D2 Diode
D3 Diode
D4 Diode
D5 Diode
J33 1 2 3 4 5 6 7 8
Header 8
R94
R95
Res1
Res1
Res1
Res1
Res1
Res1
Res1
Res1
330R
330R
330R
330R
330R
330R
330R
330R
DS1
11 7 4 2 1 10 5 3
a b DIG1 c d e f g DP
HDSP-B09G
DIG2 DIG3
DP3
DP2
K1 DIG4 K2
K3 K4
9 GND COM D 10
ULN2803A GND
VCC
Pad_DS_K1 Pad_DS_K2 Pad_DS_K3 Pad_DS_K4
Pad_DS_K5
Pad_DS_K6
Pad_DS_K7
Pad_DS_K8 J37
S8550
R80 Res1 10K Q20
S8550
R81 Res1 10K Q21
键盘与数码管显示
一、4X4键盘 二、LED显示器的基本结构 三、实验箱原理图 四、STC15 I/O口 工作模式配置 五、实验要求
一、4X4键盘
5V
行线（输出）
•键特征值的判断
列线（输入）
•键盘控制方式：扫描、中断
4×4矩阵键盘的工作原理与编程
4×4矩阵键盘的工作原理与编程ME300B单片机学习开发系统应用之三---4×4矩阵键盘的工作原理与编程作者：山西太原贵国庆本文介绍如何在ME300B型51/AVR单片机学习开发系统上使用数码管显示4×4矩阵键盘的键值。
一、硬件工作原理的简单介绍该实验使用ME300B上的8位数码管显示电路和4×4矩阵键盘电路。
现将这二部分的电路工作原理进行简单的介绍：1、4×4矩阵键盘的工作原理矩阵键盘又称为行列式键盘，它是用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成的键盘。
在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键。
这样键盘中按键的个数是4×4个。
这种行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。
图1为ME300B矩阵键盘电路图，行线接P1.4－P1.7，列线接P1.0－P1.3。
地显示。
图3 数码管电路数码管不同位显示的时间间隔可以通过调整延时程序的延时长短来完成。
数码管显示的时间间隔也能够确定数码管显示时的亮度，若显示的时间间隔长，显示时数码管的亮度将亮些，若显示的时间间隔短，显示时数码管的亮度将暗些。
若显示的时间间隔过长的话，数码管显示时将产生闪烁现象。
所以，在调整显示的时间间隔时，即要考虑到显示时数码管的亮度，又要数码管显示时不产生闪烁现象。
在ME300B单片机开发系统中使用数码管来显示信息时，要将JP2的2、3端短接。
见图3二、演示程序的编程方法1、4×4矩阵键盘的编程方法：1.1、先读取键盘的状态，得到按键的特征编码。
先从P1口的高四位输出低电平，低四位输出高电平，从P1口的低四位读取键盘状态。
再从P1口的低四位输出低电平，高四位输出高电平，从P1口的高四位读取键盘状态。
将两次读取结果组合起来就可以得到当前按键的特征编码。
使用上述方法我们得到16个键的特征编码。
举例说明如何得到按键的特征编码：假设“1”键被按下，找其按键的特征编码。
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。
实验的三4x4键盘控制实验的
实验报告课程名称嵌入式系统实验名称4x4键盘控制实验姓名王闯学号200907040318 专业班级软件0903实验日期年月日成绩指导教师王彩玲一、实验目的1 、通过实验掌握中断式键盘控制与设计方法；2 、掌握中断式键盘检测程序的设计思路；3 、熟练编写ARM 核处理器S3C44B0X 中断程序；二、实验设备1 、硬件：EMBEST S3CEV40 实验平台，Embest ARM 标准/ 增强型仿真器套件，PC 机；2 、软件：Embest IDE 2003 集成开发环境，Windows 98/2000/NT/XP 操作系统。
三、实验内容使用实验板上4 ×4 用户键盘，编写程序通过中断的方式读入键值，并在实验板的LE D数码管上显示读到的键值。
四、实验原理键盘接口电路如图所示，板上扩展了一个4×4行列式矩阵键盘接口。
该键盘是采用中断扫描的方式进行工作，行线选用了4个数据线，列线选用了4个地址线。
行线接上拉电阻保持高电平，并通过与门74HC08将输出信号与MCU 的中断EXINT1连接；列线接下拉电阻保持低电平。
当有键盘按下时，该行线被拉为低电平，使得EXINT1输入也为低电平，MCU 产生中断。
中断产生后通过对键盘的行和列进行扫描的方法可以计算出是哪个键按下，并跳到相应的键盘处理程序中去。
芯片74HC541是通过片选信号nGCS3来选通的，这样可以保证在键盘不使用的情况下MCU 读不到行线的输入信息。
123456784*4KEYBOARDCON7VDD33121311U13D 74HC089108714U13C74HC08456U13B 74HC08VDD33L0L1L2L3EXINT1R354.7K R364.7K R374.7K R384.7KD71N4148D81N4148D91N4148D101N4148G11A12A23A34Y217Y118G219VCC 20A45A56A67A78Y613Y514Y415Y316A89GND 10Y811Y712U10074HC541VDD33D0D1D2D3A1A2A3A4L0L1L2L3NGCS3GNDGND 1A11Y 22A32Y 45A116Y 126A13VCC 143A53Y 6GND74Y 84A95Y 10U10174HC17R20010K R20110K R20210K R20310K R20410KR20510K GND GND VDD33GNDGND五、实验操作步骤（1 ）准备实验环境。
4×4矩阵键盘识别技术
实验课题：4×4矩阵键盘识别技术一实验目的1.熟悉和掌握AT89S51单片机相关的功能2.了解矩阵式键盘的内部结构，掌握至少一种常用的按键识别的方法3.利用AT89S51单片机和设计一个4×4矩阵键盘控制。
4.掌握子程序结构和子程序实际的基本知识。
二实验原理1. 4×4矩阵键盘的序列排列如图1-1，图1-12.如图1-2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.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。
3.程序框图三实验原理图四实验代码#include<AT89X51.H> unsignedcharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71}; unsignedchartemp;unsignedcharkey;unsignedchari,j;voidmain(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){case0x0e:key=7;break;case0x0d:key=8;break;case0x0b:key=9;break;case0x07:key=10;break;}temp=P3;P1_0=~P1_0;P0=table[key];temp=temp&0x0f;while(temp!=0x0f){temp=P3;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){case0x0e:key=4;break;case0x0d:key=5;break;case0x0b:key=6;break;case0x07: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){ case0x0e:key=1;break;case0x0d:key=2;break;case0x0b:key=3;break;case0x07:key=12;break;}temp=P3;P1_0=~P1_0;P0=table[key]; temp=temp&0x0f; while(temp!=0x0f) {temp=P3;temp=temp&0x0f; }}}P3=0xff;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){case0x0e:key=0;break; case0x0d:key=13;break;case0x0b:key=14;break;case0x07:key=15;break;}temp=P3;P1_0=~P1_0;P0=table[key];temp=temp&0x0f;while(temp!=0x0f){temp=P3;temp=temp&0x0f;}}}}}五实验小结1.通过本次试验熟练的掌握了AT89S51单片机相关的功能。
4乘4键盘实验报告1(1)
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口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管脚备选功能
P3.0 RXD（串行输入口）
P3.1 TXD（串行输出口）
P3.2 /INTO（外部中断0）
P3.3 /INT1（外部中断1）
P3.4 TO（记时器0外部输入）
P3.5 T1（记时器1外部输入）
P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）
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
关键词：89C51，键盘，按纽，数码管
二、硬件设计
2.1、89C51简介
89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPERO—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压，高性能CMOS位微处理器， 俗称单片机。89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。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
人机接口实验-4x4键盘控制实验-Read
Y1
U10 74HC 541 Y8 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 G2 VCC U9B 74HC 08 GND A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 G1 10 GND 9 A4 8 A3 7 A2 6 A1 5 4 3 2 1GND
Y2
Y3
Y4
U11 14 VDD33 L 312 L 210 L1 8 L0 6 4 2 VCC GND 6Y 6A 5Y 5A 4Y 4A 3Y 3A 2Y 2A 1Y 1A 74HC 17
5.2 4x4键盘控制实验
1
实验目的
2
实验设备
3 4
实验内容
实验原理
5
实验操作步骤
一、实验目的
通过实验掌握中断式键盘控制与设计 方法。 掌握中断式键盘检测程序的设计思路 熟练编写ARM核处理器S3C44B0X中 断处理程序。
二、实验设备
硬 件 ： Embest S3CEV40 实验平台 ， Embest ARM标准/增强型仿真器套件， PC机。 软件：Embest IDE 2003集成开发环境， Windows 98/2000/NT/XP。
五、实验操作步骤
4. 在PC上观察超级终端程序主窗口，可以看到 如下界面：
Embest 44B0X Evaluation Board(S3CEV40) Keyboard Test Example Please press one key on keyboard and look at LED ...N等待 Fra bibliotek完地址线 中断退出
五、实验操作步骤
1. 准备实验环境。使用Embest仿真器连接目标板， 使用Embest S3CEV40实验板附带的串口线连 接实验板上的UART0和PC机的串口。 2. 在PC机上运行windows自带的超级终端串口通 信程序（波特率115200、1位停止位、无校验 位、无硬件流控制）；或者使用其它串口通信 程序。 3. 使用EmbestIDE并通过Embest仿真器连接实验 板，打开实验例程目录下Keyboard_test子目录 下的Keyboard_Test.ews例程，编译链接通过后 连接目标板，下载并运行它。
Desktop4×4键盘控制数码管显示.pdf
4×4键盘控制指导老师：徐庆小组成员：王宁赵越朱千财杨清霆日期：2014——6——21目录1编写目的 (2)2硬件设计及功能描述 (3)2.1硬件设计电路 (3)2.2硬件设计功能描述 (3)3软件设计及使用说明 (3)3.1主程序软件设计流程及说明 (3)3.2键盘服务程序流程图及说明 (5)11 编写目的目的：用于按键控制的系统中，每种功能一般都要求有相关数据显示，本模块就是应此种功能来制作的。
2 硬件设计及功能描述2.1 硬件设计电路4*4键盘硬件原理如图一所示，采用矩阵式键盘接口，这样可以合理地利用硬件资源，并且编程灵活。
图一 4*4键盘数码管显示硬件原理图如图二所示，这里我们只用到了前面两位。
图二数码管显示硬件原理图2.2 硬件设计功能描述按键显示0，1，2……15。
占用IO资源为IOA0-7以及IOB14、IOB15。
使用中断资源为IRQ5中的4Hz中断。
3 软件设计及使用说明3.1 主程序软件设计流程及说明整个程序一直对数码管进行数据更新和刷新，在这过程中如果发生4Hz中断，将进行按键扫描，并把更新的数据传给数码管进行显示。
主程序流程图如下图所示。
3初始化开中断IRQ5数码管服务3.2 键盘服务程序流程图及说明在这里提供了另一种键盘扫描方式，和取得健值的方法。
在这个程序中按键不是通过逐行扫描来确定的，先把四根线作为扫描线，并都送高电平，另外四根作为接收线，并从接收线取得一个数据keyfirst，然后把刚才的接收线作为扫描线，并都送高电平，把刚才的扫描线作为接收线，并从接收线取得一个数据keylast，通过对这两个数据的处理即可的初始哪个键按下，并把这个值送给uiValue，传给数码管进行显示。
程序流程图如下图所示。
初始化取得健值进入Switch语句键值处理并把处理的数据传给uiValue变量uiValue变量传给F_SingleLed（）函数进行显示5。
矩阵键盘显示实验
矩阵键盘显示实验报告20 -20 学年第学期学院电子信息学院课程矩阵键盘显示实验姓名学号指导老师日期 20XX年XX月XX日矩阵键盘显示实验一、实验目的1、掌握矩阵键盘检测的原理和方法；2、掌握按键消抖的方法；3、再次熟悉数码管的显示。
二、实验任务从4×4矩阵键盘输入4位字符（如“15EF”），并显示于4位数码管。
三、实验原理在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，如图1-1所示。
在矩阵键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。
图1-1 矩阵键盘矩阵键盘的按健识别方法很多，其中最常见的方法是行扫描法。
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，下面介绍矩阵键盘的扫描过程。
（1）判断有无键按下第一步：向所有的列输出口线输出低电平；第二步：然后将行线的电平状态读入；第三步：判断读入的行线值。
若无键按下，所有的行线仍保持高电平状态；若有键按下，行线中至少应有一条线为低电平。
（2）去除按键的抖动去抖原理：当判断到键盘上有键按下后，则延时一段时间再判断键盘的状态，若仍为有键按下状态，则认为有一个键按下，否则当作按键抖动来处理。
（3）按键识别(列或行扫描法)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：依次将列(行)线置为低电平，即在置某根列(行)线为低电平时，其列(行)线为高电平，再逐行(列)检测各行(列)线的电平状态。
若某行为低电平，则该行线与置为低电平的列线交叉处的按键就是闭合的按键。
（4）求按键的键值根据闭合键的行值row和列值col采用计算法（如健值=行号×4+列号）或查表法将闭合键的行值和列值转换成所定义的键值。
电路原理图如下图所示。
图1-2 键盘显示实验电路四、程序流程图五、实验结果及分析总结（1）实验测试效果图如下：（2）分析总结：1、在这次的实验中我们将初始化部分、键盘扫描部分、数码管显示部分等分别写成了独立的函数，这样的程序看起来简洁、明了，在使用的时候直接调用就好了。
4X4矩阵键盘及显示电路设计说明
4X4矩阵键盘及显示电路设计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及显示电路。
一、矩阵键盘及显示电路设计思路矩阵键盘及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，矩阵键盘及显示电路的设计可分为4个部分：(1)矩阵键盘的行及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，然后根据行及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)按键数值的移位寄存。
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。
嵌入式软件开发基础实验报告 4×4键盘控制
上海电力学院嵌入式软件开发基础实验报告题目：【ARM】 4x4 键盘控制实验专业：电子科学与技术年级：姓名：学号：一、实验目的通过实验掌握键盘控制与设计方法。
熟练编写ARM 核处理器S3C44B0X 中断处理程序。
二、实验设备硬件：Embest EduKit-III 实验平台，Embest ARM 标准/增强型仿真器套件，PC 机。
软件：Embest IDE Pro ARM 集成开发环境，Windows 98/2000/NT/XP三、实验内容使用实验板上5x4 用户键盘，编写程序接收键盘中断。
通过IIC 总线读入键值，并同将读到的键值发送到串口。
四、实验原理用户设计行列键盘接口，一般常采用三种方法读取键值。
一种是中断式，另两种是扫描法和反转法。
中断式在键盘按下时产生一个外部中断通知CPU，并由中断处理程序通过不同的地址读取数据线上的状态，判断哪个按键被按下。
本实验采用中断式实现用户键盘接口。
扫描法对键盘上的某一行送低电平，其他为高电平，然后读取列值，若列值中有一位是低，表明该行与低电平对应列的键被按下。
否则扫描下一行。
反转法先将所有行扫描线输出低电平，读列值，若列值有一位是低，表明有键按下；接着所有列扫描线输出低电平，再读行值。
根据读到的值组合就可以查表得到键码。
五、实验设计1. 键盘硬件电路设计(1) 键盘控制电路(2) 工作过程键盘动作由芯片ZLG7290 检测，当键盘按下时，芯片检测到后在INT 引脚产生中断触发电平通知处理器，处理器通过IIC 总线读取芯片中保存的键值。
六、实验操作步骤1. 准备实验环境使用Embest 仿真器连接目标板，使用Embest EduKit-III 实验板附带的串口线，连接实验板上的UART0 和PC 机的串口。
2. 串口接收设置在PC 机上运行windows 自带的超级终端串口通信程序（波特率115200、1 位停止位、无校验位、无硬件流控制）；或者使用其它串口通信程序。
4乘4矩阵键盘输入数码管显示四位数
沈阳航空航天大学综合课程设计三相步进电机控制器电路的设计班级学号 23学生姓名 XXXXXXXXX 指导教师常丽东课程设计任务书一、设计说明步进电机是工业过程控制及仪表控制中的主控元件之一，作为执行元件其特点为能够快速起启停、精度高且能直接接收数字量，由于这些特点使其在定位场合得到了广泛的应用。
设计一个三相步进电机控制器，使其能够控制步进电机的工作状态，如步进电机正、反转，步进电机的工作方式等。
用键盘设定步进电机的工作频率，工作方式，并用数码管显示设定值，可以通过按键来更换显示内容。
用示波器观测三相的输出波形，并用数码管显示电路的工作状态。
二、技术指标步进电机的工作频率为：<10kHz三、设计要求1．进行方案论证，提出一个合理的设计方案并进行理论设计；2．对所设计的方案部分进行调试；3．在选择器件时，应考虑成本。
4．设计测量调试电路。
四、实验要求1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路。
2．进行实验数据处理和分析。
五、推荐参考资料1.谢自美. 电子线路设计·实验·测试. [M]武汉：华中理工大学出版社，2000年2.阎石. 数字电子技术基础. [M]北京：高等教育出版社，2006年3.童诗白、华成英.模拟电子技术基础. [M]北京：高等教育出版社，2006年4..付家才. 电子实验与实践. [M]北京：高等教育出版社，2004年5．沙占友、李学芝著.中外数字万用表电路原理与维修技术. [M]北京：人民邮电出版社，1993年六、按照要求撰写课程设计报告成绩评定表沈阳航空航天大学综合课程设计一、概述本次毕设的题目是：三相步进电机控制电路的设计。
本次毕设使用80C51单片机作为主控芯片，利用ULN2003A集成电路作为三相步进电机的驱动电路，采用单极性驱动方式，使三相步进电机能在（1）三相单三拍，（2）三相双三拍,（3）三相六拍三种工作方式下正常工作；能实现的功能有:启动/停止控制、方向控制；速度控制；用LED数码管显示工作方式。
4×4矩阵键盘控制LED原理及软硬件设计、仿真调试
应用电子专业4×4矩阵键盘控制LED原理及软硬件设计、仿真调试毕业论文目录1 引言 (1)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)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)2.3．1数码管动态扫描显示电路 (4)2.3.2 8位数码管显示程序的编程方法 (5)2.3.3任务说明 (6)2.3.4原理图绘制说明 (6)2.4电路设计及电路图 (8)2.4.1 4×4矩阵式键盘软件编程 (9)2.5 4×4矩阵式键盘软件仿真调试分析 (14)2.5.1Proteus仿真说明 (14)3结论 (19)4谢词 (20)5参考文献 (21)一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。
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。
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。
(完整word版)4X4键盘输入。LCD1602输出
物理与电信工程学院专业课程设计报告2018 ～2019 学年第2学期4＊4矩形键盘输入，lcd1602显示专业：班级：学号：姓名：指导教师姓名：年月日课程设计报告【课题名称】4＊4矩形键盘输入,lcd1602显示【摘要】键盘输入与液晶显示系统是单片机应用中最常见的一种形式,几乎涉及到人们日常生产和生活中的各个方面.键盘是用于实现单片机应用系统中的数据和命令的输入，液晶显示器LCD能使人直观的获得需要了解的信息.实现人机的交流互动.本次课程设计作为实践教学的一个重要环节，以4*4矩阵键盘按键输入数据,以1602液晶显示.并使用Proteus软件对所设计的电路进行仿真，仿真结果是在1602液晶上显示所按下的键值。
因此,对液晶显示与键盘系统的研究与应用是很有必要的，对于我们今后的学习有着很强的推动作用.【关键词】Proteus仿真,AT89C51，lcd1602，4＊4矩阵键盘一、引言AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash 只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS—51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash 存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。
[1][2]AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口,同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，2 个读写口线,AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程.其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。
lcd1602: 16字×2行的字符型液晶显示器显示模块可以与8位或4位微处理器直接接口，其内置式字符发生器ROM可提供160种符合工业标准的字符，包括全部英文大小写字母，阿拉伯数字,以及32个特殊字符或符号，其内置的RAM可以根据用户需要，由用户自行设计字符或符号，其指令系统为用户提供了方便的操作指令，点阵字符型液晶显示模块采用了+5V单电源供电，功耗低。
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实验三4X4 键盘输入显示控制器1.实验目的学习quartusii 和modelsim的使用方法；学习原理图和veriloghdl混合输入设计方法；掌握4X4 键盘输入显示控制器的设计及仿真方法。
2.实验原理根据下面电路图，设计4X4 键盘输入显示控制器，在kx3c10F+开发板上实现该电路，并作仿真。
简述4X4 键盘检测键号的原理。
其中FPGA内部电路如下图所示：设计其中的K4X4模块和DECL7S模块的verilogHDL代码，并作出整个系统仿真。
2.1 4X4 键盘检测键号的原理在应用中，当按下按键后，为了能够辨别和读取键信息，一种比较常用的方法是，向A 口扫描输入一组分别只含一个0的4位数据，如1110,1101,1011等。
若有按键按下，则B 口一定会输出对应的数据，这时，只要结合啊A,B口的数据，就能判断出键的位置。
如当键S0按下，对于输入的A=1110，那么输出的B=0111。
于是{B,A}=0111_1110就成了S0的代码。
2.2 4X4阵列按键程序代码module key4(input CLK,input[3:0]A,output reg[3:0]B,R); //定义模块名和输入输出端口reg[1:0] C; //定义一个2位寄存器变量initial beginC=0; //初始化变量cendalways @(posedge CLK) //每一个上升沿使C加1beginC<=C+1;case (C) //case选择语句0:B<=4'B0111;1:B<=4'B1011;2:B<=4'B1101;3:B<=4'B1110;endcasecase({B,A}) //B,A组成一个8位二进制数进行选择8'B0111_1110:R<=4'H0;8'B0111_1101:R<=4'H1;8'B0111_1011:R<=4'H2;8'B0111_0111:R<=4'H3;8'B1011_1110:R<=4'H4;8'B1011_1101:R<=4'H5;8'B1011_1011:R<=4'H6;8'B1011_0111:R<=4'H7;8'B1101_1110:R<=4'H8;8'B1101_1101:R<=4'H9;8'B1101_1011:R<=4'H0A;8'B1101_0111:R<=4'H0B;8'B1110_1110:R<=4'H0C;8'B1110_1101:R<=4'H0D;8'B1110_1011:R<=4'H0E;8'B1110_0111:R<=4'H0F;endcase endendmodule //模块结束效果图：2.3七段数码管代码module segled(out1,a); //定义模块名和输入输出端口input [3:0]a; //输入一个3位矢量output [6:0]out1; //输出一个6位矢量reg [6:0]out1; //reg型变量用于always语句always@(a) //敏感信号abegincase(a) //case语句用于选择输出4'b0000:out1<=7'b0111111;4'b0001:out1<=7'b0000110;4'b0010:out1<=7'b1011011;4'b0011:out1<=7'b1001111;4'b0100:out1<=7'b1100110;4'b0101:out1<=7'b1101101;4'b0110:out1<=7'b1111101;4'b0111:out1<=7'b0000111;4'b1000:out1<=7'b1111111;4'b1001:out1<=7'b1101111;4'b1010:out1<=7'b1110111;4'b1011:out1<=7'b1111100;4'b1100:out1<=7'b0111001;4'b1101:out1<=7'b1011110;4'b1110:out1<=7'b1111001;4'b1111:out1<=7'b1110001;endcaseendendmodule //模块结束效果图：2.4综合模块代码（无PLL锁相环）// Copyright (C) 1991-2013 Altera Corporation// Your use of Altera Corporation's design tools, logic functions// and other software and tools, and its AMPP partner logic// functions, and any output files from any of the foregoing// (including device programming or simulation files), and any// associated documentation or information are expressly subject// to the terms and conditions of the Altera Program License// Subscription Agreement, Altera MegaCore Function License// Agreement, or other applicable license agreement, including,// without limitation, that your use is for the sole purpose of// programming logic devices manufactured by Altera and sold by// Altera or its authorized distributors. Please refer to the// applicable agreement for further details.// PROGRAM "Quartus II 64-Bit"// VERSION "Version 13.1.0 Build 162 10/23/2013 SJ Web Edition" // CREATED "Mon Apr 10 15:12:37 2017"module board(CLK,A,B,OUT1);input wire CLK;input wire [3:0] A;output wire [3:0] B;output wire [6:0] OUT1;wire [3:0] SYNTHESIZED_WIRE_0; segled b2v_inst(.a(SYNTHESIZED_WIRE_0),.out1(OUT1));key4 b2v_inst1(.CLK(CLK),.A(A),.B(B),.R(SYNTHESIZED_WIRE_0)); endmodule效果图：3.实验设备kx3c10F+开发板，电脑。
4.实验步骤4.1编译4.1.1编译结果如下图所示：编译解释：在这个报告中，我们可以看到如下信息：Total logic elements 16/5136(<1%): 该芯片中共有5136个LE资源，其中的16个在这个工程的这次编译中得到了使用。
Total combinational functions 16/5136(<1%): 该芯片的5136个LE资源中，其中16个用于实现组合逻辑。
Dedicated logic registers 10/5136(0%): 该芯片的5136个LE资源中，其中10个用于实现寄存器，即时序逻辑。
从上述信息中，可以得到组合逻辑与时序逻辑的使用比例——16/10= 1.6:1。
4.1.2综合出来的电路图软件仿真电路图硬件仿真电路图电路图解释：从以上电路图可以看出本电路图主要由按键程序（key4）和七段数码管显示程序（segled）组成。
从key4的CLK端输入CLK信号，通过输入信号A[3..0]和输出信号B[3..0]的不同排列来进行按键的选择，然后由R[3..0]端将按键选择信号送到七段数码管进行显示，其中七段数码管是通过输入的四位二进制数来选择相应的断码进行输出显示。
4.2管脚分配管脚连接：通过双击Location选择与芯片上相应的引脚进行连接。
4.3仿真1.测试模块代码：module test;reg CLK; //将输入时钟定义为寄存器变量reg [3:0]A; //将输入定义为寄存器变量wire [3:0]B; //将输出定义为wire型变量wire [6:0]OUT1;initial begin //变量初始化CLK=0;A=0;endalways #50 CLK=~CLK; //时钟信号always @(posedge CLK) //上升沿触发输入A的值begin#400 A=4'B0111;#400 A=4'B1011;#400 A=4'B1101;#400 A=4'B1110;endboard u1(.CLK(CLK),.A(A),.B(B),.OUT1(OUT1)); //例化元件endmodule2.modesim仿真图:仿真图解释：对于测试模块一共用到四个变量，两个输入和两个输出。
输出的变量的值由程序完成，而输入clk时钟信号通过always语句很容易给出，然后只需要通过一个case语句在不同的时间段给A附上对应的值就行，测试模块即可完成。
通过仿真图可以看到每一个A的值持续8个CLK时钟的时间与程序对应，B的值持续2个CLK时钟（即一个上升沿），out与B一一对应输出相应的七段数码管断码,A,B的组合与对应的断码相同。