单片机课程设计4X4矩阵键盘显示要点

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课程设计-制作单片机的4X4矩阵键盘

第二节4*4矩阵式键盘
1.2.1矩阵式键盘介绍
矩阵式键盘（或者叫行列式键盘）常应用在按键数量比较多的系统之中。这种键盘由行线和列线组成，按键设置在行、列结构的交叉点上，行、列线分别接在按键开关的两端。行列式键盘可分为非编码键盘和编码键盘两大类。编码键盘内部设有键盘编码器，被按下键的键号由键盘编码器直接给出，同时具有防抖和解决重键的功能。非编码键盘通常采用软件的方法，逐行逐列检查键盘状态，当有键按下时，通过计算或查表的方法获取该键的键值，通常，计算机通过程序控制对键盘扫描，从而获取键值，根据计算机扫描的方法可以分为定时扫描法和中断扫描法两种。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
振荡器特性:
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
P3.1 TXD（串行输出口）
P3.2 /INT0（外部中断0）
P3.3 /INT1（外部中断1）
P3.4 T0（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）
P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
课程设计-制作单片机的4X4矩阵键盘
第一章硬件部分
第一节AT89C51
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C51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。引脚如图所示

单片机课程设计---4×4矩阵式键盘识别显示电路的设计

《单片机原理及应用》课程设计题目：4×4矩阵式键盘与单片机连接与编程专业：测控技术与仪器班级：机电082-1 姓名：学号：指导老师：组员：( 2011.7 .13)目录第1节引言 (2)1.1 4*4矩阵式键盘系统概述 (2)1.2 本设计任务和主要内容 (3)第2节系统主要硬件电路设计 (4)2.1 单片机控制系统原理 (4)2.2 单片机主机系统电路 (5)2.2.1 时钟电路 (8)2.2.2 复位电路 (8)2.2.3 矩阵式键盘电路 (8)2.3 译码显示电路 (9)第3节系统软件设计 (13)3.1 软件流程图 (13)3.2 系统程序设计 (14)第4节结束语 (17)参考文献 (18)第一节引言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。

1.1 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，既降低了成本，又提高了精确度，省下了很多的I/O端口为他用，相反，独立式按键虽编程简单，但占用I/O口资源较多，不适合在按键较多的场合应用。

并且在实际应用中经常要用到输入数字、字母、符号等操作功能，如电子密码锁、电话机键盘、计算器按键等，至少都需要12到16个按键，在这种情况下如果用独立式按键的话，显然太浪费I/O端口资源，为了解决这一问题，我们使用矩阵式键盘。

矩阵式键盘简介：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。

这样键盘上按键的个数就为N*N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。

51单片机4×4矩阵键盘且在数码管最后一位显示汇编语言

51下面是51单片机使用4×4矩阵键盘的汇编程序，并在数码管的最后一位显示一个字符：```ORG 0 ;程序从地址0开始MOV P1,#0FFH ;P1口设置为输入口MOV P0,#0FH ;P0口设置为输出口LOOP:MOV A,P1 ;读取P1口的值CJNE A,#0FFH,KEY_PRESSED ;判断是否有按键按下SJMP LOOP ;如果没有按键按下，继续循环KEY_PRESSED:MOV R0,A ;保存按键的值CLR P0.0 ;选定行0MOV A,P1ANL A,#0F0H ;按位与运算，保留列位的值CJNE A,#0F0H,COL0 ;判断是否有按键按下在第0列MOV A,#'0' ;如果在第0列按下按键，则A的值为0JMP DISP ;跳转到显示程序COL0:CLR P0.1 ;选定行1MOV A,P1ANL A,#0F0HCJNE A,#0E0H,COL1 ;判断是否有按键按下在第1列MOV A,#'1' ;如果在第1列按下按键，则A的值为1JMP DISP ;跳转到显示程序COL1:CLR P0.2 ;选定行2MOV A,P1ANL A,#0F0HCJNE A,#0D0H,COL2 ;判断是否有按键按下在第2列MOV A,#'2' ;如果在第2列按下按键，则A的值为2JMP DISP ;跳转到显示程序COL2:CLR P0.3 ;选定行3MOV A,P1ANL A,#0F0HCJNE A,#0B0H,COL3 ;判断是否有按键按下在第3列MOV A,#'3' ;如果在第3列按下按键，则A的值为3JMP DISP ;跳转到显示程序COL3:CLR P0.4 ;选定行4MOV A,P1ANL A,#0F0H4MOV A,#'4' ;如果在第4列按下按键，则A的值为4 JMP DISP ;跳转到显示程序COL4:CLR P0.5 ;选定行5MOV A,P1ANL A,#0F0HCJNE A,#0B0H,COL5 ;判断是否有按键按下在第5列 MOV A,#'5' ;如果在第5列按下按键，则A的值为5 JMP DISP ;跳转到显示程序COL5:CLR P0.6 ;选定行6MOV A,P1ANL A,#0F0HCJNE A,#0D0H,COL6 ;判断是否有按键按下在第6列 MOV A,#'6' ;如果在第6列按下按键，则A的值为6 JMP DISP ;跳转到显示程序COL6:CLR P0.7 ;选定行7MOV A,P1ANL A,#0F0HCJNE A,#0E0H,COL7 ;判断是否有按键按下在第7列 MOV A,#'7' ;如果在第7列按下按键，则A的值为7 JMP DISP ;跳转到显示程序COL7:MOV A,#00HJMP EXIT ;如果没有按下任何键，退出程序DISP: ;数码管显示程序MOV R1,#100B ;延时计数器初始化MOV P2,A ;把按键值存入P2口MOV A,#07HANL A,P0 ;从P0口读取选定的行值MOV P0,A ;根据选定的行值输出相应的值ACALL DELAY ;调用延时程序MOV P0,#0FH ;关闭所有行DJNZ R1,$ ;当延时计数器不为0时，继续延时MOV A,#0FHMOV P0,A ;清除所有显示JMP LOOP ;跳转回主程序EXIT:MOV P2.7,1 ;在数码管的最后一位显示字符1SJMP EXIT ;无限循环DELAY: ;延时程序MOV R2,#75DMOV R3,#200D DELAY3:DJNZ R3,$DJNZ R2,DELAY2 RET```。

4乘4矩阵式键盘使用

4乘4矩阵式键盘在单片机中的应用--C语言下图为4*4键盘的结果图，用单片机的P1口接4×4矩阵键盘，接法如图所示，用数码管显示按键的值，按下键S1,数码管显示0，按下S2,数码管显示1，按下S16，显示F。

先看程序代码：#include<reg51.h>#include<intrins.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar code table[16] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//八段数码管对应0—F值。

void Delay_1ms(uint i)//1ms延时{uchar x, j;for(j=0;j<i;j++)for(x=0;x<=148;x++);}void delay()//消除按键抖动延时{int i,j;for(i=0; i<=10; i++)for(j=0; j<=2; j++);}uchar Keyscan(void){uchar i,j, temp, Buffer[4] = {0xfe, 0xfd, 0xfb, 0xf7};for(j=0; j<4; j++){P1 = Buffer[j];delay();temp = 0x10;for(i=0; i<4; i++){if(!(P1 & temp)){return (i+j*4);}temp <<= 1;}}}void Main(void){uchar Key_V alue; //读出的键值while(1){P1 = 0xf0;if(P1 != 0xf0){Delay_1ms(15); //按键消抖if(P1 != 0xf0){Key_Value = Keyscan();}}P0 = table[Key_V alue];//P0口输出数据到数码管}}代码分析：程序从Main开始执行，Key_V alue用来存放Keyscan();的返回值，Key_V alue为1，则数码管会显示1。

4乘4矩阵键盘输入数码管显示四位数要点

平滑 , 减小振动 , 可在步进电机控制脉冲的上升沿和下降沿采用细分的梯形波 , 可以减小步进电机的步进角 , 提高电机运行的平稳性。在步进电机停转时 , 为了防止因惯性而使电机轴产生顺滑 , 则需采用合适的锁定波形 , 产生锁定磁力矩 , 锁定步进电机的转轴 , 使步进电机的转轴不能自由转动。 (5) 步进电机的速度控制
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

机电单片机课程设计--4乘4矩阵键盘-汇编语言

目录1 引言 (2)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 (3)2.4 电路设计及电路图 (3)2.5 4×4矩阵式键盘软件编程 (6)2.6 4×4矩阵式键盘软件仿真调试分析 (9)3 结论 (10)4参考文献 (10)1 引言随着现代科技日新月异的发展，作为新兴产业，单片机的应用越来越广。

单片机以其体积小、重量轻、功能强大、功耗低等特点而备受青睐。

键盘作为一种最为普遍的输入工具在单片机项目应用上显得尤为重要。

用MCS51系列的单片机并行口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。

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4个端口连接控制4*4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，独立式按键虽编程简单，但占用I/O口资源较多，不适合在按键较多的场合应用。

矩阵式键盘简介：矩阵式键盘又称行列键盘，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。

在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键。

这样键盘上按键的个数就为4*4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，本设计就采用这个键盘模式。

2.2 4×4矩阵式键盘原理在占用相同的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。

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。

矩阵式键盘控制数码管显示

完成实训报告十
7
谢谢观赏！
二、工作原理
当扫描开始时, 首先将P1.7列初始值设置为低电平, 即P
3
三、程序流程图 ——主程序
开始
初始化
按键查询
YES
A=FFH?
NO
调用消除抖动子程序转Leabharlann 功能处理程序AAAA 1234
结束
4
四、程序清单
独立式键盘控制灯移动程序.doc
5
五、实验板上测试
观察实验结果并记录: 按下不同按键开关，可以看到P0端口的
实训十一：矩阵式键盘控制数码管显示
功能说明：使用4*4矩阵式键盘控制第一个数码
管显示0~F。
1
一、电路图
4条列线的一端分别与单片机P1口中的P1.4、 P1.5、 P1.6. P1.7 相接，另一端通过上拉电阻接到+5V电源上，平时使列线处于高电平状态；而4条行线的一端分别与P1口中的 P1.0、 P1.1、 P1.2、 P1.3相接。16个按键设置在行、列 2 线交点上。
灯作不同方向的移动或闪烁，说明是在执行不同功能键的处理程序。按DL1键，亮灯从右向左移动按DL2键，亮灯从左向右移动按DL3键，左边4只灯与右边4只灯交替闪亮按DL4键，8个灯闪烁
6
码管显示0；作业布置按下DL2,第二个数
码管显示1；按下DL3,第三个数码管显示2；按下DL4,第四个数码管显示3 。

实验七 4X4矩阵键盘的显示电路

黄淮学院机械与能源工程学院
单片机应用技术课程报告
实验名称4X4矩阵键盘的显示电路实验时间年月日学生姓名实验地点钉钉群线上
同组人员专业班级汽服1802B
1、实验目的
1、能够在Keil软件中查看变量，掌握程序调试的基本方法；
2、掌握按键功能设计特点；
3、当键盘中按键数量较多时，为了减少I/O端口线的占用，通常将按键排列成矩阵形式，学习按键的相关知识。

2、任务设计要求
没有按键按下时，所有输出端均为高电平，即“1”，行线输入也是高电平，即“1”；有键按下时，相应列的输出为低电平，即“0”，对应行输入线也为低电平，即“0”。

通过检测输入线的状态可知是否有键按下。

通过51单片机P1端口构成4×4矩阵式键盘，要求：当按下某一按键时，在数码管显示该按键的值。

3、总体设计方案
根据实验任务要求，通过功能分析，设计的系统总体方案如图所示。

复习软件的使用方法，软件关键字如下：
4、硬件电路设计
5、软件程序设计
如果要实现上图所示电路中转向灯的控制，需要设计控制P1.0端口输出低电平，其设计思路如图所示。

（2）程序清单
#include <reg51.h>
#define uchar unsigned char
sbit L1=P1^4; // 定义列
sbit L2=P1^5;
sbit L3=P1^6;
sbit L4=P1^7;
按下相应的键就会显示对应的字母或数字。

44矩阵式键盘与显示

4×4键盘与数码显示的设计键盘是微型计算机系统中最常用的人机对话输入设备。

在单片机应用系统中，为了控制系统的工作状态，以及向系统输入数据，应用系统需要单独设计专用的小键盘。

在计算机系统中，键盘有两种基本类型：编码键盘和非编码键盘。

编码键盘本身除了按键以外，还包括产生编码的硬件电路，使用虽然方便，但价格较高，在一般单片机应用系统中很少采用。

非编码键盘靠软件来识别键盘上的闭合键，由此得出键码，在单片机应用系统中普遍采用。

本次实验即是利用单片机技术，采用中断查询的方法，设计了一个4×4的键盘模块，并利用数码管显示相应的按键值。

一、设计目的1．掌握键盘的中断工作方式；2．掌握矩阵式键盘接口的工作的原理以及按键的识8别方法；3．掌握单片机汇编语言程序设计的方法；4．设计键盘模块，便于其他程序的模块调用。

二、设计内容4×4矩阵式的键盘，当有按键按下时，系统会产生中断，中断服务程序会识别键值并通过数码管对其相应的值进行显示。

三、键盘与I/O接口四、程序流程图五、汇编源程序ORG0000HLJMP MAIN ORG 0003H AJMP INTORG0030HMAIN: MOV P0,#0FFH; 程序启动时灯灭MOV P1,#0F0H SETB TCON.0; 外部中断为下降沿触发 MOVIE,#81H;外部中断开中断SJMP $INT: CLR EA PUSHPSWLCALL DELAYLCALL KS图一 4×4键盘/显示主程序流程图图二中断服务程序流程图JNZ SAOMIAOLJMP INT0RSAOMIAO:MOV DPTR,#TAB;ACALL K1; 调用键盘扫描程序MOVC A,@A+DPTR; 查表后将值送入累加器MOV P0,A; 在P0口显示键盘值K1: MOV R2,#0EFH; 将扫描值送入 R2暂存MOV R4,#00H; R4用于存放列值,并将00H暂存K3: MOV P1,R2;L6: JB P1^0,L1;MOV A,#00H;AJMP LK;L1: JB P1^1,L2;MOV A,#04H;AJMP LK;L2: JB P1^2,L3;MOV A,#08H;AJMP LK; 跳转到键值处理程序L3: JB P1^3,NEXT ;MOV A,#0cH;LK: ADD A,R4;PUSH ACC;K4: LCALL DELAY; 调用延时程序，去抖动LCALL KS;JNZ K4; 按键没有松开继续返回检测POP ACC;RETNEXT:INC R4; 将列值加一MOV A,R2;JNB ACC.7,INT0R; 未扫描出键值退出中断RL A; 扫描未完成将A中的值右移一位进行下一列的扫描MOV R2,A; 将ACC的值送入R2暂存AJMP K3;KS: MOV P1,#0FH; 按键检测程序MOV A,P1;XRL A,#0FH;RETDELAY:; 10ms延时去抖动子程序2*FA*2=10msMOV R5,#02HL7: MOV R6,#0FAHL8: DJNZ R6,L8DJNZ R5,L7RETINT0R: POP PSWMOV P1,#0F0HSETB TCON.0;MOV IE,#81H;RETITAB:; 采用共阳极LED显示器DB 0C0H; 0DB 0F9H; 1DB 0A4H; 2DB 0B0H; 3DB 099H; 4DB 092H; 5DB 082H; 6DB 0F8H; 7DB 080H; 8DB 090H; 9DB 088H; ADB 083H; bDB 0C6H; CDB 0A1H; dDB 086H; EDB 08EH; FEND六、电路图：图三 4×4键盘/显示电路图七、键盘及数码显示的仿真：图四4×4矩阵式键盘/显示仿真图。

单片机课程设计---4×4矩阵式键盘识别显示电路的设计

数理与信息工程学院《单片机原理及应用》期末课程设计题目：4×4矩阵式键盘识别显示电路的设计专业：电子信息工程班级：电信061班*名：***学号：********指导老师：***成绩：( 2008.12 )目录第1节引言 (2)1.1 4*4矩阵式键盘系统概述 (2)1.2 本设计任务和主要内容 (3)第2节系统主要硬件电路设计 (4)2.1 单片机控制系统原理 (4)2.2 单片机主机系统电路 (5)2.2.1 时钟电路 (4)2.2.2 复位电路 (5)2.2.3 矩阵式键盘电路 (5)2.3 译码显示电路 (6)第3节系统软件设计 (11)3.1 软件流程图 (8)3.2 系统程序设计 (9)第4节结束语 (12)参考文献 (13)4*4矩阵式键盘识别显示电路的设计数理与信息工程学院电信061 姜铮铮指导教师：余水宝第一节引言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。

4*4矩阵式键盘采用AT89S51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，软件选用汇编语言编程。

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。

1.1 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。

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。

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。

单片机课程设计---4×4矩阵式键盘识别显示电路的设计之欧阳音创编

《单片机原理及应用》课程设计题目：4×4矩阵式键盘与单片机连接与编程专业：测控技术与仪器班级：机电082-1姓名：学号：指导老师：组员：( 2011.7 .13)目录第1节引言 (2)1.1 4*4矩阵式键盘系统概述 (2)1.2 本设计任务和主要内容 (3)第2节系统主要硬件电路设计 (4)2.1 单片机控制系统原理 (4)2.2 单片机主机系统电路 (5)2.2.1 时钟电路 (8)2.2.2 复位电路 (8)2.2.3 矩阵式键盘电路 (8)2.3 译码显示电路 (9)第3节系统软件设计 (13)3.1 软件流程图 (13)3.2 系统程序设计 (14)第4节结束语 (17)参考文献 (18)第一节引言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。

4*4矩阵式键盘采用89C51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，软件选用汇编语言编程。

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。

1.1 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。

单片机4X4键盘扫描和显示课程设计

单⽚机4X4键盘扫描和显⽰课程设计⼆、设计内容1、本设计利⽤各种器件设计，并利⽤原理图将8255单元与键盘及数码管显⽰单元连接，扫描键盘输⼊，最后将扫描结果送⼊数码管显⽰。

键盘采⽤4*4键盘，每个数码管可以显⽰0-F共16个数。

将键盘编号，记作0-F，当没按下其中⼀个键时，将该按键对应的编号在⼀个数码管上显⽰出来，当在按下⼀个键时，便将这个按键的编号在下⼀个数码管上显⽰，数码管上可以显⽰最近6次按下的按键编号。

设计并实现⼀4×4键盘的接⼝，并在两个数码管上显⽰键盘所在的⾏与列。

三、问题分析及⽅案的提出4×4键盘的每个按键均和单⽚机的P1⼝的两条相连。

若没有按键按下时，单⽚机P1⼝读得的引脚电平为“1”；若某⼀按键被按下，则该键所对应的端⼝线变为地电平。

单⽚机定时对P1⼝进⾏程序查询，即可发现键盘上是否有按键按下以及哪个按键被按下。

实现4×4键盘的接⼝需要⽤到单⽚机并编写相应的程序来识别键盘的⼗六个按键中哪个按键被按下。

因为此题⽬还要求将被按下的按键显⽰出来，因此可以⽤两个数码管来分别显⽰被按下的按键的⾏与列表⽰任意⼀个⼗六进制数)分别表⽰键盘的第⼆⾏、第三⾏、第四⾏;0xXE、0xXD、0xXB、0xX7(X表⽰任意⼀个⼗六进制数)则分别表⽰键盘的第⼀列、第⼆列、第三列和第四列。

例如0xD7是键盘的第⼆⾏第四列的按键对于数码管的连接，采⽤了共阳极的接法，其下拉电阻应保证芯⽚不会因为电流过⼤⽽烧坏。

五、电路设计及功能说明4×4键盘的⼗六个按键分成四⾏四列分别于P1端⼝的⼋条I/O数据线相连；两个七段数码管分别与单⽚机的P0⼝和P2⼝的低七位I/O数据线相连。

数码管采⽤共阳极的接法，所以需要下拉电阻来分流。

结合软件程序，即可实现4×4键盘的接⼝及显⽰的设计。

当按下键盘其中的⼀个按键时，数码管上会显⽰出该按键在4×4键盘上的⾏值和列值。

所以实现了数码管显⽰按键位置的功能四、设计思路及原因对于4×4键盘，共有⼗六个按键。

单片机课程设计——数码管显示4×4矩阵键盘

《单片机原理及应用课程设计》报告——数码管显示4*4矩阵键盘的键盘号设计专业：班级：姓名：学号：2013年1月1.课程设计目的1.1巩固和加深对单片机原理和接口技术知识的理解；1.2培养根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料的能力；1.3学会方案论证的比较方法，拓宽知识，初步掌握工程设计的基本方法；1.4掌握常用仪器、仪表的正确使用方法，学会软、硬件的设计和调试方法；1.5能按课程设计的要求编写课程设计报告，能正确反映设计和实验成果，能用计算机绘制电路图和流程图。

2.课程设计要求单片机的P1口的P1.0～P1.7连接4×4矩阵键盘，P0口控制一只数码管，当4×4矩阵键盘中的某一按键按下时，数码管上显示对应的键号。

例如，1号键按下时，数码管显示“1”， 14号键按下时，数码管显示“E”等等。

3.硬件设计3.1 设计思想分析本任务的要求，使设计能够完成当4*4矩阵键盘中的某一按键按下时，数码管上显示对应的键盘号。

则本系统主要由以下几大模块构成：显示模块,共阴极LED数码管；输入模块，4*4矩阵键盘；3.2主要元器件介绍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。

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。

4.1 设计思想按键采用线反转法先把列线置成低电平，行线置成输入状态，读行线；再把行线置成低电平，列线输入状态，读列线。

四乘四键盘显示

四乘四键盘显示一、设计要求4*4矩阵键盘共16个键，每按一次键，数码管就显示一次按键代表的值。

二、元件选取单片机：STC89C52RC；电阻：470Ω；发光二极管；4*4键盘；共阳极七段数码管三、设计思想本设计硬件上采用STC89C52RC单片机的最小系统，单片机的P1口与键盘相连，P1.0—P1.3管脚分别与键盘的四行连接，P1.4—P1.7管脚分别与键盘的四列相连；P0口P1.0—P1.7管脚与数码管1的a—dp相连，P2口P2.0—P2.7管脚分别与数码管2的a—dp相连，数码管的公共端接+5V电源，控制数码管的显示；发光二极管的阴极与单片机的P3.0管脚连接，阳极与+5V电源连接，低电平有效，控制二极管发光；程序上采用定时扫描方式，利用定时T0产生50ms定时中断，CPU响应中断后进入Scan_Key（）子程序对键盘进行扫描，对P1口初值0xf7扫描第一行，进入延时程序消抖动后，进入switch（）语句，屏蔽行的低四位，取列的高四位，检测哪一列有键按下，若有键按下，标志位FLAG0=1，发光二极管的到低电平发光；令P1口的初值右移一位后或0x80进行高位补一，扫描第二行，如此循环右移，四行便全都检测到了。

当有键按下时，m！=0xf0，进入while循环不停地执行m&0xf0语句，使m=0xf0；按键松开后，m=0xf0跳出while循环，执行中断程序，显示按键的值。

如此软件与硬件结合，能合理的完成设计要求，每按一次键，数码管就显示一次按键代表的值。

四、原理图四、程序流程五、调试过程调试过程中，遇到了以下问题:一是数码管不能正常显示，经检查是数码管公共端未接电源，连接后数码管还是不能正常显示，经检查是单片机接触不良，将单片机拔出，对照底座重新插入，然后在仿真数码管显示正常；二是发光二极管在按键按下后不能正常发光，经检查是软件编程存在缺陷，定时时间短，单片机接收不到二极管的低电平，故不发光。

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长沙学院《单片机原理及应用》课程设计说明书题目液晶显示4*4矩阵键盘按键号程序设计系(部) 电子与通信工程系专业(班级) 电气1班姓名龙程学号2011024109指导教师刘辉、谢明华、王新辉、马凌云起止日期2014.5.19—2014.5.30长沙学院课程设计鉴定表《单片机技术及应用》课程设计任务书系(部)：电子与电气工程系专业：11级电子一班指导教师：谢明华、刘辉目录前言 (5)一、课程设计目的 (6)二、设计内容及原理 (6)2.1 单片机控制系统原理 (6)2.2阵键盘识别显示系统概述 (6)2.3键盘电路 (7)2.4 12864显示器 (8)2.5整体电路图 (9)2.6仿真结果 (9)三、实验心得与体会 (10)四、实验程序 (10)参考文献 (18)前言单片机，全称单片微型计算机（英语：Single-Chip Microcomputer），又称微控制器应（不用外接硬件）和节约成本。

它的最大优点是体积小，可放在仪表内部，但存储量小，输入输出接口简单，功能较低。

由于其发展非常迅速，旧的单片机的定义已不能满足，所以在很多应用场合被称为范围更广的微控制器；从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的32位300M的高速单片机。

现代人类生活中所用的几乎每件有电子器件的产品中都会集成有单片机。

手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电子产品中都含有单片机。

汽车上一般配备40多片单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百片单片机在同时工作!单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算机的总和，甚至比人类的数量还要多。

是以电流刺激液晶分子产生点、线、面配合背部灯管构成画面。

由一定数量的彩色或黑白像素组成，放置于光源或者反射面前方。

液晶显示器功耗低，因此倍受工程师青睐，适用于使用电池的电子设备。

英国科学家在上世纪制造了第一块液晶显示器即LCD。

而第一台可操作的LCD基于动态散射模式(Dynamic Scattering Mode,DSM)，是RCA公司乔治·海尔曼带领的小组开发的。

LED点阵屏通过LED(发光二极管）组成，以灯珠亮灭来显示文字、图片、动画、视频等，是各部分组件都模块化的显示器件，通常由显示模块、控制系统及电源系统组成。

LED点阵显示屏制作简单，安装方便，被广泛应用于各种公共场合，如汽车报站器、广告屏以及公告牌等。

交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。

这样，一个端口（如P1口）就可以构成4*4=16个按键，键盘是合理的。

一、课程设计目的设计一个基于单片机的4*4矩阵键盘设计，用AT89S52单片机并行口P1接4*4矩阵键盘，以P1.0、P1.3作为输入线，以P1.4、P1.7作为输出线，在LCD12864上的第一行显示每个按键的0—F序号，同时12864的第二行显示本人姓名、班级，第三行显示本人学号。

主要内容如下：1.矩阵式键盘的特点，进行键盘控制系统的整体研究与设计；2.ED实时显示按键信息；3.软件编程的方法实现按键信息的提取和显示。

二、设计内容及原理2.1 单片机控制系统原理2.2阵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。

矩阵式键盘简介：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。

这样键盘上按键的个数就为N*N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1-1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，本设计就采用这个键盘模式。

图1 键盘布局2.3键盘电路AT89C51单片机的并行口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；P1口输出按键信息，在数码管上显示每个按键的“0－F”序号。

实际电路图连接如图2所示。

图2 矩阵式键盘电路2.4 12864显示器12864点阵液晶显示模块（LCM）就是由128*64个液晶显示点组成的一个128列*64行的阵列。

每个显示点对应一位二进制数，1表示亮，0表示灭。

存储这些点阵信息的RAM称为显示数据存储器。

要显示某个图形或汉字就是将相应的点阵信息写入到相应的存储单元中。

图形或汉字的点阵信息由自己设计，问题的关键就是显示点在液晶屏上的位置（行和列）与其在存储器中的地址之间的关系。

由于多数液晶显示模块的驱动电路是由一片行驱动器和两片列驱动器构成，所以12864液晶屏实际上是由左右两块独立的64*64液晶屏拼接而成，每半屏有一个512*8 bits显示数据RAM。

左右半屏驱动电路及存储器分别由片选信号CS1和CS2选择。

显示点在64*64液晶屏上的位置由行号（line,0~63）与列号（column,0~63）确定。

512*8 bits RAM中某个存储单元的地址由页地址（Xpage,0~7）和列地址（Yaddress,0~63）确定。

每个存储单元存储8个液晶点的显示信息。

为了使液晶点位置信息与存储地址的对应关系更直观关，将64*64液晶屏从上至下8等分为8个显示块，每块包括8行*64列个点阵。

每列中的8行点阵信息构成一个8bits二进制数，存储在一个存储单元中。

（注意：二进制的高低有效位顺序与行号对应关系因不同商家而不同）存放一个显示块的RAM区称为存储页。

即64*64液晶屏的点阵信息存储在8个存储页中，每页64个字节，每个字节存储一列(8行)点阵信息。

因此存储单元地址包括页地址（Xpage,0~7）和列地址（Yaddress,0~63）。

例如点亮128*64的屏中（20，30）位置上的液晶点，因列地址30小于64，该点在左半屏第29列，所以CS1有效；行地址20除以8取整得2，取余得4，该点在RAM中页地址为2，在字节中的序号为4；所以将二进制数据00010000（也可能是00001000，高低顺序取决于制造商）写入Xpage=2，Yaddress=29的存储单元中即点亮（20，30）上的液晶点。

2.5整体电路图图3 液晶显示4*4矩阵键盘按键号整体电路2.6仿真结果以下是通过preteus仿真后得到的部分结果截图图4 仿真结果图三、实验心得与体会通过为期两周的单片机课程设计，不仅加深了对单片机理论知识的理解，而且锻炼了我们的动手能力以及创新精神，让我意思到理论和实践结合的重要性。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

而且要对自己有耐心和信心，这样就可以从中找到问题，并且解决问题。

把理论知识和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学专业知识的能力，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使得我的能力得到了锻炼，实战经验得到丰富。

这次课程设计让我学到许多课堂学不到的东西，独立思考解决问题的能力，出现差错时及时应变的能力，而且通过和同学的交流和合作，增强了团队精神，给了大家一起学习，一起享受学习的机会，让大家都受益匪浅，为以后不管遇到什么问题都能很好的处理打下了良好的基础。

本次设计也运用到了proteus以及KEIL软件，通过实际的操作和不断地学习，加深了对这两个软件的了解，也学到了许多更加复杂的操作和用法，虽然全英文的界面对我这样英语不太好的人来说是挺麻烦的，但是只要肯努力，终究还是能够学好的。

这次设计过程中。

遇到了许多困难，也很感谢老师和同学的悉心帮助，使得我能顺利完成这次课程设计。

四、实验程序#include<reg51.h>#include<intrins.h>sbit E=P3^0;sbit RW=P3^1;sbit DI=P3^2;sbit CS2=P3^3;sbit CS1=P3^4;#define uchar unsigned charunsigned char cons,cont;uchar codel[]={0x00,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0xFF,0x10,0x10,0xF0,0x10,0x11,0x16,0xD0,0x10,0x10,0x00,0x80,0x40,0x20,0x18,0x06,0x41,0x20,0x10,0x3F,0x44,0x42,0x41,0x40,0x40,0x78},c[]={0x00,0x24,0x24,0xA4,0xFE,0x23,0x22,0x00,0x3E,0x22,0x22,0x22,0x22,0x22,0x3E,0x00,0x00,0x08,0x06,0x01,0xFF,0x01,0x06,0x40,0x49,0x49,0x49,0x7F,0x49,0x49,0x49,0x41},dian[]={0x00,0x00,0xF8,0x88,0x88,0x88,0x88,0xFF,0x88,0x88,0x88,0x88,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1F,0x08,0x08,0x08,0x08,0x7F,0x88,0x88,0x88,0x88,0x9F,0x80,0xF0,0x00},qi[]={0x20,0x10,0x4C,0x47,0x54,0x54,0x54,0x54,0x54,0x54,0x54,0xD4,0x04,0x04,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0F,0x30,0x40,0xF0,0x00},ban[]={0x84,0x84,0xFC,0x84,0x84,0x00,0xF8,0x00,0xFF,0x00,0x84,0x84,0xFC,0x84,0x84,0x00,0x10,0x30,0x1F,0x08,0x88,0x42,0x21,0x18,0x07,0x00,0x20,0x20,0x3F,0x20,0x20,0x00};uchar code 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}}参考文献【1】、曾屹，彭楚武·单片机原理与应用第二版·中南大学出版社·99-185。