扫描式矩阵键盘课程设计

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扫描矩阵键盘简介以及其FPGA设计思路

扫描键盘的设计思想和代码技巧非常值得学习。

首先扫描键盘可以节省FPGA 的引脚资源，例如一个4x4的扫描键盘有16个按键，如果不用扫描方式而是直接把16跟控制线接入FPGA ，就要16个引脚，而用扫描方式只需要4+4=8个引脚。

尤其是随着键盘的增大，比如8x9=72的键盘，用扫描方式只需要17个引脚。

要想了解扫描键盘的原理，首先要知道矩阵键盘的电路结构。

如上图所示，矩阵键盘的某一个按钮按下会使对应的一条行线和列线导通，为了便于分析扫描过程做如下简化：3.3v Row0Row1 Row2Row3 Col 0 Col 1 Col 2 Col 3Row0Row1Row2Row3Col 0 Col 1 Col 2 Col 33 5 A E D C 2 B 9 8 F4 6 0 1 7 接高电平由FPGA 输出给键盘高低电平的组合，即是扫描码键盘行线高低电平的变化输入给FPGA扫描键盘的工作状态分为两种：第一种状态是判断是否有键按下，该状态下四根列线对应的电平状态是{col 0,col 1,col 2,col 3}=0000 。

四根行线左端都接高电平，没有键被按下时，四根行线右端的状态是{row0,row1,row2,row3}=1111 。

假如上图中按键3被按下了，也就是说row0和col 0接通了。

那么四根行线右端的状态将会是{row0,row1,row2,row3}=0111 。

也就是说，在第一种状态下，只要键盘行线输入FPGA的状态不是1111，就说明有键被按下了。

马上进入第二状态。

第二种状态是判断具体哪个键被按下了。

该状态下四根行线左端接高电平不变，四根列线对应的电平状态不断变化，由FPGA的输出的扫描码控制四根列线的电平状态。

由第一状态的行线输入已经可以确定按键所处的行了。

接下来只要再确定按键所处的列就可以确定到底哪个键被按下了。

如何根据行线的输入确定按键所处的列，奥妙就在于扫描码了。

让列线以1000、0100、0010、0001的电平状态不断循环。

矩阵键盘扫描实验

实验矩阵键盘扫描实验一、实验要求利用4X4 16位键盘和一个7段LED构成简单的输入显示系统，实现键盘输入和LED 显示实验。

二、实验目的1、理解矩阵键盘扫描的原理；2、掌握矩阵键盘与51单片机接口的编程方法。

三、实验电路及连线Proteus实验电路1、主要知识点概述：本实验阐述了键盘扫描原理，过程如下：首先扫描键盘，判断是否有键按下，再确定是哪一个键，计算键值，输出显示。

2、效果说明：以数码管显示键盘的作用。

点击相应按键显示相应的键值。

五、实验流程图1、Proteus仿真a、在Proteus中搭建和认识电路；b、建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真；c、如不能正常工作，打开调试窗口进行调试参考程序：ORG 0000HAJMP MAINORG 0030HMAIN:MOV DPTR,#TABLE ;将表头放入DPTRLCALL KEY ;调用键盘扫描程序MOVC A,@A+DPTR ;查表后将键值送入ACCMOV P2,A ;将ACC值送入P0口LJMP MAIN ;返回反复循环显示KEY: LCALL KS ;调用检测按键子程序JNZ K1 ;有键按下继续LCALL DELAY2 ;无键按调用延时去抖AJMP KEY ;返回继续检测按键K1:LCALL DELAY2LCALL DELAY2 ;有键按下延时去抖动LCALL KS ;再调用检测按键程序JNZ K2 ;确认有按下进行下一步AJMP KEY ;无键按下返回继续检测K2: MOV R2,#0EFH ;将扫描值送入R2暂存MOV R4,#00H ;将第一列值送入R4暂存K3: MOV P1,R2 ;将R2的值送入P1口L6: JB P1.0,L1 ;P1.0等于1跳转到L1MOV A,#00H ;将第一行值送入ACCAJMP LK ;跳转到键值处理程序L1: JB P1.1,L2 ;P1.1等于1跳转到L2 MOV A,#04H ;将第二行的行值送入ACCAJMP LK ;跳转到键值理程序进行键值处理L2: JB P1.2,L3 ;P1.2等于1跳转到L3MOV A,#08H ;将第三行的行值送入ACCAJMP LK ;跳转到键值处理程序L3: JB P1.3,NEXT ;P1.3等于1跳转到NEXT处MOV A,#0cH 将第四行的行值送入ACCLK: ADD A,R4 ;行值与列值相加后的键值送入APUSH ACC ;将A中的值送入堆栈暂存K4:LCALL DELAY2 ;调用延时去抖动程序LCALL KS ;调用按键检测程序JNZ K4 ;按键没有松开继续返回检测POP ACC ;将堆栈的值送入ACCRETNEXT:INC R4 ;将列值加一MOV A,R2 ;将R2的值送入AJNB ACC.7,KEY ;扫描完至KEY处进行下一扫描RL A ;扫描未完将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 ;跳转到K3继续KS: MOV P1,#0FH ;将P1口高四位置0低四位值1MOV A,P1 ;读P1口XRL A,#0FH ;将A中的值与A中的值相异或RET ;子程序返回DELAY2: ;40ms延时去抖动子程序MOV R5,#08HL7: MOV R6,#0FAHL8: DJNZ R6,L8DJNZ R5,L7RETTABLE: ;七段显示器数据定义DB 0C0H, 0F9H, 0A4H, 0B0H, 99H ; 01234DB 92H, 82H, 0F8H, 80H, 90H ; 56789DB 88H, 83H, 0C6H, 0A1H, 86H ; ABCDEDB 8EH ; FEND ;程序结束。

矩阵键盘扫描

矩阵键盘扫描1.实验目的与效果：4¡4矩阵键盘在众多场合有举足轻重的地位，所以有必要学好矩阵键盘扫描的编程。

实验板上的矩阵键盘是接单片机P2口的，以P2.4－P2.7作输出线，P2.0－P2.3作输入线；每按一个键会在数码管上显示相关的信息。

键盘上可以这样来定义，这只是个例子，用户在运用矩阵键盘键值是可以重新定义之。

2．原理图：矩阵键盘连接图3．实验板上操作：1）矩阵键盘在实验板上已经固定连接P2口了。

2）将HEX文件烧到单片机上。

3）将数码管的位选拨码开关拨到ON上。

4．实物连接图：拨码开关全部拨到ON5. C语言程序：//MCU:AT89S51//晶振：12M#include"AT89X51.H"unsigned char code numcode[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0X88,0X83,0XC6,0XA1,0X86,0X8E,0XFF};//数字0～9及ABCDEF共阳数码管代码unsigned char code charcode[]={0xc0,0xc7,0xc7,0x86,0x89};// HELLO 字样共阳数码管代码unsigned char code bitcode[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; //数码管位选代码unsigned char dispbuf[8]={16,16,16,0,1,2,3,4};unsigned char disp_bit_count;unsigned char disp_count;unsigned char temp;unsigned char key;unsigned char i,j;/********1ms延时子程序***********/delay_nms(unsigned int n){unsigned int i;unsigned char j;for(i=0;i<n;i++)for(j=0;j<120;j++); //空操作}unsigned char keyscan(void){P2=0xff;P2_4=0;temp=P2;temp=temp&0x0f;if (temp!=0x0f){delay_nms(10);temp=P2;temp=temp&0x0f;if (temp!=0x0f){temp=P2;temp=temp&0x0f;switch(temp){case 0x0e:key=7;break;case 0x0d:key=8;break;case 0x0b:key=9;break;case 0x07:key=10;break;}temp=P2;temp=temp & 0x0f;while(temp!=0x0f){temp=P2;temp=temp&0x0f;}}}P2=0xff;P2_5=0;temp=P2;temp=temp&0x0f;if (temp!=0x0f){delay_nms(10);temp=P2;temp=temp&0x0f;if (temp!=0x0f){temp=P2;temp=temp&0x0f;switch(temp){case 0x0e:key=4;break;case 0x0d:key=5;break;case 0x0b:key=6;break;case 0x07:key=11;break;}temp=P2;temp=temp & 0x0f;while(temp!=0x0f){temp=P2;temp=temp&0x0f;}}}P2=0xff;P2_6=0;temp=P2;temp=temp&0x0f;if (temp!=0x0f){delay_nms(10);temp=P2;temp=temp&0x0f;if(temp!=0x0f){temp=P2;temp=temp&0x0f;switch(temp){case 0x0e:key=1;case 0x0d:key=2;break;case 0x0b:key=3;break;case 0x07:key=12;break;}temp=P2;temp=temp&0x0f;while(temp!=0x0f){temp=P2;temp=temp&0x0f;}}}P2=0xff;P2_7=0;temp=P2;temp=temp & 0x0f;if (temp!=0x0f){delay_nms(10);temp=P2;temp=temp&0x0f;if (temp!=0x0f){temp=P2;temp=temp & 0x0f;switch(temp){case 0x0e:key=0;break;case 0x0d:key=13;break;case 0x0b:key=14;case 0x07:key=15;break;}temp=P2;temp=temp & 0x0f;while(temp!=0x0f){temp=P2;temp=temp & 0x0f;}}}return (key);}void main(void){TMOD=0x02; //使用定时器0，选择方式2（常数自动重装的8位定时器）TH0=0x06; //保存数值，用于自动重装TL0=0x06; //定时250uS初值TR0=1; //开定时器0ET0=1; //开定时器0溢出中断EA=1; //开总中断while(1){dispbuf[0]=keyscan();}}/**********T0250uS中断服务程序***************/void t0(void) interrupt 1 using 0{disp_count++;if(disp_count==8){disp_count=0;if(disp_bit_count>=3)P0=charcode[dispbuf[disp_bit_count]];elseP0=numcode[dispbuf[disp_bit_count]];P1=bitcode[disp_bit_count];disp_count=0;disp_bit_count++;if(disp_bit_count==8){disp_bit_count=0;}}}。

4X4扫描式矩阵键盘课程设计

4x4矩阵键盘识别设计班级：1221201专业：测控技术与仪器姓名：涂勇学号：2012 2012 0110指导老师：钟念兵东华理工大学2016年1月1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，电子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STM32嵌入式微处理器为核心，主要由矩阵式键盘电路、硬件电路、显示电路等组成，软件选用C语言编程。

STM32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 本设计任务和主要容--------------------------------------------------- 第二章：系统硬件电路的设计------------------------------------------------2.1 硬件系统主要思路和电路原理图- --------------------------------------2.2 硬件上键盘规划- --------------------------------------------------------- 第三章：系统程序的设计------------------------------------------------------3.1 程序的编写步骤-----------------------------------------------------------3.2 编写的源程序-------------------------------------------------------------- 第四章：心得体会---------------------------------------------------------------第一章：系统功能要求1.1 4*4 矩阵式键盘系统概述利用STM32对4*4矩阵键盘进行动态扫描，当有按键盘的键时，可将相应按键值（0~F）实时显示在数码管上。

矩阵键盘扫描及LED数码显示综合实验

实验三:矩阵键盘扫描及LED数码显示综合实验
一、实验要求
利用4×4键盘和一个LED数码管构成简单的输入显示系统，实现键盘输入和LED数码显示相应键值的功能。

二、实验目的
1．掌握数码管显示原理，及无译码显示电路的显示程序的编写；
1．理解矩阵键盘扫描的原理；
2．掌握矩阵键盘与51单片机接口的编程方法。

三、实验电路图
四、主要知识点
键盘扫描原理、无译码电路的显示原理。

五、实验流程图
六、实验效果：点击相应按键显示相应的键值
七、实验步骤
1．在keil环境下编写程序，汇编后生成*.Hex文件。

2．硬件验证
1）用ISP下载*.HEX程序到CPU
2）按连接表连接电路
3）检查验证结果。

八、连线表
十、源程序：自己编写源程序。

EDA课程设计-矩阵键盘-交通灯

1 矩阵键盘扫描要求：设计矩阵式键盘接口，并在一个数码管上面显示按下的数字，从0到9以及小数点。

判断键盘中有无按键按下是通过行线送入扫描线好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。

如果列线全是高电平，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，则代表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。

整个设计程序包括三个模块：时钟分频、键盘扫描和键译码转换。

时钟分频：由于使用的外部时钟频率为50MHz，这个频率对扫描来说太高，所以这里需要一个分频器来分得适合键盘扫描使用的频率。

键盘扫描：由键盘的工作原理可知，要正确地完成按键输入工作必须有按键扫描电路产生KEYI信号，同时必须有按键译码电路从KEYI中和KEYOUT中读出按键的键值。

键盘扫描电路是用于产生KEYI3~ KEYI0 信号，其变化顺序是1110→1101→1011→0111→1110…周而复始地扫描。

其停留时间大慨在10ms。

键盘译码：键盘译码电路是从keyI3~keyI0和keyout3~keyout0信号中译码出按键值的电路。

将此按键值显示在数码管上。

FPGA_CLK 系统的主时钟MASTER_RESET_n 主复位Button[0]-[15] 拨码开关/白色按钮通过跳线Jxx选择Seven_seg[0]-[7] 数码管的显示Seven_seg[8]-[15] 数码管的选择LED_DOWN[0]-[7] 8个ledKeyboard_Down[0]-[8] 键盘输入/AD输入，通过JP8选择低位表示行。

原理图中Keyboard_Down[0]-[4]对应KEYI[0-4]Keyboard_Down[5]-[8]对应KEYO[0-3]此例中Keyboard_Down[1]-[4]对应KEYI[0-3]Keyboard_Down[5]-[8]对应KEYO[0-3]2、交通灯的控制课程设计原理：在十字路口，每条道路各有一组红、黄、绿灯和倒计时显示器，用以指挥车辆和行人有序的通行。

单片机矩阵按键课程设计

单片机矩阵按键课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解单片机矩阵按键的基础知识，掌握矩阵按键的原理及其在电路中的应用。

2. 学生能描述单片机I/O口操作方法，并运用此知识实现矩阵按键的编程控制。

3. 学生能解释并运用行、列扫描法进行按键识别，实现按键的消抖处理。

技能目标：1. 学生能够独立完成矩阵按键电路的连接，并进行调试。

2. 学生能够运用所学知识，编写程序实现矩阵按键的扫描与功能分配。

3. 学生能够通过实验，分析和解决矩阵按键编程过程中遇到的问题。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对单片机技术的兴趣，增强对电子工程领域的认识。

2. 学生在学习过程中，培养解决问题的耐心和毅力，树立团队协作意识。

3. 学生能够认识到单片机技术在现实生活中的应用价值，增强创新实践能力。

课程性质：本课程为实践性较强的电子技术课程，要求学生在掌握理论知识的基础上，注重动手实践。

学生特点：学生具备一定的单片机基础知识，对电子技术有较高的兴趣，但编程和动手能力参差不齐。

教学要求：结合学生特点，课程注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，提高学生的动手能力和创新能力。

通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面均有所提升。

二、教学内容1. 矩阵按键原理：介绍矩阵按键的电路结构、工作原理以及其在单片机系统中的应用。

- 教材章节：第二章第二节《矩阵键盘的工作原理》2. 单片机I/O口操作：回顾并加深理解单片机I/O口的基本操作，为矩阵按键编程打下基础。

- 教材章节：第一章《单片机基础》3. 行列扫描法：讲解如何运用行列扫描法进行按键识别，包括消抖处理方法。

- 教材章节：第二章第三节《矩阵键盘的编程方法》4. 矩阵按键编程实践：指导学生编写程序，实现矩阵按键的扫描与功能分配。

- 教材章节：第二章第四节《矩阵键盘应用实例》5. 电路连接与调试：学生动手实践，完成矩阵按键电路的连接，并进行调试。

- 教材章节：实验指导书《矩阵键盘实验》6. 问题分析与解决：针对编程和调试过程中遇到的问题，引导学生进行分析和解决。

eda矩阵键盘扫描课程设计

eda矩阵键盘扫描课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解EDA矩阵键盘的基本原理和结构；2. 使学生掌握矩阵键盘扫描的方法和技巧；3. 帮助学生掌握利用EDA工具进行矩阵键盘电路设计和仿真。

技能目标：1. 培养学生运用EDA工具进行矩阵键盘电路搭建和调试的能力；2. 培养学生分析并解决矩阵键盘扫描过程中出现问题的能力；3. 提高学生团队协作和沟通表达能力，能就矩阵键盘扫描问题进行有效讨论。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术课程的兴趣和热情，激发学生主动探究精神；2. 培养学生严谨的科学态度和良好的学习习惯；3. 增强学生的创新意识，鼓励学生勇于尝试新的设计方法和思路。

课程性质分析：本课程为电子技术课程的一部分，以实践操作为主，理论联系实际，旨在培养学生的电子技术应用能力。

学生特点分析：学生处于高中年级，具有一定的电子技术基础和动手能力，对新鲜事物充满好奇，善于团队合作。

教学要求：结合学生特点，注重实践与理论相结合，强调学生的动手能力和问题解决能力，提高学生的创新意识和团队协作能力。

通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续电子技术课程的学习打下坚实基础。

二、教学内容1. 理论知识：- 矩阵键盘的工作原理与结构；- 键盘扫描方法：行扫描和列扫描；- EDA工具的使用方法及电路仿真基本操作。

2. 实践操作：- 利用EDA工具设计矩阵键盘电路；- 矩阵键盘电路的搭建与调试；- 键盘扫描程序编写与优化。

3. 教学大纲安排：- 第一章：矩阵键盘原理及结构介绍（1课时）- 第二章：键盘扫描方法分析（1课时）- 第三章：EDA工具的使用及电路仿真（2课时）- 第四章：矩阵键盘电路设计与搭建（2课时）- 第五章：键盘扫描程序编写与调试（2课时）4. 教材关联：- 《电子技术基础》第四章：数字电路基础；- 《电子技术实验教程》第六章：矩阵键盘与显示电路设计。

教学内容确保科学性和系统性，结合课程目标，注重理论与实践相结合。

一种基于矩阵键盘扫描原理的程序设计

《工业控制计算机》2018年第31卷第7期矩阵键盘是单片机应用系统中的一个重要部件,它能实现向单片机输入数据、传送命令等功能。

如要对键盘编码就需要识别按键,识别按键的方法很多,最常用的是扫描法。

基于扫描原理的常用编程方法在应用过程中不利于键盘的灵活编码,尤其是出于保密需要定期打乱键盘排序时更为不便。

1矩阵键盘扫描原理常用的矩阵键盘扫描方法有两种:一种是逐行扫描,通过高四位轮流输出低电平来对矩阵键盘进行逐行扫描,当低四位接收到的数据不全为1的时候,说明有按键按下,然后通过接收到的数据是哪一位为0来判断是哪一个按键被按下。

另一种是行列扫描,高四位全部输出低电平,低四位输出高电平。

当接收到的数据,低四位不全为高电平时,说明有按键按下,然后通过接收的数据值,判断是哪一列有按键按下,然后再反过来,高四位输出高电平,低四位输出低电平,然后根据接收到的高四位的值判断是那一行有按键按下,这样就能够确定是哪一个按键按下[1-2]。

以上两种方法在对矩阵键盘编码时常以一定规律进行。

比如用以上方法对4x4矩阵键盘编码时,定义了某一行或列4个按键的字符后,其余行列都必须以其四倍的数进行编码(常用的扫描程序见图1)。

这样会极大限制键盘使用的灵活性。

为此,本文将介绍在51单片机环境下,基于扫描原理的4x4矩阵键盘的一种编程方法。

图1常用的扫描程序2程序设计及仿真2.1编程原理如图2所示为典型4×4矩阵键盘按键定义的功能[3-5]。

图24×4矩阵键盘按键定义图为了便于区分,可将图2中所示的4x4矩阵键盘划分为1、2、3、4共四列和A 、B 、C 、D 共四行,四列接单片机P1端口高四位,四行接单片机P1端口低四位。

首先将高四位置1,低四位置0。

如果没有按键按下则返回11110000即0XF0。

如某列有按键按下则对应得到如表1所示值。

表1四列扫描结果值再将高四位置0,低四位置1。

如果没有按键按下则返回00001111即0X0F 。

X4扫描式矩阵键盘课程设计

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。

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-------------------------------------------------------- 4*4 矩阵式键盘系统概述------------------------------------------------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------------------------------------------------ 单片机控制系统原理-----------------------------------------------------原理图绘制说明----------------------------------------------------------画出流程图----------------------------------------------------------------原理图绘制---------------------------------------------------------------第四章：系统程序的设计------------------------------------------------------ 程序的编写步骤-----------------------------------------------------------编写的源程序--------------------------------------------------------------第五章：调试及性能分析------------------------------------------------------ 第六章：心得体会--------------------------------------------------------------- 参考文献----------------------------------------------------------------------------第一章：系统功能要求4*4 矩阵式键盘系统概述AT89C51单片机对4*4矩阵键盘进行动态扫描，当有按键盘的键时，可将相应按键值（0~F）实时显示在数码管上。

矩阵键盘设计

sout<='1'; --信号有效cnt<=0; --计数器清零ELSEcnt<=cnt+1;END IF;END IF;END IF;END PROCESS;END beh;由上例的仿真波形图可知，当输入sin持续时间为时钟周期的8倍以上时才被认为是有效输入，且多个连续的有效输入被认为是同一次。

当输入信号持续时间不足时，被判无效，且计数器复位。

而当输入还不满一个时钟周期时，根本就不能被电路识别（计数器不工作）。

为了提高正常输入和毛刺的辨别能力，可以增大计数器的最大值，并减少时钟信号的周期。

例如，取N为63，则正常输入被有效识别的时间为时钟周期的64倍，即按键的持续时间至少为64倍的时钟周期。

因此该程序中时钟周期不能取太大，而应该越小越好，但又不能太小以至将毛刺也识别为正常输入。

任务2 矩阵键盘基础知识一、矩阵键盘基础知识在许多数字系统中，经常采用按键作为系统的输入方式之一，为系统提供数据输入或者命令输入。

当案件数目较多时，把每一个按键连接到键盘矩阵中行和列的交叉点，如下图所示，一个4*4行列结构可构成有16个按键的矩阵。

开发板上设计了行列式矩阵编码键盘，规模为 4*4，可作为外部输入。

采用矩阵编码键盘可以减少对 I/O 口的占用。

开发板上的矩阵编码键盘有4条行线，4条列线。

行线和列线的交叉处不直接连接，而是通过一个按键加以连接。

这样就构成 4*4=16个按键输入，比之直接将信号线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显，比如再多加一条线就可以构成20键的键盘，而直接用端口线则只能多出一键（9键）。

由此可见，在需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是合理的。

矩阵式结构的键盘显然比直接法要复杂一些，识别也要复杂一些，如图列线通过电阻接正电源，并将行线所接的FPGA、CPLD的I/O口作为输出端，而列线所接的I/O口则作为输入。

这样，当按键没有按下时，所有的输出端都是高电平，代表无键按下。

44矩阵键盘课程设计

44矩阵键盘课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解44矩阵键盘的基本结构和工作原理；2. 学会使用矩阵键盘进行输入输出操作；3. 掌握矩阵键盘编程的基本方法。

技能目标：1. 能够正确连接并测试44矩阵键盘；2. 能够编写程序实现对矩阵键盘的扫描和按键识别；3. 能够运用矩阵键盘完成简单的交互式应用。

情感态度价值观目标：1. 培养学生动手实践、自主探究的学习习惯；2. 增强学生团队协作和问题解决的能力；3. 激发学生对电子技术和编程的兴趣，提高创新意识。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在让学生掌握44矩阵键盘的相关知识，通过实践操作和编程练习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得以下具体学习成果：1. 知识方面：学生能够阐述矩阵键盘的原理，解释其工作方式；2. 技能方面：学生能够独立完成矩阵键盘的连接、编程和应用；3. 情感态度价值观方面：学生通过课程学习，增强实践能力、团队协作能力和创新意识。

二、教学内容1. 矩阵键盘基础知识：- 矩阵键盘结构原理；- 矩阵键盘的输入输出方式；- 矩阵键盘与单片机的连接方法。

2. 矩阵键盘编程技术：- 按键扫描算法；- 按键识别与消抖；- 矩阵键盘编程实例。

3. 实践操作与项目应用：- 矩阵键盘连接与测试；- 基于矩阵键盘的简单计算器制作；- 创意电子项目设计与实现。

教学内容依据课程目标，结合教材章节，按照以下进度安排：1. 矩阵键盘基础知识（第1课时）：- 介绍矩阵键盘的结构原理；- 讲解矩阵键盘与单片机的连接方法。

2. 矩阵键盘编程技术（第2-3课时）：- 讲解按键扫描算法及消抖方法；- 分析矩阵键盘编程实例。

3. 实践操作与项目应用（第4-5课时）：- 指导学生进行矩阵键盘的连接与测试；- 引导学生运用所学知识制作简单计算器；- 组织学生进行创意电子项目设计与展示。

教学内容科学系统，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的综合应用能力。

三、教学方法针对本章节内容，采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：- 用于讲解矩阵键盘的基础知识和编程技术，通过清晰的讲解，使学生快速掌握基本概念和原理。

实验8-矩阵键盘扫描实验

}
//查询按键键值
key = Key_Scan() ;
if( key != 0xff )
printf( "Interrupt occur... K%d is pressed!\n", key ) ;
//重新初始化IO口
rGPGCON = rGPGCON & (~((3<<12)|(3<<4))) | ((1<<12)|(1<<4)) ;//GPG6,2 set output
6．EINT19、EINT11、EINT2、EINT0中断开启
}
6.2键盘中断响应
void __irq KeyISR（void）
{
1．GPG13、GPG11、GPF2、GPF0设为input端口
2．清楚中断EINT19、EINT11、EINT2、EINT0
3．键盘扫描Key_Scan（），并在串口输出
else if( (rGPGDAT&(1<< 3)) == 0 )return 14 ;
else if( (rGPGDAT&(1<<11)) == 0 )return 13 ;
//扫描键盘第2列K11、K8、K5、K2
rGPGDAT = rGPGDAT & (~((1<<6)|(1<<2))) | (0<<6) | (1<<2) ;//GPG6 output 0;GPG2 output 1
rEXTINT0 &= ~(7|(7<<8));
rEXTINT0 |= (2|(2<<8));//set eint0,2 falling edge int

44矩阵键盘课程设计

4 4矩阵键盘课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解4x4矩阵键盘的基本原理，掌握其电路连接方式和扫描原理。

2. 学生能够运用所学知识，设计并搭建一个简单的4x4矩阵键盘电路。

3. 学生了解矩阵键盘在嵌入式系统中的应用和重要性。

技能目标：1. 学生能够运用编程软件（如Arduino）编写程序，实现对4x4矩阵键盘的扫描和按键识别。

2. 学生能够运用调试工具，对矩阵键盘电路进行故障排查和优化。

3. 学生具备团队协作能力，共同完成矩阵键盘电路设计和程序编写。

情感态度价值观目标：1. 学生通过动手实践，培养对电子技术和编程的兴趣，增强学习动力。

2. 学生在团队合作中，学会沟通、协作、分享，培养团队精神和责任感。

3. 学生认识到科技发展对社会进步的重要性，激发为我国科技事业贡献力量的志向。

本课程针对高中年级学生，结合电子技术和编程知识，以实用性为导向，旨在培养学生的动手实践能力和创新精神。

课程内容紧密联系课本知识，通过设计4x4矩阵键盘电路，使学生在实践中掌握相关原理和方法。

课程目标具体、可衡量，为后续教学设计和评估提供明确方向。

二、教学内容1. 矩阵键盘基础知识：介绍矩阵键盘的原理、电路连接方式及其在嵌入式系统中的应用。

- 相关章节：课本第三章第二节“矩阵键盘及其应用”2. 4x4矩阵键盘电路设计：讲解如何搭建4x4矩阵键盘电路，包括硬件连接、电路图绘制等。

- 相关章节：课本第三章第三节“矩阵键盘电路设计”3. 矩阵键盘编程：介绍如何使用Arduino编程软件编写程序，实现对4x4矩阵键盘的扫描和按键识别。

- 相关章节：课本第四章第一节“Arduino编程基础”及第四节“矩阵键盘编程实例”4. 矩阵键盘电路调试与优化：教授学生如何运用调试工具进行故障排查，以及如何对电路和程序进行优化。

- 相关章节：课本第五章“电路调试与优化”5. 团队合作与展示：学生分组进行项目实践，共同完成矩阵键盘电路设计与程序编写，并进行成果展示。

课程设计矩阵键盘扫描

课程设计矩阵键盘扫描一、教学目标本课程的目标是让学生掌握矩阵键盘扫描的原理和实现方法。

知识目标要求学生理解矩阵键盘的基本结构和工作原理，掌握键盘扫描的算法和程序设计方法。

技能目标要求学生能够运用矩阵键盘扫描原理设计简单的键盘输入系统。

情感态度价值观目标在于培养学生对计算机科学和编程的兴趣，提高他们的问题解决能力和创新意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括矩阵键盘的基本原理、键盘扫描的算法实现和程序设计。

首先，学生将学习矩阵键盘的结构和工作原理，了解键盘扫描的基本概念。

然后，学生将学习如何设计和实现键盘扫描算法，包括行列扫描法和非阻塞扫描法。

最后，学生将通过实际编程练习，掌握如何使用矩阵键盘扫描原理设计实用的键盘输入系统。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法。

首先，将采用讲授法，系统地讲解矩阵键盘扫描的基本原理和算法。

其次，将采用讨论法，引导学生通过小组讨论和分享，深入理解键盘扫描的实现方法。

此外，还将采用案例分析法，通过分析实际案例，让学生学会将理论知识应用于实际问题解决中。

最后，将采用实验法，让学生通过动手实践，亲自设计和实现矩阵键盘扫描程序。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本课程将选择和准备适当的教学资源。

教材将提供基础知识，参考书将提供更深入的内容，多媒体资料将帮助学生更直观地理解键盘扫描的原理和实现方法。

实验设备将用于学生的动手实践，让他们能够亲自验证和应用所学的知识。

通过丰富多样的教学资源，学生将能够更全面地掌握矩阵键盘扫描的知识，并提高他们的学习体验。

五、教学评估为了全面反映学生的学习成果，本课程将采用多元化的评估方式。

平时表现将占30%的比重，通过课堂参与、提问和小组讨论等方式评估学生的积极性和主动性。

作业将占20%的比重，通过布置相关的编程练习和项目设计，评估学生对矩阵键盘扫描知识的掌握程度。

考试将占50%的比重，包括期中考试和期末考试，将通过笔试和上机操作的方式，全面评估学生的知识水平和应用能力。

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。

eda矩阵键盘扫描课程设计

eda矩阵键盘扫描课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握EDA矩阵键盘扫描的基本原理，理解其电路构成及工作流程。

2. 学会运用已学知识，分析并设计简单的矩阵键盘扫描电路。

3. 了解矩阵键盘扫描技术在现实生活中的应用，培养对电子技术的兴趣。

技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能独立完成矩阵键盘扫描电路的搭建与调试。

2. 提高学生的问题分析能力，学会运用矩阵键盘扫描技术解决实际问题。

3. 培养学生的团队合作精神，学会在团队中分享观点、交流经验。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子科技的兴趣，培养其探索精神和创新意识。

2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践操作，养成动手解决问题的习惯。

3. 引导学生关注社会问题，认识到科技对生活的改善作用，树立正确的价值观。

课程性质：本课程为实践性较强的电子技术课程，旨在通过矩阵键盘扫描技术的学习，培养学生的动手能力、问题分析能力和团队合作精神。

学生特点：本课程面向高年级学生，学生在前期课程中已具备一定的电子技术基础，具有较强的学习能力和实践操作能力。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调动手实践，提高学生的实际操作能力。

通过小组合作、讨论交流等形式，培养学生的团队合作精神和创新意识。

同时，关注学生的学习进度，及时调整教学策略，确保课程目标的实现。

在教学过程中，注重分解课程目标为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。

二、教学内容1. 理论知识：- 矩阵键盘的原理及其在EDA技术中的应用。

- 矩阵键盘扫描电路的设计方法及其工作原理。

- 常见矩阵键盘扫描电路的电路图分析。

2. 实践操作：- 矩阵键盘扫描电路的搭建与调试。

- 键盘扫描程序编写及烧录。

- 键盘扫描电路与微控制器连接与通信。

3. 教学大纲安排：- 第一阶段：矩阵键盘原理学习，了解其在EDA技术中的应用，分析典型矩阵键盘扫描电路。

- 第二阶段：实践操作，分组进行矩阵键盘扫描电路的搭建、编程和调试。

4 4键盘扫描实验

4*4键盘扫描实验目的：1. 熟悉51系列单片机矩形4*4键盘扫描的工作原理。

2. 掌握4*4键盘扫描的编程方法。

实验原理：键盘实际上是由排列成矩阵形式的一系列按键开关组成的，它是单片机系统中最常用的人机联系的一种输入设备。

用户通过键盘可以向CPU输入数据、地址和命令。

键盘按其结构形式可分为编码式键盘和非编码式键盘两大类。

编码式键盘是由其内部硬件逻辑电路自动产生被按键的编码。

这种键盘使用方便,但价格较贵。

4×4表示有4根行线和4根列线,在每根行线和列线的交叉点上均分布1个单触点按键,共有16个按键。

行扫描法所谓行扫描法,就是通过行线发出低电平信号,如果该行线所连接的键没有按下的话,则列线所连接的输出端口得到的是全“1”信号;如果有键按下的话,则得到的是非全“1”信号。

列扫描法所谓列扫描法,就是通过列线发出低电平信号,如果该列线所连接的键没有按下的话,则列线所连接的输出端口得到的是全“1”信号;如果有键按下的话,则得到的是非全“1”信号。

实验内容：1.编写一程序，4*4键盘扫描#include"reg51.h"#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar keyno;uchar disp[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71}; uchar lieno;void delay1ms(uchar i){uchar j;while(i--)for(j=0;j<110;j++);}void main(){uchar tem;P0=0xff;while(1){P1=0x0f;if(P1!=0x0f)delay1ms(5);if(P1!=0x0f)tem=P1^0x0f;switch (tem){case 0x01:lieno=0;break;case 0x02:lieno=4;break;case 0x04:lieno=8;break;case 0x08:lieno=12;break;default :lieno=16;}P1=0xf0;tem=(P1>>4)^0x0f;switch (tem){case 0x01:keyno=lieno;break;case 0x02:keyno=lieno+1;break;case 0x04:keyno=lieno+2;break;case 0x08:keyno=lieno+3;}P0=disp[keyno];delay1ms(10);}}。

基于ATM89S51的矩阵键盘扫描显示.doc

基于ATM89S51的矩阵键盘扫描显示设计设计题目： 4*4键盘扫描数码管显示学院名称：机械工程学院指导老师：袁锋伟蒋彦王玉林谢静学生姓名：刘建路朱军华学号： *********** ***********2010年7月6日目录一、系统方案设计1.1设计目的 (3)1.2.系统分析 (3)1.3设计任务与要求 (3)1.4各模块方案选择 (4)1.4.1控制器的选择 (4)1.4.2 键盘的选择 (4)1.4.3显示器的选择 (4)1.4.4声音发生器的选择 (4)二、硬件介绍及硬件电路的实现2.1 51单片机 (5)2.2 单片机与键盘接口 (6)2.2.1 键盘工作原理 (6)2.2.2独立式按键 (10)2.2.3 矩阵式按键 (11)2.2.4单片机与显示器接口 (14)2.2.5电路模块 (21)2.2.6制板问题 (23)三、系统软件的实现3.1 主程序 (24)3.2自检子程序 (26)3.3 键盘扫描子程序 (28)3.4译码子程序 (31)总结语 (33)参考文献 (33)附录 (34)一、系统方案设计1.1 设计目的运用ATM89S51单片机实现对4*4矩阵键盘的扫描和动态显示，并且在有按键按下时发出声音。

1.2 设计任务与要求（1设计一4*4键盘；（2 按键确认需发出提示音；（3 键按下扫描结果由2位数码管动态扫描显示；（4 必须具有上电自检功能及外接电源、公共地线接口，程序在线下载接口。

1.3.系统分析根据设计要求，系统大体可分为五大部分(或者说是五大模块)：4*4矩阵键盘输入部分、51单片机部分、蜂鸣器部分、发光二极管按键负责人机交互链接，人通过按键输入数据；51单片机负责数据的处理，并把处理结果送到显示器部分显示；发光二极管显示器接受来自单片机的信息，并以数字的形式显示；电源和数据接口模块是为便于为系统供电及程序输入修改而设计的。

1.4 各模块方案选择根据题目要求，本系统由控制器模块、键盘模块、显示模块、发声模块。

基于CPLD的矩阵键盘扫描模块设计

来源：21IC-应用发布时间：2010-12-21 10:26 评论：0条阅读：304次发给好友在基于PC104的便携式野外测试设备的设计中，键盘是常用的输入设备。

对于便携式设备野外工作时，一般使用小型(4x4)矩阵键盘就能满足设备的信息输入需要；室内调试时，使用标准PS2键盘更方便、灵活。

一般的做法是保留PC104的键盘接口用于接标准键盘，利用扩展I／O接口完成小矩阵键盘的扫描和输入。

这样做虽然可以实现设备双键盘同时工作的功能，却需耗费大量的CPU处理时间扫描矩阵键盘，造成CPU处理其他信息的能力下降。

而本文设计的基于CPLD的矩阵键盘扫描模块能够很好地解决上述问题。

1 矩阵键盘扫描原理图1给出了4x4矩阵键盘的电路图，在图1中KX[3．．0]为扫描码输入，KY[3．．0]为扫描码输出。

键盘扫描开始时，首先置KX[3．．0]=“0000”；键盘扫描码寄存器和键盘扫描码缓存器Kreg[15．．0]和Kscan[15．．0]置成“1111111111111111”(全1为没有键按下，有键按下时至少有一位为O)，一旦有键按下，KY[3..0]输出不全为“O”的扫描码触发键盘扫描功能开始键盘扫描，扫描开始后，依次将KX3、KX2、KX1、KX0置“0”，分别将对应的4组KY[3..0]输入值保存于Kscan[15．．12]、Kscan[11..8]、Kscan[7．．4]、Kscan[3．．0]中，而后比较Kscan和Kreg的大小，如果Kscan小于Kreg，将Kscan保存于Kreg中，重复上述扫描过程直到Kscan[15..0]各位输出全为“1”时，说明按下的键全部抬起，Kreg[15．．0]中的每一个为“0”的位对应一个按下的键，保留扫描过程中的Kreg最小值就可以处理组合键。

根据记录的Kreg值可以判断是哪个或哪几个键按下，据此编码按键值后输出。

将KX[3..0]置为“0000”，等待下一次按键发生。