4X4扫描式矩阵键盘课程设计讲解

合集下载

4x4矩阵键盘设计报告

4x4矩阵键盘设计报告1.引言1.1 概述概述：4x4矩阵键盘是一种常用的输入设备，广泛应用于各种电子产品中。

本报告旨在介绍4x4矩阵键盘的设计理念、技术实现以及使用体验，并对其设计优势进行分析。

同时，将收集用户反馈，展望未来对4x4矩阵键盘的发展趋势进行探讨。

通过本报告的阐述，读者可以更加全面地了解4x4矩阵键盘的设计与应用，为相关产品的设计与开发提供参考和借鉴。

1.2 文章结构本报告将分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分将概述本设计报告的目的和重要性，介绍文章结构和各部分内容的主要内容。

正文部分将详细介绍设计理念、技术实现和使用体验，通过分析和阐述设计的过程和特点，展现4x4矩阵键盘设计的全面性和独特性。

结论部分将对设计的优势进行总结，考虑用户反馈和展望未来的发展方向，以期为4x4矩阵键盘的设计提供参考和启示。

文章1.3 目的:本报告的目的是介绍我们设计的4x4矩阵键盘，并分析其设计理念、技术实现和使用体验。

通过本报告，读者可以了解我们的设计思路和创新之处，以及用户在使用过程中的反馈和建议。

同时，我们还会对该键盘的设计优势进行评估，并展望未来可能的发展方向。

通过本报告的阐述，我们希望能够为相关领域的学习和研究提供有益的参考和启发。

2.正文2.1 设计理念设计理念部分的内容：在设计4x4矩阵键盘时，我们以用户体验和便捷性为设计理念的核心。

我们希望设计一款符合人体工程学的键盘，使用户在使用过程中能够感受到舒适和便捷。

同时，我们也注重键盘的美学设计，希望能够设计出外观时尚，符合当代审美的产品。

此外，我们也考虑了键盘的功能多样性，希望能够满足不同用户的需求，提供更好的用户体验。

因此，在设计理念上，我们以用户体验和功能多样性为重点，致力于设计出一款符合人体工程学、外观时尚、功能多样的4x4矩阵键盘。

2.2 技术实现在本节中，我们将讨论4x4矩阵键盘的技术实现。

我们首先考虑到了键盘的布局和排列，通过设计合理的矩阵布局，我们可以实现较小尺寸的键盘同时保证较高的按键准确性。

实验07：4X4键盘阵列扫描输入.pdf

键盘阵列扫描输入一、实验目的1. 进一步学习并掌握Quartus II设计的方法及步骤；2. 熟悉VHDL语言电路设计方法；3. 熟悉EACF型FPGA开发板，参见6.1节；4. 学习并掌握利用VHDL描述并设计电路的方法及步骤；5. 学习并掌握键盘阵列的扫描输入的方法及实现过程。

二、实验原理键盘阵列是一个由4×4的按键开关组成的阵列，可实现16种状态的输入。

4×4按键阵列的硬件连接原理如下图所示。

4X4键盘阵列其中VCC3.3为3.3V的正电源；BUTTON为4×4共16个按键,R为电阻。

而K_H_1、K_H_2、K_H_3、K_H_4为4×4按键阵列连接到FPGA通用IO引脚的行信号；K_V_1、K_V_2、K_V_3、K_V_4为4×4按键阵列连接到FPGA通用IO引脚的列信号，如下图所示。

键盘阵列与FPGA的连接另外，连接到FPGA的行列信号圴为3.3V的LVTTL电平标准：即电压小于0.8V为低电平，高于2.0V为高电平。

通过上述4×4按键阵列的硬件连接原理图可看出，行和列信号都通过10K的电阻上拉到3.3V的电源，也就是说如果FPGA通过对应的IO引脚来读取4×4按键阵列的行和列信号，得到的全部为高电平“1”，即使按键按下时，读到的依然是高电平“1”。

那么如何在FPGA中判断4×4按键阵列中的哪个键按下呢？当然我们要实现按键输入的功能，就不能全部读取行和列的信号。

而应通过不断地输出扫描行（或列），再通过读取列（或行）的信号来判断哪个按键按下。

即：通过对4×4键盘阵列的4个行（或列）控制信号循环输出”1110、1101、1011、0111”，来驱动键盘阵列，紧接着读取相应的4个列（或行）信号。

通过读取的数据或状态来判断16个按键中哪个键被按下，并对其状态做编码输出。

此电路不停的工作，以便实时准确地获取键盘的输入状态，以供其它电路使用，从而实现了键盘阵列的扫描输入。

4×4矩阵式键盘的课程设计

“电子创新设计与实践”课程期中课题设计报告姓名：张思源，学：20102121026，年级：2010，专业：电信报告内容设计一个4*4矩阵键盘，并编写相关程序摘要1.4×4矩阵式键盘程序识别原理。

2.4×4矩阵式键盘按键的设计方法。

报告正文：一、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。

二、参考电路图14.2 4×4矩阵式键盘识别电路原理图图14.1 4×4键盘0-F显示图14.3 4×4矩阵式键盘识别程序流程图三、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。

四、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。

五、程序流程图(如图14.3所示)六、汇编源程序;;;;;;;;;;定义单元;;;;;;;;;;COUNT EQU 30H;;;;;;;;;;入口地址;;;;;;;;;;ORG 0000HLJMP STARTORG 0003HRETIORG 000BHRETIORG 0013HRETIORG 001BHRETIRETIORG 002BHRETI;;;;;;;;;;主程序入口;;;;;;;;;;ORG 0100HSTART: LCALL CHUSHIHUALCALL PANDUANLCALL XIANSHILJMP START;;;;;;;;;;初始化程序;;;;;;;;;; CHUSHIHUA: MOV COUNT,#00HRET;;;;;;;;;;判断哪个按键按下程序;;;;;;;;;; PANDUAN: MOV P3,#0FFHCLR P3.4MOV A,P3ANL A,#0FHXRL A,#0FHJZ SW1LCALL DELAY10MSJZ SW1ANL A,#0FHCJNE A,#0EH,K1 MOV COUNT,#0LJMP DKK1: CJNE A,#0DH,K2 MOV COUNT,#4LJMP DKK2: CJNE A,#0BH,K3 MOV COUNT,#8LJMP DKK3: CJNE A,#07H,K4 MOV COUNT,#12K4: NOPLJMP DKSW1: MOV P3,#0FFH CLR P3.5MOV A,P3ANL A,#0FHXRL A,#0FHJZ SW2LCALL DELAY10MSMOV A,P3ANL A,#0FHCJNE A,#0EH,K5 MOV COUNT,#1LJMP DKK5: CJNE A,#0DH,K6 MOV COUNT,#5LJMP DKK6: CJNE A,#0BH,K7 MOV COUNT,#9LJMP DKK7: CJNE A,#07H,K8 MOV COUNT,#13K8: NOPLJMP DKSW2: MOV P3,#0FFH CLR P3.6MOV A,P3ANL A,#0FHXRL A,#0FHJZ SW3LCALL DELAY10MSJZ SW3MOV A,P3ANL A,#0FHCJNE A,#0EH,K9 MOV COUNT,#2LJMP DKK9: CJNE A,#0DH,KA MOV COUNT,#6LJMP 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,KEMOV COUNT,#7LJMP DKKE: CJNE A,#0BH,KFMOV COUNT,#11LJMP DKKF: CJNE A,#07H,KGMOV COUNT,#15KG: NOPLJMP DKSW4: LJMP PANDUANDK: RET;;;;;;;;;;显示程序;;;;;;;;;;XIANSHI: MOV A,COUNTMOV DPTR,#TABLEMOVC 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 R6,D1RET;;;;;;;;;;200ms延时程序;;;;;;;;;; DELAY: MOV R5,#20LOOP: LCALL DELAY10MSDJNZ R5,LOOPRET;;;;;;;;;;共阴码表;;;;;;;;;;TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07HDB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H ;;;;;;;;;;结束标志;;;;;;;;;;END八、C语言源程序#include<AT89X51.H>unsigned char code table[]={0x3f,0x66,0x7f,0x39, 0x06,0x6d,0x6f,0x5e,0x5b,0x7d,0x77,0x79,0x4f,0x07,0x7c,0x71};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;case 0x0d: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;case 0x0b:key=14;break;case 0x07:key=15;break;}P0=table[key];}}}}参考文献：百度百科。

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

4×4_矩阵键盘计算器设计

西华大学课程设计说明书题目4×4 矩阵键盘计算器设计系(部) 电气信息学院专业(班级) 自动化3班姓名学号指导教师胡红平起止日期2012.6.10-2012.6.30计算机接口及应用课程设计任务书系(部)：电气信息学院专业：09自动化指导教师：日期：2012-6-20西华大学课程设计鉴定表摘要近几年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。

在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面的知识是不够的，还应根据具体硬件结合，加以完善。

本任务是个简易得三位数的减法运算，用4×4 矩阵键盘及计算器设计，利用数码管实现255内的减法运算。

程序都是根据教材内和网络中的程序参考编写而成，在功能上还并不完善，限制也较多。

本任务重在设计构思与团队合作，使得我们用专业知识，专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。

关键词：单片机，AT89C51，矩阵键盘，数码管ABSTRACTIn recent years, along with the rapid development of science and technology, the application of SCM is unceasingly thorough, it causes the traditional control test technology increasingly updates. In real-time detection and automatic control of single-chip microcomputer application system, often as a core component to use, only microcontroller aspects of knowledge is not enough, should according to specific hardware combined, and perfects.This task is a simple three digits, subtract with 4 * 4 matrix keyboard and a calculator design, use digital tube realization within the 255 subtract. Program is according to the teaching material and within the network reference and compiled program, on the function is not perfect, restrictions also more. This task focuses on design conception and team cooperation, make us with professional knowledge, professional skills to analyze and solve problems of full system exercise.Keywords:Single-chip，AT89C51，Matrix keyboard，digital tube目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章课题概述 (1)1.1 课题概述 (1)1.2 课题要求 (2)第2章系统设计 (3)2.1 设计思路 (3)2.2 框图设计 (3)2.3 知识点 (3)2.4 硬件设计 (4)2.4.1 电路原理图 (4)2.4.2 元件选择 (5)2.4.3 PCB制版及效果 (9)2.5 软件设计 (10)2.5.1 程序流程图 (10)2.6 系统仿真及调试 (11)2.6.1 硬件调试 (11)2.6.2 软件调试 (11)2.6.3 软硬件调试 (11)结论 (11)参考文献 (14)附录 (15)第1章课题概述1.1 课题概述随着当今时代的电子领域的发展，尤其是自动化的控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统正被智能化的单片机所取代。

实验四4X4矩阵键盘实验

狀態S_2：發出掃瞄column 1即col=4’b1101的狀態並讀回row值作比較：
如果讀到row不等於f (4’b1111)就代表在column 1上的4個按鍵（3， 7， b， f）有其中一個被按下，於是跳至S_5做等待使用者放開按鍵的處理。如果讀到row等於f (4’b1111)就代表在column 1上的4個按鍵（3， 7， b， f）沒有被按下，於是跳至S_3做掃瞄column 2的按鍵。
按鍵掃瞄之狀態
狀態S_3：發出掃瞄column 2即col=4’b1011的狀態並讀回
row值作比較：
如果讀到row不等於f (4’b1111)就代表在column 2上的4個按鍵（2， 6， a， e）有其中一個被按下，於是跳至S_5做等待使用者放開按鍵的處理。如果讀到row等於f (4’b1111)就代表在column 2上的4個按鍵（2， 6， a， e）沒有被按下，於是跳至S_4做掃瞄column 2的按鍵。狀態S_4：發出掃瞄column 3即col=4’b0111的狀態並讀回row值作比較：如果讀到row不等於f (4’b1111)就代表在column 3上的4個按鍵（1， 5， g， d）有其中一個被按下，於是跳至S_5做等待使用者放開按鍵的處理。如果讀到row等於f (4’b1111)就代表在column 3上的4個按鍵（1， 5， g， d）沒有被按下，於是跳回至S_0，因此FSM跳回Idle state即掃描完4個column 都沒有發現任何按鍵被按下。狀態S_5：等待使用者放開按鍵的狀態，如果使用者沒放開按鍵就一直停
實驗四 4X4矩陣鍵盤實驗
4X4矩陣鍵盤輸入並輸出至七段式顯示器
底板子4x4矩陣按鍵

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。

单片机4×4矩阵键盘设计方案

1、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。

2、参考电路图14.24×4矩阵式键盘识别电路原理图3、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。

4、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。

5、程序流程图(如图14.3所示)6、汇编源程序;;;;;;;;;;定义单元;;;;;;;;;;COUNTEQU30H;;;;;;;;;;入口地址;;;;;;;;;;ORG0000HLJMPSTARTORG0003HRETIORG000BHRETIORG0013HRETIORG001BHRETIORG0023HRETIORG002BHRETI;;;;;;;;;;主程序入口;;;;;;;;;;ORG0100HSTART:LCALLCHUSHIHUALCALLPANDUANLCALLXIANSHILJMPSTART;;;;;;;;;;初始化程序;;;;;;;;;; CHUSHIHUA:MOVCOUNT,#00HRET;;;;;;;;;;判断哪个按键按下程序;;;;;;;;;; PANDUAN:MOVP3,#0FFHCLRP3.4MOVA,P3ANLA,#0FHXRLA,#0FHJZSW1LCALLDELAY10MSJZSW1MOVA,P3ANLA,#0FHCJNEA,#0EH,K1MOVCOUNT,#0LJMPDKK1:CJNEA,#0DH,K2MOVCOUNT,#4 LJMPDKK2:CJNEA,#0BH,K3 MOVCOUNT,#8 LJMPDKK3:CJNEA,#07H,K4 MOVCOUNT,#12K4:NOPLJMPDKSW1:MOVP3,#0FFH CLRP3.5MOVA,P3ANLA,#0FH XRLA,#0FHJZSW2 LCALLDELAY10MS JZSW2MOVA,P3ANLA,#0FH CJNEA,#0EH,K5 MOVCOUNT,#1LJMPDKK5:CJNEA,#0DH,K6 MOVCOUNT,#5 LJMPDKK6:CJNEA,#0BH,K7 MOVCOUNT,#9 LJMPDKK7:CJNEA,#07H,K8 MOVCOUNT,#13K8:NOPLJMPDKSW2:MOVP3,#0FFH CLRP3.6MOVA,P3ANLA,#0FH XRLA,#0FHJZSW3 LCALLDELAY10MS JZSW3MOVA,P3ANLA,#0FHCJNEA,#0EH,K9 MOVCOUNT,#2 LJMPDKK9:CJNEA,#0DH,KA MOVCOUNT,#6 LJMPDKKA:CJNEA,#0BH,KB MOVCOUNT,#10 LJMPDKKB:CJNEA,#07H,KC MOVCOUNT,#14 KC:NOPLJMPDKSW3:MOVP3,#0FFH CLRP3.7MOVA,P3ANLA,#0FH XRLA,#0FHJZSW4 LCALLDELAY10MS JZSW4ANLA,#0FHCJNEA,#0EH,KD MOVCOUNT,#3LJMPDKKD:CJNEA,#0DH,KE MOVCOUNT,#7LJMPDKKE:CJNEA,#0BH,KF MOVCOUNT,#11LJMPDKKF:CJNEA,#07H,KG MOVCOUNT,#15KG:NOPLJMPDKSW4:LJMPPANDUANDK:RET;;;;;;;;;;显示程序;;;;;;;;;; XIANSHI:MOVA,COUNT MOVDPTR,#TABLEMOVCA,@A+DPTRLCALLDELAYSK:MOVA,P3ANLA,#0FHXRLA,#0FHJNZSKRET;;;;;;;;;;10ms延时程序;;;;;;;;;; DELAY10MS:MOVR6,#20D1:MOVR7,#248DJNZR7,$DJNZR6,D1RET;;;;;;;;;;200ms延时程序;;;;;;;;;; DELAY:MOVR5,#20LOOP:LCALLDELAY10MSDJNZR5,LOOPRET;;;;;;;;;;共阴码表;;;;;;;;;;TABLE:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H DB7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H7、C语言源程序#includeunsignedcharcodetable[]={0x3f,0x66,0x7f,0x39,0x06,0x6d,0x6f,0x5e,0x5b,0x7d,0x77,0x79,0x4f,0x07,0x7c,0x71};voidmain(void){unsignedchari,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// {case0x0e:key=0;break;case0x0d:key=1;break;case0x0b:key=2;break;case0x07: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// {case0x0e:key=4;break;case0x0d:key=5;break;case0x0b:key=6;break;case0x07: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){case0x0e:key=8;break;case0x0d:key=9;break;case0x0b:key=10;break;case0x07:key=11;}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){case0x0e:key=12;break;case0x0d:key=13;case0x0b:key=14;break;case0x07:key=15;break;}P0=table[key];}}}}8、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矩阵键盘

XTAL1
19
XTAL2
18
RST
9
PSEN ALE EA
29 30 31
P1.0/T2 P1.1/T2EX P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
1 2 3 4 5 6 7 8
一、矩阵键盘义定单片机外部设备中使用的排布类似于矩阵形式的按键组。
0
Y0
1
2
3
4
Y1
5
6
7
8
Y2
9
A
B
C
Y3
D
E
F
Y4 Y5 Y6 Y7
二、使用矩阵键盘优点在按键数量较多时，减少I/O口资源的占用，通常采用矩阵键盘。
三、教学任务：设计一个4×4矩阵键盘，其键值为0---F,按下按键，数码管显示相应键值,要求用行扫描法识别键盘，且键盘要有去抖动功能。
//键值表
//共阳极数码管编码表
// 定义变量类型 //大循环 //置行为低电平0，列为高电平1，读列值。 //判断有，无键盘按下 //去抖延迟 //如果if的值为真，这时可以确定有键盘按下 //存储列读入的值 //置列为0，行为1，读行值。 //位或运算，求键值，赋给key //查找键值表，确定所按键的序号
P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD AT89C52

课程设计(论文)-8255扫描键盘(4X4)显示设计

课程设计（论文）-8255扫描键盘（4X4）显示设计目录8255扫描键盘,4X4,显示:一、设计要求………………………………………… 1 二、设计目的………………………………………… 1 三、主要芯片及器件介绍…………………………… 1 四、电路原理图………………………………………5 五、编程方法................................................ 7 六、设计体会................................................ 10 七、参考文献 (10)1系别:电子电气工程系专业名称:电子信息工程班级:电子,3,班学生姓名:学号:20048602115指导教师:2006 年 8 月 29 日2一、设计要求利用可编程并行接口8255芯片与MCS-51单片机相连做一个有输入/输出的并行接口。

输入端口接4×4的键盘，输出端口接8个七段数码管，作为输出显示。

二、设计目的1(理解MCS-51单片机输入输出的原理及工作方式。

2(掌握8255的编程方法。

3(掌握利用8279实现编码式键盘的连接和编程方法。

4(掌握多个七段数码管按位显示的实现方法。

三、主要芯片及器件介绍1(可编程并行接口 82558255是8位通用可编程并行输入输出接口芯片，它具有很强的功能，在使用时可利用软件编程来指定完成它的功能。

1(8255的外部引线如图1:D0~D7:双向数据信号线。

用来传送数据和控制字。

RD:读信号线。

通常接系统总线的IOR。

:写信号线。

通常接系统总线的IOW。

WD:片选输入端，低电平有效。

CSA0 A1:口地址选择信号线。

8255内部有3个口(即A口，B口，C口)还有一个控制寄存器，他们即可由程序寻址。

A0 A1 上的不同编码可分别寻址上述3个口号一个控制寄存器，具体规定如下:A0 A1 选择0 0 A口0 1 B口1 0 C口1 1 控制寄存器图 1 8255管脚图A0 A1与一起决定8255的接口地址。

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。

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。

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。

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。

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。

4x4矩阵键盘扫描原理

4x4矩阵键盘扫描原理
4x4矩阵键盘扫描原理是一种常用的键盘扫描方法，也称为矩阵键盘扫描。

它可以将多个按键连接在一起并使用较少的引脚来检测按键的状态。

4x4矩阵键盘由4行和4列组成，共有16个按键。

通常使用单片机或电路来进行扫描，以下是简要的原理：
1. 行扫描：首先，将行引脚设置为输出，同时将列引脚设置为输入，并将其上拉或下拉。

所有行引脚中只有一个为低电平，其余为高电平。

然后逐行检测按键状态。

2. 列检测：对于每一行，将对应的行引脚置为低电平后，检测列引脚的电平状态。

如果有按键按下，则相应的列引脚会变为低电平。

通过读取列引脚的状态，可以确定按键的位置。

3. 组合键：由于只能一次检测一行，因此当同时按下多个按键时，可能会导致误检。

为了解决这个问题，可以在检测到按键按下时，延迟一段时间，并再次检测按键的状态。

如果在第二次检测时仍然检测到按键按下，则确认按键有效。

4. 反向扫描：为了检测按键的释放状态，可以将行引脚设置为输入，列引脚设置为输出，并将其置为低电平。

然后逐列检测行引脚的电平状态，如果有按键释放，则相应的行引脚会变为高电平。

通过不断地循环扫描所有的行和列，可以实时检测按键的状态，并根据需要进行相应的处理。

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。