PADS Logic设计---第7章 单片机按键输入电路设计
单片机键盘输入编程电路设计
单片机键盘输入编程电路设计
输入电路的设计
1、电路的结构
本文的电路设计主要是用于实现单片机键盘输入编程的功能，所以电路的结构从上到下分为三部分，分别是：
（1）键盘输入部分：由上排按键及下排按键，两排按键组成。
（2）电源部分：由DC电源组成。
（3）输出部分：由多路复用器（一般称为MUX），控制部分组成，多路复用器可以将键盘输入的按键信号转变为单片机可以识别的数据位，控制部分是连接单片机的部分，可以与单片机连接，以实现键盘输入指令的操作。
2、基本电路
本文设计的电路主要由以下电路组件构成：
（1）DC电源：由7805，5V的DC电源模块组成，用于给键盘、多路复用器和控制部分提供电源。
（2）键盘输入部分：由上排按键及下排按键组成，每行按键由四列电路器件组成，四列电路器件的抽头线连接在一起，以实现按键的控制，当按键按下时，输入信号为低电平，反之，当按键处于松开状态时，输入信号为高电平。
（3）多路复用器：多路复用器主要用于将键盘输入的多个按键信号转换为单片机可以识别的数据，该多路复用器的信号输入端接收键盘上每行按键输入的信号。
PADS_LOGIC原理图设计指导书
BOM清单的设置与输出
Format和Clipboard View按如下设置.
在Clipboard View选项中,分别选择Select All 和 Copy,这样就把BOM的内容直接 粘贴到标准的归档EXCEL表格中,方便,快捷。
BOM清单的设置与输出
上面就是在PADS LOGIC直接粘贴到EXCEL的BOM清单和现在设计手工输出的清单 一样。这样能快速、准确输出BOM清单，提高了效率并大大减少出错机会。
• 打开PCB设计软件：PADS Layout,把刚才生成的网表导入（Import） • 查看导入的结果，是否有错误的提示。 • 保存文件。
生成网络表与关联PCB
• 现在把PADS LOGIC和PADS LAYOUT进行关联，以及交互式布局、布线。 在PADS LOGIC中打开菜单：Tools-Pads Layout,
解决办法：1、看看L1、L2，是否需要导入PCB中或删除，直接进行相关 操作。 2、看看原理图中不同的网络如AAA、ABC等，根据需要作相应处理。
常见问题及解决方法
•原理图-原理图进行比较：执行Pads logic-Tools-Compare/ECO
根据上面的报告：新原理图文件比旧文件封装多了Q4、Q5，网络 多了CLK、DATA，然后根据需要进行修改。 •PCB-PCB，也可以进行类似的操作，进行比较。
添加元件与连线
有时在增加元件时,会有下图的提示,按元件的类型给它适当的字母字符就可以了.
添加元件与连线
增加运放、门电路等逻辑元件时，在调出一个逻辑门时，可直接点击或点击右键， 执行Duplicate命令把其他的门添加进来。
添加元件与连线
对于运放、门电路等逻辑元件，电源、地网络的定义如下图所示：
单片机键盘输入编程
学习过单片机技术的人都知道，单片机的按键输入一般可分为简单的独立式按键输入及行列式键盘输入两种。
图1为简单的独立式键盘输入示意图，独立式键盘输入适合于按键输入不多的情况（<5个按键），具有占用口线较少、软件编写简单容易等特点。
图2为行列式键盘输入示意图，列线接P1.0~P1.3，行线接P1.4~P1.7。
行列式键盘输入适合于按键输入多的情况，如有16个按键输入，用简单按键输入用要占用2个输入口（共16位），而使用行列式键盘输入只需占用一个输入口（8位）。
但行列式键盘输入软件编写较复杂，对初学者而言有一定的难度。
以上略谈了一下按键输入的情况。
在很多状态下，按键输入的值要同时要在LED数码管上显示出来。
如一个按键设计为输入递增（加法）键，可以设计成每点按一下，数值递增加1，同时在LED数码管上显示出来；也可设计成持续按下时，数值以一定时间间隔（如0.3秒）累加。
但是当欲输入值较大时（如三位LED数码管作输入显示时的输入值最大为999），则可能按下键的时间太长（最长达300秒），看来这种方式只适用于一位或至多两位数值（最大99）的输入。
当然你也可多设几个键，每个键只负责一位数值的输入，但这样会占用较多的口线，浪费宝贵的硬件资源。
大家可能见到过，一些进口的温度控制器（如日本RKC INSTRUMENT INC. 生产的REX_C700温控器）的面板设计为：温度测量值用4位LED数码管显示，输入设定值显示也用4位LED数码管，输入按键只有4个，一个为“模式设定键”，一个为“左移键”，另两个为“加法键”、“减法键”。
欲输入设定值（温控值）时，按一下“模式设定键”，程序进入设定状态，此时输入设定值显示的4位LED数码管中，个位显示最亮（稳定显示），而十、百、千位显示较暗（有闪烁感），说明可对个位进行输入。
按下“加法键”或“减法键”，即可输入个位数的值；点按一下“左移键”，变为十位显示最亮，而个、百、千位显示较暗，说明可对十位进行输入。
单片机程序设计实践教程_第07章_按键和点灯(端口输入输出)
图7-1 按键和点灯电路原理图
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7.3 系统板上硬件连线设置
除了图7-2所示按键和点灯系统板上的硬件连线图中圈出部分要
插短接片，其他连接插线的设置在读者没有理解整个开发板的使用 方法前，请勿随意设置，否则将导致开发板的损坏或某些芯片的烧
毁，如果没有特别的说明，余下章节所介绍的项目的硬件连线设置
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7.2 项目任务
本项目通过单片机P1口完成其对端口的输入与输出控 制，按键作为端口输入信号源，LED灯作为端口输出信号 的状态指示。如图7-1，板上的按键S17为独立按键，与红 色和绿色LED灯D18、D19分别接STC89C52RC单片机的 P17、P10和P11引脚。 本项目是通过编写相应程序，实现开机后D18和D19亮 1.5s左右，然后红灯亮绿灯灭。当S17键被按下时，红灯 灭绿灯亮；释放S17键，红灯重新亮、绿灯重新灭。
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图7-4 按键和点灯的系统功能图
以上介绍的对单片机单个端口的输入和输出控制属于单片机的端 口控制，系统功能图如图7-4所示，它的最大特点就是在同一时刻 只能对单片机某个端口的一位进行控制。如，P10和P11引脚控制输 出低电平点亮红灯和绿灯，在程序中是用诸如RedLed=1这样的顺 序语句实现的。与端口控制相对应的是单片机的总线控制，在第8 章项目中将会详细加以介绍。
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7.6.7 main主函数
void main(void)是C51程序的入口函数，每一个C51 在大括号里面书写程序内容。
程序只有一个主函数，函数后面一定有一对大括号“{}”，
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7.6.8 延时函数的说明
void delay(uchar)函数完成给定时间的延时任务，由于单片 机执行指令的速度很快，如果不进行延时，灯亮之后马上就灭，灭 了之后又会亮，速度太快，人眼很难分辨。 void delay(uchar)函数的定义若放在主函数main之后，则必 须要加以声明，main函数后面的void delay(uchar){…}就是函数 体的定义，大括号里的指令设定了函数将要完成的主要功能。值得 一提的是，延时函数void delay(uchar)中设定的时间并不是很准确， 只是一个大概的时间，准确的时间间隔设定在此没有必要，只要近 似即可。 如果要对单片机进行准确地时间定时，应从单片机的定时器或 外部时钟芯片获取时钟源，在后面章节的项目中将会陆续介绍这方 面的知识。
单片机按键程序设计及电路设计
单片机按键程序设计及电路设计
在单片机应用系统中，按键主要有两种形式：1、直接按键；2、矩阵编码键盘。
直接按键的每个按键都单独接到单片机的一个I/O 口上，直接按键则
通过判断按键端口的电位即可识别按键操作；而矩阵键盘通过行列交叉按键编
码进行识别。
下面我们以S51 增强型单片机实验板的直接按键来学习单片机轻触按键在单片机系统中的应用。
S51 增强型单片机实验板的4 个轻触按键原理图
图1S51 增强型单片机轻触按键原理图
一、按键时序分析
通常所用的按键为轻触机械开关，正常情况下按键的接点是断开的，当我
们按压按钮时，由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳
定地接通，在断开时也不会一下子断开。
因而机械触点在闭合及断开的瞬间均
伴随有一连串的抖动，按键的时序如下图2 所示，抖动时间的长短由按键的机械特性及操作人员按键动作决定，一般为5ms～20ms；按键稳定闭合时间的长短是由操作人员的按键按压时间长短决定的，一般为零点几秒至数秒不等。
轻触按键操作时序示意图
图2
从上面图2 中我们可以看到，一次完整的击键过程，包含以下5 个阶段：1. 等待阶段：此时按键尚未按下，处于空闲阶段。
2. 前沿（闭合）抖动阶段：此时按键刚刚按下，但按键信号还处于抖动状态，这个时间一般为
5~20ms。
为了确保按键操作不会误动作，此时必须有个前沿消抖动延时。
3. 键稳定阶段：此时抖动已经结束，一个有效的按键动作已经产生。
系统应该在。
单片机输入输出电路设计
引言随着微电子技术和计算机技术的发展，原来以强电和电器为主、功能简单的电气设备发展成为强、弱电结合，具有数字化特点、功能完善的新型微电子设备。
在很多场合，已经出现了越来越多的单片机产品代替传统的电气控制产品。
属于存储程序控制的单片机，其控制功能通过软件指令来实现，其硬件配置也可变、易变。
因此，一旦生产过程有所变动，就不必重新设计线路连线安装，有利于产品的更新换代和订单式生产。
传统电气设备采用的各种控制信号，必须转换到与单片机输入／输出口相匹配的数字信号。
用户设备须输入到单片机的各种控制信号，如限位开关，操作按钮、选择开关、行程开关以及其他一些传感器输出的开关量等，通过输入电路转换成单片机能够接收和处理的信号。
输出电路则应将单片机送出的弱电控制信号转换、放大到现场需要的强输出信号，以驱动功率管、电磁阀和继电器、接触器、电动机等被控制设备的执行元件，能方便实际控制系统使用。
1 输入电路设计一般输入信号最终会以开关形式输入到单片机中，以工程经验来看，开关输入的控制指令有效状态采用低电平比采用高电平效果要好得多，如图1如示。
当按下开关Sl时，发出的指令信号为低电平，而平时不按下开关S1时，输出到单片机上的电平则为高电平。
该方式具有较强的耐噪声能力。
若考虑到由于TTL电平电压较低，在长线传输中容易受到外界干扰，可以将输人信号提高到+24 V，在单片机入口处将高电压信号转换成TTL信号。
这种高电压传送方式不仅提高了耐噪声能力，而且使开关的触点接触良好，运行可靠，如图2所示。
其中，D1为保护二极管，反向电压≥50 V。
为了防止外界尖峰干扰和静电影响损坏输入引脚，可以在输入端增加防脉冲的二极管，形成电阻双向保护电路，如图3所示。
二极管D1、D2、D3的正向导通压降UF≈0．7 V，反向击穿电压UBR≈30 V，无论输入端出现何种极性的破坏电压，保护电路都能把浚电压的幅度限制在输入端所能承受的范围之内。
即：VI～VCC 出现正脉冲时，D1正向导通；V1～VCC出现负脉冲时，D2反向击穿；VI与地之间出现正脉冲时，D2反向击穿；V1与地之间出现负脉冲时，D3正向导通，二极管起钳位保护作用。
单片机常用按键电路
单片机常用按键电路单片机组成的小系统中，有的需要人机交互功能，按键是最常见的输入方式。
最常见的按键电路大致有，一对一的直接连接和动态扫描的矩阵式连接两种。
左右两个电路作用一样，区别是左边CPU的输入端常态为高电位，按下按键时为低电位；右边的常态为低电位，按下按键是高电位。
这样的电路简单直接，一个按键独占一个端口，在按键数量较少端口数量富裕时可以直接使用。
很多场合需要的按键数比较多，要尽量少地占用端口就必须使用矩阵式的按键链接。
如下图：图中将按键按行列矩阵的方式排列，其中的每一行公用一根行线，每一列公用一根列线。
以此图为例，16个按键，按一对一方式连接的话需要16个端口，而按这样的矩阵方式链接只需要8个端口，图中的Px,Py为CPU的IO端口，在本例中可以使用不同的端口也可以使用同一个8位端口。
上拉电阻不是必须，单片机IO 口内部有上拉电路时此处就可省略。
这个电路的工作原理是采用程序扫描的方式检测某个按键状态。
比如将Px口的4位全置为低电平，这时如果没有任何按键按下的话，从Py口读回的4位应全为高，而如果有某一键按下，则对应按下键的那一列的位读回值将为低。
这样就能知道按下键所在的列;接着确定按键所处行，把Py口的输入值作为输出，Px全部置高并读取输入，就能得到按键所在行位置,于是就确定了所按按键的行列位置。
扫描可以有两种实现的方法，一种是全行全列扫描，一种是逐行全列扫描。
上面的例子其实就是全行全列扫描方式，其特点是，一个流程就能知道是否有按键按下，并能确定按下按检测行列值，检测步骤简单迅速。
但作为行列接口的Px,Py 必须是双向的，亦即同时具有输入输出功能，单片机的端口基本都能满足。
换种检测方式，就是先给定行，再检测列。
比如行端口Px每次输出不是全部，而是只有一位输出为低，也就是预先给定了行，那么对应行有按键按下时，Py读回的值就代表按键所在列。
Px口按位逐一输出低，每次读回Py值，这样的处理方式，更贴近扫描的含义。
单片机与键盘或按键接口设计与实现方法
单片机与键盘或按键接口设计与实现方法单片机与键盘或按键接口设计是嵌入式系统开发中常见的任务，它可以实现通过键盘或按键输入控制单片机的功能。
本文将介绍单片机与键盘或按键接口设计的基本原理和实现方法。
一、基本原理单片机与键盘或按键接口设计的基本原理是通过将键盘或按键连接到单片机的IO口，利用IO口的输入功能来获取输入信号，并进行相应的处理。
在接口设计中，常见的有行列式键盘接口和矩阵式键盘接口两种方式。
1. 行列式键盘接口行列式键盘接口是一种常见的键盘接口设计方式。
它将键盘的行线和列线通过矩阵的方式连接到单片机的IO口。
当按下某个键时，单片机通过扫描每一行或每一列的电平变化，来检测按键的触发信号。
通过扫描方式，可以确定按下的键是哪一个。
行列式键盘接口的设计步骤如下：（1）将键盘的行线和列线分别连接到单片机的IO口。
（2）将行线接入IO口的输出引脚，并设置为高电平输出状态。
（3）将列线接入IO口的输入引脚，并设置为上拉输入状态。
（4）单片机通过改变行线的输出状态，逐行扫描键盘。
具体方法是将某一行的输出引脚设置为低电平，然后扫描各列的输入引脚，检测是否有低电平表示某个键被按下。
2. 矩阵式键盘接口矩阵式键盘接口是另一种常见的键盘接口设计方式。
它将键盘的每一个按键连接到单片机的IO口，通过设置IO口的输入输出模式和状态来检测按键的触发信号。
矩阵式键盘接口的设计步骤如下：（1）将键盘的每一个按键分别连接到单片机的IO口。
（2）将IO口的输入输出模式设置为相应的模式，如输入模式或输出模式。
（3）设置IO口的状态，如上拉输入状态或输出高电平状态。
（4）根据需要，单片机不断扫描每一个IO口，检测按键的触发信号。
二、实现方法实现单片机与键盘或按键接口可以使用各种软件开发工具，如Keil、IAR等，配合相应的编程语言，如C语言或汇编语言。
下面分别介绍两种接口设计的实现方法。
1. 行列式键盘接口实现方法在行列式键盘接口设计中，需要设置IO口的输入输出状态和扫描方法。
单片机按键模块设计
单片机按键模块设计一、按键的类型：常见的按键类型有触碰式按键和带弹起装置的按键。
触碰式按键是指按键被按下后立即触发，不需要弹起；带弹起装置的按键是指按键按下后，需要抬起按键才能触发。
在实际应用中，可以根据需求选择不同的按键类型。
二、按键接口电路设计：按键的接口电路设计主要包括按键接口电路、按键防抖电路和按键矩阵电路等。
1.按键接口电路：按键接口电路主要是将按键与单片机之间进行电气连接，常见的接法有串联和并联两种。
串联方式是将多个按键的一端连接在一起，另一端分别接到单片机的不同IO口上；并联方式是将多个按键的一端分别接到单片机的不同IO口上，另一端连接在一起。
2.按键防抖电路：按键的机械结构导致按键的抖动现象，防抖电路可以有效减少抖动现象对系统产生的误触发。
常见的按键防抖电路包括RC电路和Schmitt触发器电路。
RC电路是利用电容和电阻的充放电时间常数来实现防抖效果。
当按键按下时，电容充电，使得电压上升，当按键释放时，电容放电，电压下降。
通过设置合适的RC时间常数，可以实现按键去抖动功能。
Schmitt触发器电路是一种双稳态电路，在输入信号变化时具有滞后特性。
通过设置适当的阈值电平，可以实现按键去抖动功能。
3.按键矩阵电路：按键矩阵电路可以节省IO口的使用，适用于大量按键的情况。
按键矩阵电路由行线和列线组成，每个按键位于行线和列线的交叉点上。
当按键按下时，对应的行线和列线之间会有接通，通过扫描电路可以检测到按键的状态。
三、软件处理：按键的软件处理主要涉及按键扫描和按键状态判断等方面。
1.按键扫描：按键扫描是通过循环扫描每个按键的状态来获取按键的触发信号。
可以采用软件定时器或硬件定时器来控制扫描周期。
2.按键状态判断：根据按键的接口电路设计，可以判断按键的触发方式。
对于触碰式按键，当检测到按键按下时，可以直接触发相应的处理；对于带弹起装置的按键，当检测到按键按下时，需要等待按键释放，通过检测按键释放的信号来触发相应的处理。
单片机键盘输入课程设计
C语言编程实现键盘输入
键盘输入：通过键盘获取用户输入的字 符或数字
编程实现：使用C语言编写程序，实现键 盘输入的功能
输入函数：使用scanf()函数或getchar() 函数获取键盘输入
输出函数：使用printf()函数或 putchar()函数输出键盘输入的字符或数 字
软件调试与测试
软件调试：通过运 行程序，发现并修 复程序中的错误
软件测试：通过运 行程序，验证程序 的功能和性能是否 符合预期
调试方法：断点调 试、单步调试、日 志调试等
测试方法：单元测 试、集成测试、系 统测试、压力测试 等
综合调试与测试
硬件连接：检查键盘与单片机的连接是否 正确
软件调试：编写测试程序，检查键盘输入 是否正常
Part Four
单片机键盘输入的 软件设计
扫描法实现键盘输入
扫描法原理：通过定时器定时扫描键盘，检测按键状态 扫描法步骤：初始化定时器、定时扫描、检测按键状态、处理按键事件 扫描法优点：简单易实现，适用于按键数量较少的情况 扫描法缺点：占用CPU时间，不适用于按键数量较多的情况
矩阵法实现键盘输入
调试与测试：使用 IAR Embedded Workbench的调 试工具进行调试和 测试
Part Six
单片机键盘输入的 调试与测试
硬件调试与测试
硬件连接：检查键盘与单片机的连接是否正确 软件调试：编写测试程序，检查键盘输入是否正常 硬件测试：使用示波器等设备，检查键盘输入信号是否正常 软件测试：编写测试程序，检查键盘输入是否正确处理
错误处理：处理可能出现的错误，如输 入非法字符或数字等
程序示例：给出一个使用C语言实现键盘 输入的简单示例程序
PADS Logic设计---第7章 单片机按键输入电路设计
执行菜单命令 View/Toolbars/ Drawing Tools 可打开各种工 具箱
第7章 单片机按键输入电路设计
绘制电路原理图工具
画导线 画总线 画总线分支线 设置网络标号 取用电源及接地符号 取用元件 制作方块电路盘 制作方块电路盘输入/输出端口 制作电路输入/输出端口 放置电路接点 设置忽略电路法则测试 为PCB布线到网络
第7章 单片机按键输入电路设计
绘制总线的方法
2. 绘制总线分支线并设置其属性：选择画线工具栏中的画总线分 支线工具，或执行菜单命令Place|Bus Entry，可画总线分支线。
画总线分支线工具
可设置总线分支线的位置、 线宽度及颜色等属性。
第7章 单片机按键输入电路设计
绘制总线的方法
2. 放置网络标号：画元件引脚延长线，然后单击 图标，或执行 菜单命令Place|Net Label，可在延长线上放置网络标号。
第7章 单片机按键输入电路设计
在新建的mcu.ddb中新建原理图设计文件
在设计管理 器窗口中的 mcu.ddb主目 录下选中 Document子 目录，执行 菜单命令 File/New可 进入如右界 面：
在“Document”标签页下， 选中Schmatic Document文 件类型，然后点击“OK”则 可新建原理图设计文件。 从而启动原理图编辑器。
件库，按Add按钮，然后执行OK命令完 成加载。
第7章 单片机按键输入电路设计
放置元器件（编辑元件属性）
Protel 99 SE中队原理图元件符号设置了4个属性： 1. Lib Ref（元件名称）：元件符号在元件库中的名称。在放置元件时
必须输入，但不会在原理图中显示出来。 2. Footprint（元件封装）：是元件的外形名称。一个元件可以有不同
单片机中键盘输入接口的设计与应用案例
单片机中键盘输入接口的设计与应用案例键盘输入接口在单片机中具有重要的作用，它可以实现用户与单片机之间的信息交互。
在本文中，我们将探讨单片机中键盘输入接口的设计原理，并给出一个应用案例来展示其实际应用。
一、设计原理单片机中实现键盘输入接口的基本原理是通过矩阵键盘扫描的方式进行的。
具体步骤如下：1. 连接矩阵键盘首先，我们需要将矩阵键盘与单片机连接起来。
矩阵键盘由多个按钮组成，每个按钮有一个独特的按键码。
常见的矩阵键盘有4×4和4×3两种类型。
2. 设置引脚模式接下来，我们需要设置单片机的引脚模式，将指定的引脚配置为输入模式。
这样，我们就可以通过这些引脚来读取矩阵键盘上的按键信息。
3. 扫描按键在单片机程序中，我们需要编写代码来扫描键盘。
扫描的步骤是逐行扫描矩阵键盘，通过拉低某一行的引脚，然后读取对应列的引脚状态。
如果发现某个按键被按下，则对应的引脚状态为低电平。
4. 处理按键事件一旦检测到按键按下事件，我们就可以根据按键的按键码进行相应的处理。
这可能包括显示按键信息、执行特定的功能等。
二、应用案例为了更好地理解键盘输入接口的设计与应用，我们以一个简单的密码锁系统为例来说明。
1. 系统设计这个密码锁系统需要用户通过按下特定的按键组合来输入密码，一旦输入正确，系统会开启门锁。
2. 硬件设计我们可以选择4×4矩阵键盘作为输入设备，并连接到单片机的引脚上。
3. 程序设计我们需要编写相应的程序来实现密码锁系统的功能。
程序的主要逻辑如下：（1）初始化引脚：将矩阵键盘对应的引脚设置为输入模式。
（2）密码输入：通过扫描矩阵键盘，读取按键信息。
根据按键码将按键信息存储到一个缓冲区中。
（3）密码验证：当用户输入完整的密码后，我们需要对其进行验证。
如果密码正确，则开启门锁；否则提示密码错误。
（4）功能实现：在密码验证通过后，我们可以添加一些额外的功能，例如计时器、报警器等。
4. 系统测试完成程序编写后，我们需要将代码烧录到单片机中，并测试系统的功能。
单片机按键输入课程设计
单片机按键输入课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握单片机按键输入的基本原理，理解按键去抖动和状态检测的方法。
2. 使学生了解单片机中断系统在按键输入中的应用，掌握中断处理程序的编写。
3. 帮助学生理解按键输入在实际项目中的运用，掌握相关程序设计和调试技巧。
技能目标：1. 培养学生独立编写单片机按键输入程序的能力，提高编程实践技能。
2. 培养学生通过查阅资料、动手实践等方式解决实际问题的能力。
3. 提高学生团队协作、沟通表达的能力，学会在项目中与他人合作共同完成任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对单片机编程的兴趣，激发学生学习热情，增强学习动力。
2. 培养学生严谨、细心的科学态度，养成良好的编程习惯。
3. 增强学生的自信心，使其相信自己具备解决实际问题的能力，培养克服困难的决心。
课程性质：本课程为实践性较强的单片机技术课程，旨在培养学生的编程实践能力和实际应用能力。
学生特点：学生已具备一定的单片机基础知识，具有较强的学习兴趣和动手能力，但编程实践经验不足。
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，以实际项目为载体，提高学生的编程能力和解决问题的能力。
通过分解课程目标为具体学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 单片机按键输入原理：介绍按键去抖动方法、按键状态检测原理，使学生理解按键输入的基本过程。
- 教材章节：第二章第三节“按键输入电路及其程序设计”2. 单片机中断系统：讲解中断系统的原理，以按键输入为例，介绍中断处理程序的编写方法。
- 教材章节：第三章第二节“中断系统及其应用”3. 按键输入程序设计：结合实际项目，指导学生编写按键输入程序，包括主程序和中断处理程序。
- 教材章节：第二章第四节“按键输入程序设计实例”4. 按键输入程序调试：介绍程序调试方法，培养学生独立解决问题的能力。
- 教材章节：第四章第三节“程序调试与优化”5. 实践项目：设计一个基于单片机的按键输入控制系统，让学生动手实践，巩固所学知识。
单片机与键盘输入的接口设计与应用解析
单片机与键盘输入的接口设计与应用解析引言：单片机是一种集成电路芯片，具有处理器核、存储器和输入输出引脚等组成部分，可以控制各种外部设备。
键盘是计算机和其他电子设备的常用输入设备，通过按下不同的按键来输入信息。
在许多应用中，需要将键盘与单片机相连接，以实现键盘输入的功能。
本文将深入探讨单片机与键盘输入的接口设计与应用，包括接口电路的设计原理、接口方式的选择以及相关应用案例的分析。
一、接口电路设计原理1. 键盘扫描原理键盘通常是由一系列按键按排成矩阵状的结构，每个按键都有两个触点，当按键按下时，两个触点短接，形成闭合电路。
为了检测到具体按下的按键，需要通过扫描的方式来逐个检测。
2. 电路连接方式通常，键盘与单片机之间可以通过行列式和矩阵式两种方式实现连接。
行列式连接方式即将键盘的行和列通过引脚分别连接到单片机的IO口，通过单片机的输入输出控制来检测按键信号。
矩阵式连接方式则是采用矩阵键盘的形式，将所有的按键都连接到行和列的交叉点上，通过扫描的方式来检测按键信号。
二、接口方式的选择1. 行列式连接方式的优势和劣势行列式连接方式相对简单，常用于按键较少的情况下。
它的优势在于节省IO 口的使用，通过编写简单的行列扫描程序即可实现对按键的检测。
然而，它的劣势在于不能同时检测多个按键，当同时有多个按键按下时，只能检测到其中一个。
2. 矩阵式连接方式的优势和劣势矩阵式连接方式可以同时检测多个按键，因为所有的按键都连接到行和列的交叉点上。
它的优势在于可以通过编写复杂的扫描程序，实现同时检测多个按键，并且可以检测到按键的精确位置。
然而，它的劣势在于需要占用较多的IO口，且对于按键较多的情况下，编写扫描程序较为复杂。
三、相关应用案例的分析1. 数字密码锁数字密码锁是常见的应用之一，通过将键盘与单片机连接，可以实现输入密码的功能，比如开启或关闭某个装置。
在设计中，可以选择行列式连接方式，通过扫描程序来检测按键，进而判断输入的密码是否匹配。
单片机键盘显示接口电路设计
单片机键盘显示接口电路设计设计单片机键盘显示接口电路，需要考虑到键盘输入与显示输出两个方面。
以下是一个简单的设计示例，供参考：键盘通常采用矩阵键盘连接电路的方式，通过扫描矩阵的方式读取键盘输入信息。
以下是矩阵键盘接口电路的设计流程：1.确定键盘的规格和类型：键盘一般有正方形、矩形、圆形等几种形状，需要根据键盘的规格和类型选择适合的扫描方式。
2.确定键盘的逻辑矩阵大小：根据键盘的布局和规格，确定键盘的逻辑矩阵的行和列数，例如4行4列。
3.确定键盘的连接方式：键盘的连接方式一般有行列扫描、列行扫描、行列+列行扫描等几种方式，需要根据键盘的输出信号特点和单片机的输入要求进行适当的选择。
4.设计按键输入的译码电路：将键盘的输出信号通过译码电路解码成易于读取的二进制数，以便单片机的输入端口读取。
显示输出接口电路设计一般有两种方式：数码管和液晶显示。
1.数码管显示电路设计：数码管是通过控制各个数码管的段选和位选，实现数字或字符的显示。
以下是数码管显示电路的设计流程：a.确定显示的数字或字符类型：根据设计需求，确定要显示的数字或字符类型，例如整数、小数、字母等。
b.确定数码管的位数和类型：根据显示需求，确定数码管的位数和类型，有共阴数码管和共阳数码管两种类型，需要选择适合的数码管。
c.设计数码管的译码电路：根据数码管的类型和位数，设计数码管的译码电路，将输入的数字或字符转换为控制各个数码管的段选和位选的电信号。
2.液晶显示电路设计：液晶显示器是一种常见的显示设备，通过控制液晶的极性来实现图形和字符的显示。
以下是液晶显示电路设计的流程：a.确定显示的内容类型：根据设计需求，确定要显示的内容，例如字符、图像等。
b.选择适合的液晶显示器：根据显示的内容和要求，选择适合的液晶显示器，有字符型液晶显示器和图形型液晶显示器两种类型。
c.设计液晶的驱动电路：根据液晶显示器的类型和特性，设计液晶的驱动电路，将输入的数字或字符转换为控制液晶的电信号。
单片机键盘输入课程设计.
目录第1章课程设计任务书 (2)第2章设计目的 (2)第3章设计原理与分析 (2)第4章所选元件清单 (6)第5章课程设计心得 (7)第6章参考文献 (7)附录 (8)第一章、课程设计任务书本设计以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子器件设计。
要求能显示出秒、分、时、天，可调整各个时间，采用LED八段数码管显示。
第二章、课程设计目的1、掌握51系列单片机编程原理（1）掌握单片机C51语言程序编程的思想及方法，加深对单片机的更深层次的理解，熟悉单片机的内部硬件资源。
（2）定时器中断服务子程序和外中断服务子程序各个程序段所实现的功能和编写。
（3）通过此次课程设计，学会怎么利用所学单片机知识独立设计系统，达到学于致用的目的，加深了解C51设计编程思想及开发系统的一般过程，并不断创新。
2、掌握矩阵式键盘电路的接法及工作原理（1）掌握矩阵式键盘的接法及工作原理。
（2）掌握键盘消抖的工作原理。
3、掌握矩阵式键盘电路的接法及工作原理（1）掌握矩阵式键盘键盘扫描程序的编写。
（2）掌握键盘消抖程序的编写。
4、掌握共阳八段码显示器连接,做成可调节的电子表，简单的了解单片机对显示器的控制过程；能在此基础上做成可调节的万年历。
第三章、设计原理与分析1、实验硬件电路的原理与设计A.键盘扫描识别1、识别键的闭合，通常采用行扫描法和行反转法。
行扫描法是使键盘上某一行线为低电平，而其余行接高电平，然后读取列值，如所读列值中某位为低电平，表明有键按下，否则扫描下一行，直到扫完所有行。
行反转法识别键闭合时，要将行线接一并行口，先让它工作于输出方式，将列线也接到一个并行口，先让它工作于输入方式，程序使CPU通过输出端口往各行线上全部送低电平，然后读入列线值，如此时有某键被按下，则必定会使某一列线值为0。
然后，程序对两个并行端口进行方式设置，使行线工作于输入方式，列线工作于输出方式，并将刚才读得的列线值从列线所接的并行端口输出，再读取行线上的输入值，那么，在闭合键所在的行线上的值必定为0。
单片机按键输入实现
单片机按键输入实现按键是单片机常用的输入设备之一，通过按下不同的按键可以实现不同功能的触发，如控制LED灯的亮灭、调整电子设备的参数等。
本文将介绍如何使用单片机实现按键输入功能。
一、按键输入原理在单片机中，按键通常采用矩阵键盘的形式，由行列构成。
每一个按键都与某个行和某个列相连，按下按键时，相应的行和列会短接，从而产生信号。
单片机通过扫描行和列的方式，检测到按键信号的变化，从而实现按键输入功能。
二、按键输入电路连接按键输入电路的连接方式根据具体的单片机型号和按键的数量不同而有所区别，一般情况下，可以将按键连接到单片机的GPIO口上。
具体的连接方式可以参考单片机的开发板原理图或相关文档。
需要注意的是，按键输入需要使用外部上拉电阻或者下拉电阻，以保证按键未按下时的电平状态。
三、按键输入程序设计按键输入程序的设计主要包括初始化按键的GPIO口、设置外部中断触发条件以及编写中断服务函数。
以STM32单片机为例，以下是一个简单的按键输入程序设计示例：```c#include "stm32f10x.h"void EXTI0_IRQHandler(void){if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET){// 按键按下后的处理逻辑// 可以在这里进行LED灯的控制等操作// ...EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); // 清除中断标志位}}void GPIO_Config(void){GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Perip h_AFIO, ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 设置为上拉输入模式GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; // 设置按键对应的GPIO引脚GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);}void EXTI_Config(void){GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource0); // 设置引脚为中断源EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0; // 设置中断线为对应的引脚EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; // 中断模式EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; // 下降沿触发EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);}void NVIC_Config(void){NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; // 设置对应的中断通道NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; // 设置抢占优先级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; // 设置子优先级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);}int main(void){RCC_Configuration(); // 系统时钟初始化GPIO_Config(); // GPIO初始化EXTI_Config(); // 外部中断初始化NVIC_Config(); // 中断优先级配置while(1){// 主程序逻辑// ...}}```以上示例代码中的主要步骤包括：1. 初始化按键对应的GPIO口为上拉输入模式。
单片机输入电路设计共43页文档
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
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第7章 单片机按键输入电路设计
输出元件报表清单
执行菜单命令 Reports\ Reports\Bill of Material， Material，系统弹出 Wizard向导窗口 向导窗口， BOM Wizard向导窗口， 可进入生成元件清单 向导， 向导，用户可根据自 己的需求， 己的需求，设置生成 清单的格式， 清单的格式，输出元 件报表清单。 件报表清单。
第7章 单片机按键输入电路设计
设置电路图纸相关参数
图 纸 相 关 参 数 的 设 置 ： 执 行 菜 单 命 令 Design/Options ， 打 开 Options对话框 对话框。 图纸的单位是mil mil=0 0254mm mil， mm） Document Options对话框。（图纸的单位是mil，1mil=0.0254mm）
第7章 单片机按键输入电路设计
SE常用元件库的加载 Protel99 SE常用元件库的加载
方法2 执行菜单命令 方法2：执行菜单命令Design\Browse Library，在相应窗口的 在相应窗口的Libraries设置 设置
框中点击按钮“ 框中点击按钮“Add/Remove”可弹出 可弹出 对话框， 如右图对话框，搜索到需要加载的元
第7章 单片机按键输入电路设计
单片机按键输入指示 电路设计
深圳高级技工学校电子通信系 盛春明
第7章 单片机按键输入电路设计
第7章 单片机按键输入指示电路设计
7.1 单片机按键输入指示电路原理图绘制 7.2 单片机按键输入指示电路PCB制作 单片机按键输入指示电路PCB制作 PCB
第7章 单片机按键输入电路设计
第7章 单片机按键输入电路设计
放置元器件（编辑元件属性） 放置元器件（编辑元件属性）
操作步骤： 操作步骤： 1. 加载所需元件库 放置元件操作： 2. 放置元件操作：在设计 管理窗口的“ 管理窗口的“Browse Sch”标签界面下的 标签界面下的Filter 标签界面下的 中键入需放置元件在相 关原理图元件库中的搜 索关键词， 索关键词，找到并选中 被放置元件的库名称， 被放置元件的库名称， 点击Place按钮，弹出元 按钮， 点击 按钮 件属性编辑对话框。 件属性编辑对话框。完 成元件属性编辑后， 成元件属性编辑后，点 OK，调整好元件方向， 击OK，调整好元件方向， 单击左键放置元件。 单击左键放置元件。
第7章 单片机按键输入电路设计
在新建的mcu.ddb中新建原理图设计文件 在新建的mcu.ddb中新建原理图设计文件 mcu.ddb
在设计管理 器窗口中的 mcu.ddb主目 mcu.ddb主目 录下选中 Document子 Document子 目录， 目录，执行 菜单命令 File/New可 File/New可 进入如右界 面：
第1讲 单片机按键输入指示电路原理图绘制
课程目的： 课程目的： 进一步熟练掌握原理图的设计方法和流程 进一步熟练掌握原理图的设计方法和流程 原理图的设计方法和 掌握总线的连线方法 复杂元器件的原理图符号制作
第7章 单片机按键输入电路设计
第1讲 单片机按键输入指示电路原理图绘制
1、设计目的：完成简单的由单片机扩展控制的按键输入、 设计目的：完成简单的由单片机扩展控制的按键输入、 二极管显示输出电路。 二极管显示输出电路。 2、参考原理图如下： 参考原理图如下： 参考原理图如下
第7章 单片机按键输入电路设计
绘制总线的方法
基本步骤： 基本步骤： 1. 画总线并设置总线属性 2. 绘制总线分支线并设置其属性 3. 正确放置网络标号
第7章 单片机按键输入电路设计
绘制总线的方法
1. 画总线并设置总线属性：选择画线工具栏中的画 画总线并设置总线属性： 总线工具，或执行菜单命令Place|Bus，可画总线。 总线工具，或执行菜单命令 ，可画总线。
图纸底色设置
设置图纸边框颜色
第7章 单片机按键输入电路设计
SE常用元件库的加载 Protel99 SE常用元件库的加载
原理图元件库的扩展名为*.ddb，此文件是一个容 ， 原理图元件库的扩展名为 器，可以包含一个或多个具体的元件库，这些包含在 可以包含一个或多个具体的元件库， *.ddb文件中的具体元件库的扩展名是 。 文件中的具体元件库的扩展名是.lib。 文件中的具体元件库的扩展名是 系统中自带的常用元件库是“ 在Protel99 SE系统中自带的常用元件库是“Protel 系统中自带的常用元件库是 DOS Schematic Libraries.ddb”和“Miscellaneous 和 Devices.lib”。它们在系统中存放的路径是“\Program 。它们在系统中存放的路径是“ Files\Design Explorer 99 SE\Library\Sch”。 。 在我们的教学中， 在我们的教学中，我们提供了常用的相关器件的元 件库： 常用元件库 件库：“常用元件库.ddb”。可将其存放在工作目录下。 。可将其存放在工作目录下。
放置网络标号工具 可设置网络标号名称、 可设置网络标号名称、位 方向及颜色等属性。 置、方向及颜色等属性。
第7章 单片机按键输入电路设计 Nhomakorabea放置端口的方法
图标， 单击 图标， 或执行菜单命 令Place|Port， ， 可执行放置端 口的操作。 口的操作。
可设置I/O端 可设置I/O端 I/O 口的名称、外 口的名称、 形、电气特性 及颜色等属性。 及颜色等属性。
第7章 单片机按键输入电路设计
复合元件的不同单元原理图符号制作
任务： 任务：要求绘制本例中复合元件 74LS00的不同单元的原理图元件 74LS00的不同单元的原理图元件 符号。 符号。 操作步骤： 操作步骤： 1. 在MySchLib.Lib中新建元件 MySchLib.Lib中新建元件 2. 复制现元件库中的与非门元件 3. 将复制的元件粘贴到本新建元件中 4. 根据已有元件绘制自己的新元件符号 5. 6. 7. 建立其他Part单元 建立其他Part单元 Part 放置VCC GND引脚 VCC和 放置VCC和GND引脚 定义元件属性
第7章 单片机按键输入电路设计
创建和保存一个新的设计数据库文件
首先执行 File/New菜 File/New菜 单命令可进 入如右界面： 入如右界面：
主菜单 主工具栏 设计管理窗口
在此输入新建设计数据 库文件名： 库文件名：mcu.ddb
在硬盘根目录下创建一个 设计文件工作目录。 设计文件工作目录。 E:\protel_test， 如：E:\protel_test，新 建的设计数据库文件就建 立在此目录下。 立在此目录下。
画总线工具 可设置总线宽度及 颜色等属性。 颜色等属性。
第7章 单片机按键输入电路设计
绘制总线的方法
2. 绘制总线分支线并设置其属性：选择画线工具栏中的画总线分 绘制总线分支线并设置其属性： 支线工具，或执行菜单命令Place|Bus Entry，可画总线分支线。 支线工具，或执行菜单命令 ，可画总线分支线。
元件库中的型号 元件的封装形式 元件序号 元件类型 图纸号 功能块序号
第7章 单片机按键输入电路设计
常用元器件在原理图元件库中的名称
第7章 单片机按键输入电路设计
常用元器件在PCB元件库中的封装名称 常用元器件在PCB元件库中的封装名称 PCB
第7章 单片机按键输入电路设计
放置元器件（编辑元件属性） 放置元器件（编辑元件属性）
标签页下， 在“Document”标签页下， Document 标签页下 选中Schmatic Document文 选中Schmatic Document文 件类型，然后点击“OK”则 件类型，然后点击“OK 则 可新建原理图设计文件。 可新建原理图设计文件。 从而启动原理图编辑器。 从而启动原理图编辑器。
画总线分支线工具 可设置总线分支线的位置、 可设置总线分支线的位置、 线宽度及颜色等属性。 线宽度及颜色等属性。
第7章 单片机按键输入电路设计
绘制总线的方法
2. 放置网络标号：画元件引脚延长线，然后单击 放置网络标号：画元件引脚延长线， 图标， 图标，或执行 菜单命令Place|Net Label，可在延长线上放置网络标号。 菜单命令 ，可在延长线上放置网络标号。
第7章 单片机按键输入电路设计
电路的ERC检查 电路的ERC检查 ERC
执行菜单命令Tools\ERC， 执行菜单命令Tools\ERC，可对 Tools 所绘制的原理图电路进行电气法则 检查， 检查，以测试设计者在物理连接上 的错误。 的错误。
第7章 单片机按键输入电路设计
输出网络表
执行菜单命令 Design\ Design\Create Netlist， Netlist，可对所 绘制的原理图电路 生成网络表。 生成网络表。为后 PCB设计做准备 设计做准备。 续PCB设计做准备。
件库， Add按钮，然后执行OK命令完 件库，按Add按钮，然后执行OK命令完 按钮 OK 成加载。 成加载。
第7章 单片机按键输入电路设计
放置元器件（编辑元件属性） 放置元器件（编辑元件属性）
SE中队原理图元件符号设置了 个属性： 中队原理图元件符号设置了4 Protel 99 SE中队原理图元件符号设置了4个属性： Ref（元件名称）：元件符号在元件库中的名称。 ）：元件符号在元件库中的名称 1. Lib Ref（元件名称）：元件符号在元件库中的名称。在放置元件时 必须输入，但不会在原理图中显示出来。 必须输入，但不会在原理图中显示出来。 Footprint（元件封装）：是元件的外形名称。 ）：是元件的外形名称 2. Footprint（元件封装）：是元件的外形名称。一个元件可以有不同 的外形，即可以有多种封装形式。主要用于PCB设计。 PCB设计 的外形，即可以有多种封装形式。主要用于PCB设计。这一属性值在 原理图中不显示。 原理图中不显示。 3. Designer（元件标号）：元件在原理图中的序号。 Designer（元件标号）：元件在原理图中的序号。 ）：元件在原理图中的序号 Type（元件标注或类型）： 10K、0.1UF、LM7805等 ）：如 4. Part Type（元件标注或类型）：如10K、0.1UF、LM7805等。 这四个属性中， Ref（元件名称）必须输入具体内容， 这四个属性中，Lib Ref（元件名称）必须输入具体内容，否则系 统找不到元件；Designer（元件标号）也应输入， 统找不到元件；Designer（元件标号）也应输入，如果没有输入具体 的元件标号， 元件标号前缀如U？，Part 的元件标号，系统自动给相互一个默认的 元件标号前缀如U？，Part Type（元件标注或类型）可以不输入具体值，对于Footprint Footprint（ Type（元件标注或类型）可以不输入具体值，对于Footprint（元件 封装），如果绘制的原理图需要转换成PCB ），如果绘制的原理图需要转换成PCB图 则该项必须输入。 封装），如果绘制的原理图需要转换成PCB图，则该项必须输入。