x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。

由—(列)和—（行）组成4*4矩阵键盘，p0口接LED静态显示电路。由于p0口内部无上拉电阻，因此必须外部接上上拉电阻，其值的选择可以根据LED数码管发光电流及其亮度来决定。

通过编写4*4键盘的驱动程序，当有键盘按下时，能够在数码管显示器与按键的键值对应的数字。

最常见键盘布局如下图所示。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，这也是单片机系统中最常见的形式，本设计就采用这个键

盘模式。

图

本设计任务和主要内容

本论文主要研究单片机控制的键盘识别显示系统，分别对按键信息和显示电路以及软、硬件各个部分进行研究。

主要内容如下：

根据矩阵式键盘的特点，进行键盘控制系统的整体研究与设计；

熟练掌握protues 软件的使用，并能够按要求对设计的电路进行仿真，实现相应的功能；

LED 实时显示按键的信息；

采用软件编程的方法实现按键信息的提取和显示。

第二章：方案论证

用proteus 仿真软件进行仿真

按照设计任务在proteus 7professional 中绘制电路原理图。

根据设计任务的要求编写程序，画出程序流程图，并在proteus 下进行仿真，实现相应功能。

以AT89C51为核心，设计系统硬件电路，并根据所设计的电路制作实物。

第三章：系统硬件电路的设计

原理图绘制说明

用AT89C51单片机对4*4矩阵键盘进行动态扫描，当按键盘的键时，可以将相应的按键值（0~F ）实时显示在数码管上。4*4矩阵键盘是用4条I/O 线作为行线，4

条

I/O线作为列线，在行线和列线的交叉点上设置一个按键，每个按键有它的行值和列值。

在“单片机系统”区域中，把单片机的－端口通过8联拨动拨码开关连接到“4×4行列式键盘”区域的相应端口上。

在“单片机系统”区域中，把单片机的－端口连接到“静态数码显示模块”区域中的任何一个a－g端口上；要求：对应着a，对应着b，……，对应着g。

画出流程图

流程开始先对第一列进行扫描，如果没有按键，再对第二列、第三列、第四列分别进行扫描，如果没有返回到开始；如果第一列有按键，分别对第一行、第二行、第三行、第四行进行扫描，若有按键按下分别显示0、1、2、3；第二列、第三列、第四列类似第一列，分别对第一行、第二行、第三行、第四行进行扫描，有按键相应的显示出数值。

判断有无按键按下的方法是：

第一步，置列线—为输入状态，从行线—输出低电平，读入列线数据，若某一列线为低电平，则该列线上有键闭合。

第二步，行线轮流输出低电平，从列线—读入数据，若有某一列为低电平，则对应行线上有按键按下。

综合一二两步的结果，可以确定按键的编号。

但是键闭合一次只能进行一次键功能操作，因此必须等到按键释放后，再进行键功能操作，否则按键一次，有可能会连续多次进行同样的操作。

流程图如下: