矩阵键盘--力天手把手教你学单片机之实战篇四

主讲人：尹延辉
版权：力天电子
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新语新知 ——键盘接口扩展
实验二十三 定时中断扫描矩阵键盘
实验目的：初步了解矩阵键盘的工作原理与编程方法。 实验现象：实验板上的 4×4 矩阵键盘从右下角开始编码为 1 ，从右至左 、从下到上的顺序递增，有按键按下后相应的键码的二进制值显示在流水 灯上（同实验二十一）。 实验原理：同实验二十一，只是将扫描过程放在了定时器中断中进行。
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LT-Super51学习板 矩阵键盘电路图
VCC GND 3 S15 1 2 OUTPUT CR.OUT ACS1 AD0 AD1 AD2 AD3 AD4 AD5 AD6 AD7 1 11 2 3 4 5 6 7 8 9 U22 E L D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 VCC GND Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 VCC 20 10 19 18 17 16 15 14 13 12
实验题
重做实验二十一 ( 定时中断方式扫描数码管 ) ，将扫描的定时间隔由 1mS 分别改为 0.5mS 、 10mS 、 20mS ，观察实验现象有何变化。 重做实验二十一 ( 定时中断方式扫描数码管 ) ，定时中断改由定时器 1 实现。
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4X4矩阵键盘 S11
GND SW-11 S21
S12
S13
S14
SW-12 S22
SW-13 S23
SW-14 S24
OUT4 OUT5 OUT6 OUT7
OUT7 OUT6 OUT5 OUT4
SW-21 S31
SW-22 S32
SW-23 S33
SW-24 S34
U2 1 2 3 4 5 6 7 8 REST VCC S5 C1 RESET 104 R2 10K GND WR 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 X1 12-40M C8 22p C9 22p 20 P1.0/T2 P1.1/T2 EX P1.2 P1.3 P1.4 P1.5/MOSI P1.6/MISO P1.7/SCK RESET P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD X2 X1 GND (AT/STC/SST)89(S/C)5X GND GND VCC P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 EA/VPP ALE/PROG PSEN P2.7/A15 P2.6/A14 P2.5/A13 P2.4/A12 P2.3/A11 P2.2/A10 P2.1/A9 P2.0/A8 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 A15 A14 A13 A12 A11 A11 A12 A13 A15 A14 VCC AD0 AD1 AD2 AD3 AD4 AD5 AD6 AD7 VCC AD[0..7]
本讲内容提要
键盘接口扩展 LT-Super51 学习板键盘 MCS51 矩阵键盘程序设计
主讲人：尹延辉
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温故知新 ——数码管与定时器
八段数码管
• • • 8 个 LED 按照特定形状顺序排列，位选线与段选线的概念 多个八段数码管，将其段选线并在一起、位选线分别引出 静态显示就是让需要的段一直亮，扫描显示相当于各个位轮番的静 态显示 计数器对输入的精准时钟计数，即可实现计时 ( 定时 ) 的功能 寄存器 TMOD 与 TCON ，四种工作方式，最常用的方式一，查询与 中断两种方式使用定时器
S5 C1 0.1uF REST R2 10K
SW-PB
RESET
SW-PB VCC VCC SW-PB GND
GND
X1 12-40M C8 22p
矩阵方式扩展键盘
S11 S12 S13 S14 SW-11 S21 SW-12 S22 SW-13 S23 SW-14 S24
OUT7 OUT6 OUT5 OUT4
SW-32 S42
SW-33 S43
SW-34 S44
SW-41
SW-42
SW-43
SW-44
R47 10K
R48 10K
R49 10K
R50 10K
1 2 3 6 4 5 8
U9 A B C OE1 OE2A OE2B GND 74HC138D VCC Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
实验题
( 实验二十四 矩阵键盘控制数码管 ) 编写程序实现如下实验现象：实 验板上的 4×4 矩阵键盘从右下角开始编码为 1 ，从右至左、从下到 上的顺序递增，有按键按下后相应的键码的二进制值显示在流水灯上 ( 同实验二十一 ) 。同时键码显示在最右端 2 位数码管上。
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16
GND VCC U24C CS1 8 WR 9 74AHC02D U24B CS2 5 4 ACS2 RD 6 74AHC02D 6 74AHC02D 10 ACS1
15 14 CS1 13 CS2 12 11 10 9 7
U39B 5 4 /ACS2
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74HC573 GND VCC U26 20 VCC 10 GND AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 19 18 17 16 15 14 13 12 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 74HC573
SW-31 E L D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 1 /ACS2 11 VCC 2 3 4 5 6 7 8 9 IN7 IN6 IN5 IN4 IN7 IN6 IN5 IN4 S41
新语新知 ——键盘接口扩展
实验二十二 矩阵键盘初级实验
实验目的：初步了解矩阵键盘的工作原理与编程方法。 实验现象：实验板上的 4×4 矩阵键盘从右下角开始编码为 1 ，从右至左 、从下到上的顺序递增，有按键按下后相应的键码的二进制值显示在流水 灯上。 实验原理：在 LT-Super51 学习板上， 16 个按键接成交叉连接方式，需要 4 个输出型 IO 和 4 个输入型 IO ，分别采用 1 片 74HC573 扩展。 4 个输 入型 IO 接下拉电阻，连接在矩阵键盘的列上， 4 个输出型 IO 接在矩阵键 盘的行上。顺次使每一行输出高电平，然后顺次检测四列是否为高电平， 如果检测到高电平则对应的行和列交叉点就是按下的按键。
2.
3.
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并行扩展键盘
VCC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 C9 22p GND U2 P1.0/T2 P1.1/T2 EX P1.2 P1.3 P1.4 P1.5/M OSI P1.6/M ISO P1.7/SCK RESET P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD X2 X1 GND (AT/STC/SST)89(S/C)5X VCC P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 EA/VPP ALE/PROG PSEN P2.7/A15 P2.6/A14 P2.5/A13 P2.4/A12 P2.3/A11 P2.2/A10 P2.1/A9 P2.0/A8 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 VCC SW-PB
手把手教你学 51 单片机
篇
主 策 讲 : 尹延辉 划：张 勇
——之 MCS-51 实战
开发板： LTSuper51
QQ 群： 31646346 网址： www.lt430.com E-Mail ： litianmcu@qq.com litianmcu@foxmail.com
实战篇 第四讲 ——矩阵键盘
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SW-21 S31
SW-22 S32
SW-23 S33
SW-24 S34
SW-31 S41
SW-32 S42
SW-33 S43
SW-34 S44
IN7 IN6 IN5 IN4
SW-41
SW-42
SW-43
SW-44
R47 10K
R48 10K
R49 10K
R50 10K
GND
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键盘扫描专用芯片
新语新知 —— LT-Super51 学习板键盘

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动手实战 ——课后习题
填空题
单片机扩展多个键盘，从连接方式上可以分为两大类： ____ 键盘和 ____ 键盘，后者有专用的扫描芯片，比较常用的型号有 ____ 。 用矩阵方式连接键盘， 9 个 IO 口最多可扩展 __ 个按键， 7 个 IO 口 最多可扩展 __ 个按键。对于线性键盘连接方式，则分别最多可扩展 __ 个和 __ 个按键。
新语新知 ——键盘接口扩展
单片机多路键盘的扩展方法
1. 线性键盘：采用多个 IO 口，每个 IO 口接一 个按键。优点是编程简单、可靠、可以中断 方式使用，缺点是 IO 口占用过多。 矩阵键盘：将多个键盘接成行列交叉的形式 ，采用两组 IO 口分别控制行和列，通过循 环扫描查询的方式判断是否有按键按下。 键盘扩展芯片：实质也是矩阵键盘，只不过 有一个专用芯片 ( 例如 HD7279) 负责键盘 扫描，单片机通过较少的 IO 口 ( 一般是 SPI 接口协议 ) 与该芯片通讯获取按键信息。 串并转换芯片：利用 74HC164 和 74HC165 扩展 IO 口组成线性键盘，也可以占用较少 IO 口，但仍需扫描。
多位合一的数码管 静态显示与扫描显示 定时 / 计数器
• •
MCS51 的定时 / 计数器
主讲人：尹延辉
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释疑解惑 ——数码管与定时器
填空题
8 段式数码管实质为 8 个排列成特殊形状的 LED 。 数码管显示有两种方式：静态显示与扫描显示。后者在多位数码管驱 动中使用，利用了人眼的视觉暂留效应。 定时器实质为一个计数器和输入其中的精准时钟源组成。 对于 MCS51 的定时器，工作于方式 1 ，其计数值的最大值是 65535 或 216-1 。计数值达到最大值时，下一个时钟脉冲到来后其计数值变 为0。