单片机实验五 按键实验

实验五：按键实验

一、实验要求

实验目的：熟悉和掌握矩阵式键盘的工作原理、电路设计和软件编程方法；熟悉和掌握矩阵式减半的行扫描法和行反转法两种键盘扫描识别方法；掌握键盘延时抖动的消除方法，掌握LED静态扫描显示方式。

实验内容：4*4键盘矩阵的横线连接单片机的P1.0~P1.3端口，列线连接P1.4~P1.7端口，1位LED数码管连接单片机的P0口，编程实现：当按下任意一个按键时，LED数码管显示它在4*4键盘矩阵上的序号0~F

二、实验原理

线反转法的原理

线反转法与行扫描法相比更加简练，无论被按键是处于第一行还是最后一行，均经过两步便可获得该键值所在的行列值。线反转法的工作原理如图1所示，图1中采用8位I/O端口构成一个4*4的矩阵键盘，P1.0~P1.3作为行线，P1.4~P1.7做列线，采用查询方式进行工作。下面介绍线反转法的具体操作步骤。

第一步：将列线便成为输入线，将行线便成为输出线，并使输出线的输出为全零电平，则列线中的电平由高到低发生变化的列为按键所在列。

第二步：将第一步中的传送方向反过来，即将行线编程位输入线，列线编程位输出线，并输出第一步中的输入列值，则行线中电平由高到低发生变化的行即为按键所在的行。

综合一、二两步的结果，可确定按键所在的行和列，从而识别出按键所在的键。

例如“键9”被按下，第一步在P1.0～P1.3行线输出全零，然后读入列线值位P1.7～P1.4=1101B,即P1.5=0，与P1.5相连的列线有键被按下。第二步从列线输出刚才得到的值，再读取行线的输入值，则在闭合键所在的行线上值必定为“0”，即从行线读出的值为P1.3～P1.0=1101B。于是行值和列值合起来得到唯一的一对行列值：11011101B即0DDH,这个值对应“键9”。可见先反转法非常简单实用。

三、程序设计

1、程序流程图

图 1 程序流程图2、程序代码

ORG 0000H

LJMP START

ORG 0100H

START: MOV SP, #60H

KEY0: MOV P1, #0EFH

JNB P1.0, K0

JNB P1.1, K4

JNB P1.2, K8

JB P1.3, E1

LJMP K12

E1: MOV P1, #0DFH

JNB P1.0, K1

JNB P1.1, K5

JNB P1.2, K9

JB P1.3, E2

LJMP K12

E2: MOV P1, #0BFH

JNB P1.0, K2

JNB P1.1, K6

JNB P1.2, K10

JB P1.3, E3

LJMP K14

E3: MOV P1, #07FH

JNB P1.0, K3

JNB P1.1, K7

JNB P1.2, K11

JNB P1.3, K15

LJMP KEY0

K0: MOV P0, #0C0H

LCALL DELAY

JMP KEY0

K1: MOV P0, #0F9H

LCALL DELAY

JMP KEY0

K2: MOV P0, #0A4H

LCALL DELAY

JMP KEY0

K3: MOV P0, #0B0H

LCALL DELAY

JMP KEY0

K4: MOV P0, #99H

LCALL DELAY

JMP KEY0

K5: MOV P0, #92H

LCALL DELAY

JMP KEY0

K6: MOV P0, #082H

LCALL DELAY

JMP KEY0

K7: MOV P0, #0F8H

LCALL DELAY

JMP KEY0

K8: MOV P0, #80H

LCALL DELAY

JMP KEY0

K9: MOV P0, #090H

LCALL DELAY

JMP KEY0

K10: MOV P0, #88H

LCALL DELAY

JMP KEY0

K11: MOV P0, #083H

LCALL DELAY

JMP KEY0

K12: MOV P0, #0C6H

LCALL DELAY

JMP KEY0

K13: MOV P0, #0A1H

LCALL DELAY

JMP KEY0

K14: MOV P0, #086H

LCALL DELAY

JMP KEY0

K15: MOV P0, #08EH

LCALL DELAY

JMP KEY0

DELAY: M OV R3, #60H

LP: MOV R4, #0A8H

LP1: MOV R5, #0A8H

LP2: DJNZ R5, LP2

DJNZ R4, LP1

DJNZ R3, LP

RET

END

设计说明：单片机不断查询各列电平，当某列中有某行的电平被置零，则跳转到改行所在语句，在数码管上显示被按键的数字。

四、程序验证

1、在Proteus中连接电路图如下：

图 2 仿真实验电路

2、将程序导入A T89C52

3、按键观察电路中数码管的状态：

电路说明：因按键较多，在此只从每列选取1个按键进行验证。因为线反转法是逐列扫描，验证每列中的1个按键，其他按键情况是相似的。

图 3 按键0按下后电路状态