数码管显示4×4矩阵键盘

《单片机原理及应用课程设计》报告
——数码管显示4×4矩阵键盘的键盘号
专业：自动化
班级： 1106
姓名：王佳俊
学号： 110240171
指导教师：卜旭芳
2014年 10月15日
1、课程设计目的
1.1巩固和加深对单片机原理和接口技术知识的理解；
1.2培养根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料的能力；
1.3学会方案论证的比较方法，拓宽知识，初步掌握工程设计的基本方法；
1.4掌握常用仪器、仪表的正确使用方法，学会软、硬件的设计和调试方法；
1.5能按课程设计的要求编写课程设计报告，能正确反映设计和实验成果，
能用计算机绘制电路图和流程图。

2、课程设计要求
单片机的P1口的P1.0～P1.7连接4×4矩阵键盘，P0口控制一只数码管，当4×4矩阵键盘中的某一按键按下时，数码管上显示对应的键号。

例如，1号键按下时，数码管显示“1”， 14号键按下时，数码管显示“E”等等。

3、硬件设计
3.1 设计思想
分析本任务的要求，在课程设计的基础上，添加要求，使设计能够完成当4×4矩阵键盘中的某一按键按下时，数码管上显示对应的键号。

3.2主要元器件介绍：
AT89C51单片机 LED数码管 4X4矩阵键盘
3.3 功能电路介绍
AT89C51单片机：控制器。

程序中将单片机的引脚置高电平低电平，单片机通过读取IO引脚的电平，在根据读取的数据去查找数组中相应的按键值，然后在送到数码管也就是P0口去显示.(51单片机通过IO口来读取键盘的电平，再通过程序来查找对应的数值，在送到数码管去显示)
LED数码管 :输出设备
4X4矩阵键盘：输入设备
4、软件设计
4.1 设计思想
通过对矩阵键盘的逐行扫描，来获得所按下键的键盘号，最终通过数码管显示出来。

4.2软件流程图
开始
初始化
结束，返回
若有按键按下，显示键盘号
扫描键盘第一行
若无按键按下
扫描键盘第二行
若无按键按下
扫描键盘第三行
若无按键按下
扫描键盘第四行
若无按键按下
结束，返回
4.3源程序
#include<reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71};//定义显示段码
uchar num,temp;
void delay(uchar k)//定义延时函数
uchar i,j;
for(i=k;i>0;i--)
for(j=110;j>0;j--);
}
void disp(char num1)//定义显示函数
{
P0=table[num1];//将段码值送入P0口显示
}
char keyscan()//定义键盘检测函数
{
P1=0xfe;//给P1口送检测信号11111110，即先检测第一列有无按键被按下（key1~key4）
temp=P1;//将检测信号赋给变量temp
temp=temp&0xf0;//与11110000相“与”去除低四位检测部分
while(temp!=0xf0)//判断是否有按键被按下，即key1-key4有任意按键被按下temp便不等于0xff
{
delay(5);//按键防抖动延时（时间要求不严格）
while(temp!=0xf0)//延时之后再次判断
{
temp=P1;//进入函数说明有按键被按下，再将p1值赋给temp进行判断是哪位被按下
switch(temp)//利用switch函数判断temp值
{
case 0xee://若P0等于0xee，即11101110，则由判断为0的位被按下即第四位（最低位），则应赋值num为0；
num=0;
break;
case 0xde://11011110同理判断其为第三位被按下（该行第二位）num=1
num=1;
break;
case 0xbe://同上则num=2
num=2;
break;
case 0x7e://同上num=3
num=3;
break;
}
while(temp!=0xf0)//判断按键是否松开，循环判断直至按键松开
{
temp=P1;
temp=temp&0xf0;
}
}
}
P1=0xfd;//给P1口再次送检测信号11111101，来检测第二列有无按键被按下（key5~key8），以下几步同上
temp=P1;
temp=temp&0xf0;
while(temp!=0xf0)
{
delay(5);
while(temp!=0xf0)
{
temp=P1;
switch(temp)
{
case 0xed:
num=4;
break;
case 0xdd:
num=5;
break;
case 0xbd:
num=6;
break;
case 0x7d:
num=7;
break;
}
while(temp!=0xf0)
{
temp=P1;
temp=temp&0xf0;
}
}
}
P1=0xfb;//给P1口再次送检测信号11111011，来检测第三列有无按键被按下（key9~key12），以下几步同上
temp=P1;
temp=temp&0xf0;
while(temp!=0xf0)
{
delay(5);
while(temp!=0xf0)
{
temp=P1;
switch(temp)
{
case 0xeb:
num=8;
break;
case 0xdb:
num=9;
break;
case 0xbb:
num=10;
break;
case 0x7b:
num=11;
break;
}
while(temp!=0xf0)
{
temp=P1;
temp=temp&0xf0;
}
}
}
P1=0xf7;//给P1口再次送检测信号11110111，来检测第四列有无按键被按下（key13~key16），以下几步同上
temp=P1;
temp=temp&0xf0;
while(temp!=0xf0)
{
delay(5);
while(temp!=0xf0)
{
temp=P1;
switch(temp)
{
case 0xe7:
num=12;
break;
case 0xd7:
num=13;
break;
case 0xb7:
num=14;
break;
case 0x77:
num=15;
break;
}
while(temp!=0xf0)
{
temp=P1;
temp=temp&0xf0;
}
}
}
return num;//子函数最后返回num值}
void main()
{
P0=0x00;//清屏
delay(5);//延时
while(1)//主循环
{
disp(keyscan());//检测并显示
}
}
}
5、调试运行
电路图
依次按下开关k1-k16，数码管会对应显示出0—f的16个数字K=5的数码管显示4.
K=16时的数码管显示F
：
6、设计心得体会
硬件设计方面，此课题所需的硬件并不负责，只许少量的导线、简单的电路便可以完成。

软件设计方面，我感觉到在编写循环嵌套程序时非常容易出错，需要反复的查错和耐心的调试。

我虽然能够编写出程序，其可读性却有待于提高。

经过这次课程设计，我对51系统的单片机内部构造的了解认识有了一定程度的提高。

我体会到做设计是一项细致的工作，必须要投入时间及精力，要有耐心有韧性。

我相信这次的课程设计为我以后的发展打下一定的基础，我会更加努力，争取自己在单片机的开发上有更深层次的提高。

参考书目：
[1] 肖金球. 单片机原理与接口技术.[M].北京:清华大学出版社,2004.12。