矩阵键盘设计实验报告.docx
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矩阵键盘设计实验报告
南京林业大学
实验报告
基于AT89C51
单片机4x4矩阵键盘接口电路设计
课程机电一体化设计基础
院系机械电子工程学院
班级
学号
姓名
指导老师杨雨图
2013年9月26日
一、实验目的
1、掌握键盘接口的基本特点，了解独立键盘和矩阵键盘的应用方法。
2、掌握键盘接口的硬件设计方法，软件程序设计和贴士排错能力。
3、掌握利用Keil51软件对程序进行编译。
4、用Proteus软件绘制“矩阵键盘扫描”电路，并用测试程序进行仿真。
5、会根据实际功能，正确选择单片机功能接线，编制正确程序。
对实验结果
能做出分析和解释，能写出符合规格的实验报告。
二、实验要求
通过实训，学生应达到以下几方面的要求：
素质要求
1.以积极认真的态度对待本次实训，遵章守纪、团结协作。
2.善于发现数字电路中存在的问题、分析问题、解决问题，努力培养独立工作能力。
能力要求
1.模拟电路的理论知识
2.脉冲与数字电路的理念知识
3.通过模拟、数字电路实验有一定的动手能力
4.能熟练的编写8951单片机汇编程序
5.能够熟练的运用仿真软件进行仿真
三、实验工具
1、软件：
Proteus软件、keil51。
2、硬件：
PC机，串口线，并口线，单片机开发板
四、实验内容
1、掌握并理解“矩阵键盘扫描”的原理及制作，了解各元器件的参数及格元器件的作用。
2、用keil51测试软件编写AT89C51单片机汇编程序
3、用Proteus软件绘制“矩阵键盘扫描”电路原理图。
4、运用仿真软件对电路进行仿真。
五．实验基本步骤
1、用Proteus绘制“矩阵键盘扫描”电路原理图。
2、编写程序使数码管显示当前闭合按键的键值。
3、利用Proteus软件的仿真功能对其进行仿真测试，观察数码管的显示状态和按键开关的对应关系。
4、用keil51软件编写程序，并生成HEX文件。
5、根据绘制“矩阵键盘扫描”电路原理图，搭建相关硬件电路。
6、用通用编程器或ISP下载HEX程序到MCU。
7、检查验证结果。
六、实验具体内容
使用单片机的P1口与矩阵式键盘连接时，可以将P1口低4位的4条端口线定义为行线，P1口高4位的4条端口线定义为列线，形成4*4键盘，可以配置16个按键，将单片机P2口与七段数码管连接，当按下矩阵键盘任意键时，数码管显示该键所在的键号。
1、电路图
2、程序流程图
3、程序源码
ORG00H
;起始地址00H
K1:
MOV
P1,#0F0H
;设置P1.4~P1.7为输入端口
MOV
A,P1
;
从P1读取所有列的值
ANL
A,#11110000B
;
屏蔽掉无用的低4位，非列值
CJNE
A,#11110000B,K1
;
查询直到所有的按钮释放
K2:
CALL
DELAY
;调用20ms延时子程序（省略）
MOV
A,P1
;
从P1读取状态，看有没有按钮被按下
ANL
A,#11110000B
;
屏蔽掉无用的低4位，非列值
CJNE
A,#11110000B,OVER
;
如果有按钮按下，跳到OVER
JMP
K2
;
循环检测
OVER:
CALL
DELAY
;
延时20ms防止抖动
MOV
A,P1
;
从P1读取状态
ANL
A,#11110000B
;
屏蔽掉无用的位
CJNE
A,#11110000B,OVER1
;
如果有按钮按下，找到行
JMP
K2
;
如果没有按钮按下，循环扫描
OVER1:
MOV
P1,#11111110B
;
第0行输出低电平
MOV
A,P1
;
读所有的列
ANL
A,#11110000B
;
屏蔽掉无用的位
CJNE
A,#11110000B,ROW_0
;
如果第0行有按钮按下，找列
MOV
P1,#11111101B
;
第1行输出低电平
MOV
A,P1
;
读所有的列
ANL
A,#11110000B
;
屏蔽掉无用的位
CJNE
A,#11110000B,ROW_1
;
如果第1行有按钮按下，找列
MOV
P1,#11111011B
;
第2行输出低电平
MOV
A,P1
;
读所有的列
ANL
A,#11110000B
;
屏蔽掉无用的位
CJNE
A,#11110000B,ROW_2
;
如果第2行有按钮按下，找列
MOV
P1,#11110111B
;
第3行输出低电平
MOV
A,P1
;
读所有的列
ANL
A,#11110000B
;
屏蔽掉无用的位
CJNE
A,#11110000B,ROW_3
;
如果第3行有按钮按下，找列
LJMP
K2
;
如果没有，则循环
ROW_0:
MOV
DPTR,#KCODE0
;
设置DPTR=第0行的起始地址
SJMP
FIND
;
找列
ROW_1:
MOV
DPTR,#KCODE1
;
设置DPTR=第1行的起始地址
SJMP
FIND
;
找列
ROW_2:
MOV
DPTR,#KCODE2
;
设置DPTR=第2行的起始地址
SJMP
FIND
;
找列
ROW_3:
MOV
DPTR,#KCODE3
;
设置DPTR=第3行的起始地址
FIND:
SWAP
A
FIND1:
RRC
A
;
看看是否进位C为0
JNC
MATCH
;如果是0，就跳到MATCH找键值
INC
DPTR
;DPTR加1
SJMP
FIND1
;
循环查找
MATCH:
CLR
A
;A=0
MOVC
A,@A+DPTR
;
用DPTR在数据表中找到键值装入A
CLR
P2.7
;置P2.0口为低，显示数字
MOV
P0,A
;
显示键值
LJMP
K1
;
循环
DELAY:
;
延时子程序，1ms
MOV
R1,#2
D1:
MOV
R2,#248
DJNZ
R2,$
DJNZ
R1,D1
RET
;键值保存在以下的数据表中，可根据系统实际需要进行修改
ORG
300H
;
数据表起始地址
//KCODE0:
DB
80H,0C0H,
0C0H,
0C0H
;第0行
KCODE0:
DB
0C0H,0F9H,0A4H,0B0H
;
第0行
KCODE1:
DB
99H,92H,82H,0F8H
;
第1行
KCODE2:
DB
80H,90H,88H,83H
;
第2
行
KCODE3:
DB
0C6H,0A1H,86H,8EH
;
第3行
END
4、仿真实验结果
当矩阵键盘的0号键被按下时，P0口的七段数码管显示的数据为0.如下图
1所以：
图1
当矩阵键盘的3号键被按下时，P0口的七段数码管显示的数据为3.如下图
2所以：
图2
当矩阵键盘的D号键被按下时，P0口的七段数码管显示的数据为d.如下图
3所以：
图3
当矩阵键盘的F号键被按下时，P0口的七段数码管显示的数据为F.如下图
4所以：
图4
5、实验板运行结果
当矩阵键盘的9号键被按下时，P0口的七段数码管显示的数据为9.如下图
5所以：
图5
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