基于msp430上的矩阵键盘.doc

基于MSP430 系列单片机的键盘与显示模块的设计申报者 ： 队长 : 队员 ： 摘要： 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MSP430单片机为核心，主要由矩阵式键盘电路,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。关键词MSP430；单片机；显示电路；矩阵键盘；Abstract:Matrix keyboardkey operationmanagementefficiencyand effective method,which can improve the systemaccuracy,tosave resources,reducethe operatoritself qualityrequirements.Isitto be on time,real-time,efficientdisplaykey information,so as to improve the work efficiencyandthe utilization rate of resources.Matrix keyboardistoday the most widely usedkeyboard mode,thesystem is connectedtothe NportcontrolN*N keys,displayed on the LED digital tube.SCM controlaccording to thekeyboarddisplay system,the system canreal-time display of thedifferent keys,its core is theMCU andthe keyboard matrixcircuit part,mainly on thebuttons and displayeachpart of the circuit,therelationshipmatrixtechnology and equipment,system hardware,softwareandimplementation.4*4matrix keyboardusing MSP430 microcontrolleras the core,mainly by thematrix keyboardcircuit,display circuit,the software uses C languageprogramming.Thekeyto the detected signalsinto digital signals,shown on the LED display.The system is flexible,easy operation,high reliability,there will be a broader development prospects.Key words: MSP430;MCU;display circuit;matrix keyboard; 目录 一总体设计1.1系统总体设计 31.2设计软件介绍 31.2.1 PROTEUS软件简介 31.2.2 IAR Embedded Workbench IDE简介 3二硬件电路设计2.1芯片选型 42.2 显示电路 52.3键盘电路 52.4 总电路 6三系统软件设计3.1软件流程图 73.2 程序代码 8 9四系统测试与数据分析10 11五实验总结 12六参考文献 12附录一 13一总体设计1.1系统总体设计MSP430单片机矩阵键盘显示器图 1系统组成框1.2设计软件介绍本设计利用IAR Embedded Workbench IDE编程软件进行编程并调试，配合PROTEUS仿真软件对硬件进行仿真调试，两种软件的简介如下。1.2.1 PROTEUS软件简介Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。1.2.2 IAR Embedded Workbench IDE简介IAR Embedded Workbench IDE提供一个框架，任何可用的工具都可以完整地嵌入其中，这些工具包括：1.高度优化的 IAR AVR C/C+编译器；2.AVR IAR汇编器； 3通用 IAR XLINK Linker； 4IAR XAR 库创建器和 IAR XLIB Librarian； 5一个强大的编辑器； 6一个工程管理器；7TMIAR C-SPY 调试器，8一个具有世界先进水平的高级语言调试器。嵌入式IAR Embedded Workbench适用于大量8位、16位以及32位的微处理器和微控制器，使用户在开发新的项目时也能在所熟悉的开发环境中进行。它为用户提供一个易学和具有最大量代码继承能力的开发环境，以及对大多数和特殊目标的支持。嵌入式 IAR Embedded Workbench 有效提高用户的工作效率，通过 IAR 工具，用户可以大大节省工作时间。 我们称这个理念为：“不同架构，同一解决方案”。二硬件电路设计2.1芯片选型 图2 Msp430引脚图在运算速度方面，MSP430系列单片机能在8MHz晶体的驱动下，实现125us的指令周期。16位的数据宽度、125us的指令周期以及多功能的硬件乘法器（能实现乘加）相配合，能实现数字信号处理的某些算法（如FFT等）。MSP430系列单片机的中断源较多，并且可以任意嵌套，使用时灵活方便。当系统处于省电的备用状态时，用中断请求将它唤醒只需6us。其主要特性如下：1、超低功耗；2、丰富的片上外围模块；3、方便高效的开发环境；4、适应工业级运行环境2.2 显示电路本设计用单片机的P0口来控制LED显示器的数字显示。当按键有按下时，LED数码管将对应显示出该数字或字母。 图3 显示电路部分2.3键盘电路图4键盘电路部分 2.4 总电路 图5 总电路仿真三系统软件设计3.1软件流程图开始键盘值初始化N读列线是否有键按下Y延时去抖动N读列线是否有键按下Y根据当前状态识别按键显示按键值结果 图6 软件流程示意图3.2 程序代码#include msp430f149.h#define UNIT unsigned intUNIT LED=0X3F,0X06,0X5B,0X4F;UNIT LED2=0x01,0x03,0x07,0x0f,0xff,0xf0,0xe0,0xc0,0x80,0xff;UNIT ch=0x00,0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80,0x00;int m=0;int n=9,num,temp;int b=0;int a=0x01; void delay(unsigned int i) unsigned int j; while(i-) for(j=0;j9)m=0; a+; b=b+2; if(b4)b=0; n-; if(n0)n=9; P1IFG=0X00; 四系统测试与数据分析 依次按下开关，数码显示管会对应显示出0f共16个数字图 7-1 初始界面图7-2 部分效果图 7-3 部分效果图 7-4 实物效果图五实验总结 经过一周左右时间的努力，我们小组终于完成了本次设计。一个星期的设计对于我们初学者来说并不简单。因为我们对单片机这门课程学习的时间很少，这是一门理论与实践相结合的课程，需要我们不断的学习与实践才能真正掌握这门课程。 刚开始拿到选题，我们先是查找相关资料，从网上找到相关的课题，参考借鉴别人的成果从而理清我们设计的思路。此次学年设计大致可以分为两部分，电路图部分和程序编程部分。其中电路图又用到了Proteus仿真软件，由于之前没有使用过该仿真软件，所以在操作的过程中遇到了很多困难，但庆幸的是通过我们从网上找到的资料，对Proteus软件有了很大的了解，同样学会了一些简单的操作。至于编程部分我们感到也是有很大的难度，首先就是编程的IAREmbeddedWorkbenchID软件的操作与使用，这与我们往常使用的C语言编程软件不同，相比之下更难使用。更有难度的是程序的编写与调试。在编写程序的过程中，我们遇到了各种各样的问题，这就需要我们冷静的思考与集体的讨论。到后来我们还请教了其他的同学，最终一个合格的程序还是被我们编写出来了。最后就需要我们将程序整合到430单片机中，在经过几次调试后，最终的结果还是符合这次学年设计的具