基于at89s52的矩阵键盘及键值显示.doc

摘要：本文介绍了用单片扫描一个4*4的矩阵键盘，得出其键盘按下的位置，并在数码管中显示对应的值键。本系统主要包括三大模块：单片机最小模块、矩阵键盘模块、键值显示模块。绘制电路原理图与工作流程图，并进行调试，最终设计完成了该系统的硬件电路。在软件编程上，采用了汇编语言进行编程，开发环境使用Keil集成开发环境。开发了矩阵键盘程序、数码管显示程序。关键词：矩阵键盘，数码管显示目 录 第1章 总体设计 1.1 系统设计任务 1.2 设计方案第2章 硬件电路设计2.1 单片机最小系统模块2.1.1复位电路 2.1.2时钟电路 2.2矩阵键盘模块 2.3键值显示模块 第3章 软件设计 3.1 主程序设计3.2 模块程序设计 3.2.1 矩阵键盘扫描程序 3.2.2 数码管显示程序附录1：原理图附录2：程序清单参考文献第一章 总体设计1.1 系统设计任务 设计44矩阵键盘与单片机的接口电路，并用数码管显示被按下的键的键值。1.2 设计方案44矩阵键盘与AT89S52单片机的P1口相连，单片机工作时候不停的扫描P1，当有键按下时，通过行列的扫描，判断出按下的键。再通过74LS164串入并出移位寄存器将对应的键值传送到数码管显示出来。系统总体设计原理如下图所示：图1 系统总体设计框图第2章 硬件电路设计2.1单片机最小系统模块在本次课题设计中我们选择了AT89S52芯片，其具有功能强、体积小、成本低、功耗小等特点，它可单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能，能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。2.1.1复位电路 复位电路如图2.1所示，单片机系统常常有上电复位和操作复位两种。上电复位是指单片机上点瞬间，要在RST引脚上出现宽度大于10ms的正脉冲，才能使单片机进入复位状态。操作复位是指用户按下“复位”按钮使单片机进入复位状态。图21 复位电路2.1.2时钟电路 晶振电路用于产生单片机工作所需的时钟信号，使用晶体震荡器，CY1,CY2取值2040PF，使用陶瓷震荡器时CY1，CY2取值3050PF。在设计电路板时，晶振和电容应尽量靠近芯片，以减小分布电容，保证震荡器的稳定性。18引脚接XTAL1，19引脚接XTAL2，20引脚接地。图2.2 晶振电路2.2矩阵键盘模块矩阵键盘又称行列键盘，它是用四条I/O线作为行线，四条I/O线作为列组成的键盘。在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键。这样键盘上按键的个数就为了4*4个。这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O的利用率。硬件电路如下图所示： 2.3键值显示模块 本设计中只需要显示矩阵键盘的键值，因此只需要用一位LED数码管显示即可。同时考虑到系统的扩展性，在显示电路中加入了74LS164进行I/O口的扩展。 2.3.1 LED数码管显示原理单片机i/o的应用最典型的是通过i/o口与7段led数码管构成显示电路，我们从常用的led显示原理开始，详尽讲解利用单片机驱动led数码管的电路及编程原理，目的在于通过这一编程范例，让初学者了解i/o口的编程原理，意在起举一反三，抛砖引玉的作用。 8段led数码管，则在一定形状的绝缘材料上，利用单只led组合排列成“8”字型的数码管，分别引出它们的电极，点亮相应的点划来显示出0-9的数字。 led数码管根据led的接法不同分为共阴和共阳两类，了解led的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。右图是共阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。 本设计中我们采用的是共阴极的LED数码管，其显示码表如下所示：显示 字符共阴极 字符03FH106H25BH34FH466H56DH67DH707H87FH96FHA77Hb7CHC39Hd5EHE79H2.3.2 74LS164I/O口扩展原理 本设计中用74LS164扩展并行输出口。74LS164是8位串入并出移位寄存器，设计电路如下图所示，图中用P0.1模拟移位脉冲，P0.0作为串行数据口，传送数码管显示码。第3章 软件设计 3.1 主程序设计 在本设计中，单片机处于不断扫描P1口，以确定是否按下了按键，按下了哪个按键。在确定按下的键之后，就将其对应的键值送给74LS164，然后通过74LS164传送给数码管显示出来。3.2 模块程序设计 3.2.1 矩阵键盘扫描程序 每一个按键都有它的行值和列值，行值和列值的组合就是识别这个按键的编码。矩阵的行线和列线分别通过两并行接口和CPU通信。键盘的一端（列线）通过电阻接VCC，而接地是通过程序输出数字“0”实现。键盘处理程序的任务是：确定有无键按下，判断哪一个键按下，键的值是多少？还要消除按键在闭合或断开时的抖动。两个并行口中，一个输出扫描码，使按键逐行动态接地；另一并行口输入按键状态，由行扫找值和回馈信号共同形成键编码而识别按键，通过软件查表，查出该键的键值。3.2.2 数码管显示程序数码管分为静态显