单片机4x4矩阵式键盘的设计与仿真

课程设计报告 （单片机原理和应用）题目名称 4x4矩阵式键盘 专业班级 学生姓名 学 号 指导教师 4x4矩阵式键盘的设计与仿真1、设计原理：1.1 矩阵式键盘工作原理矩阵式键盘使用于按键数量较多的场合，它由行线与列线组成，按键位于行、列的交叉点上，行、列线分别列接到按键开关的两端。行线通过上拉电阻接到+5V上。无键按下时，行线处于低电平状态，而当有按键按下时，行线电平状态将由与此行线相连的列线电平一样为高电平。这是识别矩阵键盘按键是否被按下的关键所在。一个4x4的行列可以构成一个16按键的键盘。本次以扫描法来识别按键。在扫描法中分两步处理按键，首先是判断有无键按下，让所有的列线置高电平，检查各行线电平是否有变化，如行线有一个为高，则有键按下。当判断有键按下时，使列线依次变低，其余各列为高电平，读行线，进而判断出具体哪个键被按下。 下表为7段共阴极段码表：显示字符共阴极段码显示字符共阴极段码“0”3FH“8”7FH“1”06H“9”6FH“2”5BH“A”77H“3”4FH“b”7CH“4”66H“C”39H“5”6DH“d”5EH“6”7DH“E”79H“7”07H“F”71H“灭“00H1.2 实验环境Keil uVision3proteus 71.3 功能设计描述由4x4组成16个按钮矩阵式键盘 按键成功会在7段LED显示该按键的键号1.4 主要知识点Keil uVision3的使用及调试proteus 7的使用及调试键盘接口、LED 显示接口、模拟电路的相关知识开始有键按下吗？延时50ms确定有键按下吗？确定按键位置返回键释放了吗？键值p2NNNYYY2、实现及编程2.1程序框图2.2电路原理图2.3程序内容 4x4行列式键盘识别7段数码管输出2.4 汇编源程序 LINE EQU30HROWEQU31HVALEQU32HORG00HSTART:MOVDPTR,#TABLE;段码表首地址 MOVP2,#00H;数码管显示初始化LSCAN:MOVP3,#0F0H ;电平,行线置低电平L1:JNBP3.0,L2;逐行扫描 LCALLDELAY50ms ;调用延时，消除抖动 JNBP3.0,L2 MOVLINE,#00H;存行号 LJMP RSCANL2:JNBP3.1,L3 LCALLDELAY50ms JNBP3.1,L3 MOVLINE,#01H LJMP RSCANL3:JNBP3.2,L4 LCALLDELAY50ms JNBP3.2,L4 MOVLINE,#02H LJMP RSCANL4:JNBP3.3,L1 LCALLDELAY50ms JNBP3.3,L1 MOVLINE,#03HRSCAN:MOVP3,#0FH; 列线置低电平,行线置高电平C1:JNBP3.4,C2;逐列扫描 MOVROW,#00H ;存列号 LJMPCALCUC2:JNBP3.5,C3 MOVROW,#01H LJMP CALCUC3:JNBP3.6,C4 MOVROW,#02H LJMP CALCUC4:JNBP3.7,C1 MOVROW,#03HCALCU:MOVA,LINE;根据行号和列号计算键值 MOVB,#04H MULAB ;A与B相乘后，高位赋给B，低位赋给A ADDA,ROW MOVVAL,A;存键值 MOVCA,A+DPTR;要据键值查段码 MOVP2,A;输出段码显示 LJMPLSCANDELAY50ms:MOVR6,#3DH ;延时50ms子程序Lop: MOVR7,#0FFH DJNZ R7,$ DJNZ R6,Lop RETTABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H ; 共阴极LED段码表 DB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71HEND3、调试及测试31调试通过按下4x4行列式键盘的按键，并在7段led显示所按下的键值，如按下F后显示如下图：32出现的问题及解决 当在选7段显示数码管时，由于不知道哪个类型是共阴极的，所以就随便选了一个，以至于在运行的时候数码管没有显示，后给换了另一个类型的，即可。还有就是在运行时，引脚处的蓝色点代表低电平，红色是高电平，那么我觉得灰色的点按解释应该也是高电平，后去网上查，说是灰色的点代表未接入信号或者为三态。4、课程设计总结4.0 设计中存在的问题及对策 设计中，由于对器件名称的不熟悉，以至于找到器件比较费时；在编写程序时，不知道如何计算键值，后去网上搜索一些程序来参考。4.1 在此设计基础上还可以增加的功能及设计思路 可在此基础上，可增加简易电子琴的功能。可加一个喇叭和一个音乐控制开关，并可加一个内部时钟电路和音乐输出电路。也可用到调节时钟、抢答器、计算器等。42通过本课程设计的收获及感想通过本次课程设计，懂得了4x4矩阵式键盘接口的工作原理及其的按键识别方法（扫描法）；通过自己动手操作，对于消除抖动和计算显示键值有了更深的理解；也对Keil uVision3的使用及调试和proteus