基于AT89C51单片机键盘控制和LCD显示

1、基于AT89S52单片机键盘控制和LCD显示摘要：提出一种基于单片机AT89S52的键盘输入和液晶显示系统的原理、器件、电路和编程设计。输入和显示部分是单片机的外围电路，同时也是人机交流的重要接口。从C51程序上实现键盘的消抖、按键识别、按键内容的液晶显示以及按键功能的液晶显示。关键词：AT89S52 4×4行列式键盘 接口电路 LCD显示 计算器0 引言这里提出一种基于单片机的行列式键盘数字字符输入系统设计，该系统设计具有电路设计简单、成本低等特点，可运用于各种控制系统。液晶显示器LCD本身不会发光，是利用外部光的反射原理进行显示。它是基于AT89S52单片机可以显示16×

2、;2个字符显示系统。液晶显示功效低，显示美观，广泛运用于中小型测控仪器仪表。（一）硬件电路组成及工作原理该系统采用AT89S52单片机为核心芯片的电路实现，主要由AT89S52芯片、时钟电路、复位电路、4×4行列式键盘电路以及16×2字符的LCD1602电路。4×4非编码矩阵行线分别接P3.0P3.3、列线接单片机的P3.4P3.7。LCD显示接口电路的传送命令和数据的高8位双向并行总线分别接于单片机的输入输出接口P2端口。1602使能信号E接P1.3，读写选择端（RW）接P1.4，数据命令选择端（RS）接P1.0。系统硬件设计框图如图1复位电路定时电路AT89S

3、52单片机16×21602液晶显示电路4×4非编码行列式矩阵 图11 AT89S52是一种带4kB闪烁可编程课擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS型8位微处理器，俗称单片机。它是一个低功耗、高性能的8位CMOS微控制器。由片内可反复擦拭的FLASH只读程序存储器（ROM）、片外程序存储器内部硬件资源， P0P3 4×8 32位输入输出总线（IO）接口,其中P1、P3作为普通的接口，并有第二功能。P0可作为地址数据总线用于外接电路的扩展端口。其引脚如图2 图22 时钟电路由AT89S51得18、19引脚的时钟端（XTL1及ATAL 2）以及12MHZ晶振、47pF

4、的电容C1、C2组成，采用片内振荡方式。其时间周期为1/12us，机器周期为1s。单片机的外部晶振电路如图3 图33 复位电路采用简单的上位电路，由开关、1K电阻及22uF电容接至 AT89S52的RST复位端。电路如图4 图4 4 键盘电路的设计原理首先行列式键盘中的键实际上就是一个机械开关，该开关位于行线和列线的交点处，通过按键加以连接。当按下某个键时，该交点的行线和列线接通，相应行线或列线上的的电平发生变化，从而可以确定被按下的功能键。4行×4列的行列式键盘如图2. 图5其次运用线翻转法判断有无键按下：键盘的高4位用于列控制，低4位用于行控制，并将全部行线Y0Y3置低电平，然后

5、再检查列线电平的状态。只要其中有一列电平为低，则表示右键按下，并且被按下的键位于低电平和4根行线交叉的某一个按键中。判断被按下键的位置：依次将所有的行线Y4Y7置为低电平，在判断4根列线的电平状态，当遇到某一列的电平键盘识别有键按下？去抖动确定被按下键的位置计算键码返回NY键盘扫描流程图 为低时表示此键按下。 5 LCD1602 液晶显示屏液晶显示器具有显示质量高、发光恒定、不会刷新亮点和闪烁、体积小、电流小、字迹清晰以及功耗低的特点。本实验才用了16×2个字符，5×7点阵，8位数据接口的液晶显示。在使用1602都必须进行初始化设置，并且每一个控制接口有固定的操作时序。其接

6、口电路如图6 图6 硬件电路设计图（二）C51 程序设计设计思路主函数流程图 开始初始化，显示ENTER 1TO START按键为1?键盘扫描1 1按键操作子函数Keyscan（）扫描判断有键按下？计算处理数据数据送入LCD显示返回无有附件1源程序/定义头文件、函数和变量#include <reg52.h> #include <intrins.h> #include <math.h>#define uint unsigned int #define uchar unsigned char#define BUS P2 /定义P2端口unsigned char

7、code str1="ENTER 1 TO START"void keyscan();void keyscan_0(); sbit E=P13;sbit RS=P14;sbit RW=P10;char i,j,temp,num,num_0,num_1;long a,b,c; uchar flag,fuhao;uchar code table= /定义键盘数组，用于查表 1,2,3,0x2f-0x30,4,5,6,0x2a-0x30,7,8,9,0x2d-0x30,0x01-0x30,0,0x3d-0x30,0x2b-0x30;void delay(uchar m) /延时子

8、函数 uchar y; for(m;m>0;m-) for(y=0;y<110;y+); unsigned char Test_busy(void) /检测遇忙函数 unsigned char Busy; BUS=0xff; RS=0; RW=1; E=1; _nop_(); Busy=BUS&0x80; E=0; return Busy; void write_cmd(unsigned char command) /写命令函数 while(Test_busy(); RW=0; RS=0; E=0; BUS=command; E=1; _nop_(); E=0; void

9、write_dat(unsigned char dat) /写数据函数 while(Test_busy(); RW=0; RS=1; E=0; BUS=dat; E=1; _nop_(); E=0;void Lcd_init(void) /LCD液晶复位函数 write_cmd(0x38); write_cmd(0x01); write_cmd(0x06); write_cmd(0x0c); write_cmd(0x80); num_1=0; i=0; j=0; a=0; b=0; c=0; flag=0; fuhao=0; void keyscan_0() /选择按键1，键盘开始工作P3=0

10、xf7; if(P3!=0xf7) temp=P3&0xf0; switch(temp) case 0xe0:num_0=0;write_cmd(0x01); break; void keyscan() / 键盘扫描程序操作P3=0xf7; if(P3!=0xf7) delay(20);/ 延迟20ms if(P3!=0xf7) temp=P3&0xf0; switch(temp) case 0xe0:num=0; break; case 0xd0:num=1; break; case 0xb0:num=2; break; case 0x70:num=3; break; whi

11、le(P3!=0xf7); if(num=0|num=1|num=2) /如果按下的是'1','2'或'3' if(j!=0) write_cmd(0x01); j=0; if(flag=0) /没有按过符号键 a=a*10+tablenum; Else /如果按过符号键 b=b*10+tablenum; Else /如果按下的是'/' flag=1; fuhao=4; /4表示除号已按 i=tablenum; write_dat(0x30+i);P3=0xfb;if(P3!=0xfb) delay(5); if(P3!=0xfb

12、) temp=P3&0xf0; switch(temp) case 0xe0:num=4; break; case 0xd0:num=5; break; case 0xb0:num=6; break; case 0x70:num=7; break; while(P3!=0xfb); if(num=4|num=5|num=6&&num!=7) /如果按下的是'4','5'或'6' if(j!=0) write_cmd(0x01); j=0; if(flag=0) /没有按过符号键 a=a*10+tablenum; else

13、/如果按过符号键 b=b*10+tablenum; else /如果按下的是'/' flag=1; fuhao=3; /3表示乘号已按 i=tablenum; write_dat(0x30+i);P3=0xfd;if(P3!=0xfd) delay(5); if(P3!=0xfd) temp=P3&0xf0; switch(temp) case 0xe0:num=8; break; case 0xd0:num=9; break; case 0xb0:num=10; break; case 0x70:num=11; break; while(P3!=0xfd); if(n

14、um=8|num=9|num=10) /如果按下的是7','8'或'9' if(j!=0) write_cmd(0x01); j=0; if(flag=0) /没有按过符号键 a=a*10+tablenum; else /如果按过符号键 b=b*10+tablenum; else if(num=11) /如果按下的是'-' flag=1; fuhao=2; /2表示减号已按 i=tablenum; write_dat(0x30+i);P3=0xfe;if(P3!=0xfe) delay(5); if(P3!=0xfe) temp=P3&a

15、mp;0xf0; switch(temp) case 0xe0:num=12; break; case 0xd0:num=13; break; case 0xb0:num=14; break; case 0x70:num=15; break; while(P3!=0xfe); switch(num) case 12:write_cmd(0x80+0x4f); write_cmd(0x04); i=0; c=(long)(float)sqrt(a)*1000); while(c!=0) write_dat(0x30+c%10); c=c/10; i+; if(i=3) write_dat(0x2

16、e); if(sqrt(a)<=0) write_dat(0x30); write_dat(0x3d); a=0;b=0;flag=0;fuhao=0; /按下的是"*"，开方 break; case 13: /按下的是"0" if(flag=0) /没有按过符号键 a=a*10; write_dat(0x30); else if(flag=1) /如果按过符号键 b=b*10; write_dat(0x30); break; case 14:j=1; if(fuhao=0)write_cmd(0x01);a=0;b=0;fuhao=0;flag=

17、0; if(fuhao=1)write_cmd(0x80+0x4f);/按下等于键，光标前进至第二行最后一/个显示处 write_cmd(0x04); /设置从后住前写数据，每写完一个数据，光标后退/一格 c=a+b; while(c!=0) write_dat(0x30+c%10); c=c/10; write_dat(0x3d); /再写"=" a=0;b=0;flag=0;fuhao=0; else if(fuhao=2)write_cmd(0x80+0x4f);/光标前进至第二行最后一个显示处 write_cmd(0x04); /设置从后住前写数据，每写完一个数据，

18、光标后退/一格 if(a-b>0) c=a-b; else c=b-a; while(c!=0) write_dat(0x30+c%10); c=c/10; if(a-b<0) write_dat(0x2d); write_dat(0x3d); /再写"=" a=0;b=0;flag=0;fuhao=0; else if(fuhao=3)write_cmd(0x80+0x4f); write_cmd(0x04); c=a*b; while(c!=0) write_dat(0x30+c%10); c=c/10; write_dat(0x3d); a=0;b=0;flag=0;fuhao=0; else if(fuhao=4)write_cmd(0x80+0x4f); write_cmd(0x04); i=