矩阵键盘设计-答辩

1、矩阵键盘设计,学生：卢善群 学号：175310602016 班级：2017级计算机科学与技术本科函授班（麻涌）,指导教师：毛新平 副教授,目录 CONTENT,PART ONE,PART TWO,PART THREE,PART FOUR,PART FIVE,PART SIX,选题背景,论文结构,设计概要,硬件设计,软件设计,调试运行,东莞理工学院继续教育学院,PART ONE,选题背景,东莞理工学院继续教育学院,PART ONE 选题背景,为什么选择 矩阵键盘,单片机的设计目标主要是增强“控制”能力，满足实时控制（就是快速反应）的需要。因此，掌握单片机的基础和实际应用来说意义重大。,而键盘作为

2、一种最为普通的输入工具在单片机项目应用上显得尤为重要。,矩阵键盘可以提高系统准确性，能准确、实时、高效地显示按键信息，可靠性高。,PART ONE 选题背景,随着计算机技术和电子科技的迅猛发展，矩阵键盘的应用也迅速地得到应用，并且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，能准确、实时、高效地显示按键信息，以提高工作效率和资源利用率。,矩阵键盘的发展趋势,PART TWO,论文结构,学校名称：XXX大学,PART TWO 论文结构,选题背景及矩阵键盘分析,矩阵键盘的现状和发展趋势及矩阵键盘的定义，讲述了矩阵键盘的主要元器件的介绍，工作方式，输入原理，以及键盘的结构与特点

3、。,矩阵键盘硬件设计,介绍了设计思想，概括了设计内容，规定了相应的设计结构与工作原理，说明了识别方法，描述了原理图、功能电路，并对电路仿真结果进行了具体的分析。,矩阵键盘反复调试运行,介绍了矩阵键盘的硬件设计，软件设计，实现了电路需求的最终效果，按照程序的步骤，逐步完成矩阵键盘的展示效果。,矩阵键盘概要设计,通过对矩阵键盘的硬件电路的设计及对其进行程序汇编和运行，通过单片机的内部控制实现对硬件电路的设计,从而实现对4*4矩阵键盘的识别。,矩阵键盘软件设计,提出了矩阵键盘的软件设计思想，描绘了软件设计流程图，并对设计流程图进行了详细的分析讲解，写出了它的源程序，并对重要编程函数进行了标明注释。,

4、PART THREE,设计概要,东莞理工学院继续教育学院,PART THREE 设计概要,矩阵键盘简介,矩阵键盘又称为行列式键盘，它是用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成的键盘。在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键。这样键盘中按键的个数是44个。这种行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。,PART THREE 设计概要,设计任务,（1）以AT89C51为核心，设计系统硬件电路，并根据所设计的电路制作实物。 （2）分析任务要求，绘制程序流程图，编写相应的软件程序。 （3）电路原理分析，硬件调试分析，软件调试分析，结论和体会。 （4）每个按键都有它的行值和列值

5、，行值和列值的组合就是识别这个按键的编码。 矩阵的行线和列线都连接到AT89C51中，通过按键K0-K15来在数码管上显示 不同的值。,PART FOUR,硬件设计,东莞理工学院继续教育学院,PART FOUR 硬件设计,设计思想,分析本任务的要求，使设计能够完成当4*4矩阵键盘中的某一按键按下时，数码管上显示对应的键盘号。 则硬件主要由以下两大模块构成：,2、显示模块,共阴极LED数码管。,1、输入模块，4*4矩阵键盘；,PART FOUR 硬件设计,4*4矩阵键盘,七段式LED显示器,每个按键有它的行值和列值，行值和列值的组合就是识别这个按键的编码。即在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个

6、按键。这样键盘中按键的个数是44个。,七段式LED显示器，又称数码管。内部由七个条形发光二极管和一个小圆点发光二极管组成，根据各管的亮暗组合成字符。,AT89C51单片机,AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中。目前AT89S51已经取代了AT89C51。,PART FOUR 硬件设计,1,2,3,4,5,攻坚点,可采用中断扫描工作方式： 当无键按下时，CPU处理自己的工作，当有键按下时，产生中断请求，CPU转去执行键盘扫描子程序，并

7、识别键号。,可运用程序消除：在检测到有按键按下时，执行一个10ms左右的延时程序后，再确认该键电平是否仍保持闭合状态电平；同理，在检测到该键释放后，也应采用相同的步骤进行确认，从而可消除抖动的影响。,可采用硬件译码方式，内部发光二极管接线方法使用共阴极，根据输出所需要的结果，使用相应的16进制共阴极字形码。,PART FIVE,软件设计,东莞理工学院继续教育学院,PART FIVE 软件设计,按键采用线反转法先把列线置成低电平，行线置成输入状态，读行线；再把行线置成低电平，列线输入状态，读列线。当有键按下时，由两次所读状态即可确定所按键的位置，不需扫描，键盘响应速度大大加快。,设计思想,第一步

8、，置列线P1.4P1.7为输入状态1，从行线P1.0P1.3输出低电平0，读入列线数据，若某一列线为低电平0，则该列线上有键闭合。第二步，行线轮流输出低电平0，从列线P1.4P1.7读入数据，若有某一列为低电平0，则对应行线上有键按下。综合一二两步的结果，可确定按键编号。 在判按键时，按键有抖动，可采用延时后再重读以跳过抖动时段.,PART FIVE 软件设计,while (1) key=kbscan(); /*调键扫描函数，返回键 码送key保存*/ switch(key) case 0 xee:P2=table0;break;/0 case 0 xde:P2=table1;break;/1

9、 case 0 xbe:P2=table2;break;/2 case 0 x7e:P2=table3;break;/3 case 0 xed:P2=table4;break;/4 case 0 xdd:P2=table5;break;/5 case 0 xbd:P2=table6;break;/6 case 0 x7d:P2=table7;break;/7 case 0 xeb:P2=table8;break;/8 case 0 xdb:P2=table9;break;/9 case 0 xbb:P2=table10;break;/a case 0 x7b:P2=table11;break;

10、/b case 0 xe7:P2=table12;break;/c case 0 xd7:P2=table13;break;/d case 0 xb7:P2=table14;break;/e case 0 x77:P2=table15;break;/f ,void dlms(void) /* 延时 */ uchar i; for (i=200;i0;i-) uchar kbscan (void) /*键盘扫描函数*/ uchar sccode,recode; P1=0 xf0; /*P1.0P1.3发全0， P1.4P1.7输入*/ if(P1 /* 行码+列码=键编码 返回主程序*/ ,主要

11、编程代码,PART SIX,调试运行,东莞理工学院继续教育学院,PART SIX 调试运行,proteus软件仿真测试,PART SIX 调试运行,运行结果,给单片机输入电压，数码管显示的初始状态为无，按下键盘后，在数码管上则显示出相应的数值，显示结果为：“09”，“af”。即依次按下开关，七段数码管会对应显示出0f的16个数字,PART FIVE 调试运行,总结,整体设计实现方法,详细的介绍了矩阵键盘的设计，并介绍了设计的目的以及相应的要求，提出了设计的任务，展现了键盘设计的具体步骤。,软硬件的设计分析,以硬件设计为基础，在实验中分析了设计的思想，设计内容，介绍了矩阵键盘的设计结构与工作原理，提出了矩阵键盘的识别方法，描述了原理图并介绍了它的功能电路，对仿真结果进行了仔细的讲解和分析。,实验效果良好,此矩阵键盘设计方案高效、简单、实用：以C程序语言在proteus仿真软件中经过实际测试，具有良好的实验效果。这一实验也可用V