1、矩陣鍵盤設(shè)計,學生：盧善群 學號：175310602016 班級：2017級計算機科學與技術(shù)本科函授班（麻涌）,指導(dǎo)教師：毛新平 副教授,目錄 CONTENT,PART ONE,PART TWO,PART THREE,PART FOUR,PART FIVE,PART SIX,選題背景,論文結(jié)構(gòu),設(shè)計概要,硬件設(shè)計,軟件設(shè)計,調(diào)試運行,東莞理工學院繼續(xù)教育學院,PART ONE,選題背景,東莞理工學院繼續(xù)教育學院,PART ONE 選題背景,為什么選擇 矩陣鍵盤,單片機的設(shè)計目標主要是增強“控制”能力，滿足實時控制（就是快速反應(yīng)）的需要。因此，掌握單片機的基礎(chǔ)和實際應(yīng)用來說意義重大。,而鍵盤作為

2、一種最為普通的輸入工具在單片機項目應(yīng)用上顯得尤為重要。,矩陣鍵盤可以提高系統(tǒng)準確性，能準確、實時、高效地顯示按鍵信息，可靠性高。,PART ONE 選題背景,隨著計算機技術(shù)和電子科技的迅猛發(fā)展，矩陣鍵盤的應(yīng)用也迅速地得到應(yīng)用，并且它可以提高系統(tǒng)準確性，有利于資源的節(jié)約，降低對操作者本身素質(zhì)的要求，能準確、實時、高效地顯示按鍵信息，以提高工作效率和資源利用率。,矩陣鍵盤的發(fā)展趨勢,PART TWO,論文結(jié)構(gòu),學校名稱：XXX大學,PART TWO 論文結(jié)構(gòu),選題背景及矩陣鍵盤分析,矩陣鍵盤的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢及矩陣鍵盤的定義，講述了矩陣鍵盤的主要元器件的介紹，工作方式，輸入原理，以及鍵盤的結(jié)構(gòu)與特點

3、。,矩陣鍵盤硬件設(shè)計,介紹了設(shè)計思想，概括了設(shè)計內(nèi)容，規(guī)定了相應(yīng)的設(shè)計結(jié)構(gòu)與工作原理，說明了識別方法，描述了原理圖、功能電路，并對電路仿真結(jié)果進行了具體的分析。,矩陣鍵盤反復(fù)調(diào)試運行,介紹了矩陣鍵盤的硬件設(shè)計，軟件設(shè)計，實現(xiàn)了電路需求的最終效果，按照程序的步驟，逐步完成矩陣鍵盤的展示效果。,矩陣鍵盤概要設(shè)計,通過對矩陣鍵盤的硬件電路的設(shè)計及對其進行程序匯編和運行，通過單片機的內(nèi)部控制實現(xiàn)對硬件電路的設(shè)計,從而實現(xiàn)對4*4矩陣鍵盤的識別。,矩陣鍵盤軟件設(shè)計,提出了矩陣鍵盤的軟件設(shè)計思想，描繪了軟件設(shè)計流程圖，并對設(shè)計流程圖進行了詳細的分析講解，寫出了它的源程序，并對重要編程函數(shù)進行了標明注釋。,

4、PART THREE,設(shè)計概要,東莞理工學院繼續(xù)教育學院,PART THREE 設(shè)計概要,矩陣鍵盤簡介,矩陣鍵盤又稱為行列式鍵盤，它是用4條I/O線作為行線，4條I/O線作為列線組成的鍵盤。在行線和列線的每一個交叉點上，設(shè)置一個按鍵。這樣鍵盤中按鍵的個數(shù)是44個。這種行列式鍵盤結(jié)構(gòu)能夠有效地提高單片機系統(tǒng)中I/O口的利用率。,PART THREE 設(shè)計概要,設(shè)計任務(wù),（1）以AT89C51為核心，設(shè)計系統(tǒng)硬件電路，并根據(jù)所設(shè)計的電路制作實物。 （2）分析任務(wù)要求，繪制程序流程圖，編寫相應(yīng)的軟件程序。 （3）電路原理分析，硬件調(diào)試分析，軟件調(diào)試分析，結(jié)論和體會。 （4）每個按鍵都有它的行值和列值

5、，行值和列值的組合就是識別這個按鍵的編碼。 矩陣的行線和列線都連接到AT89C51中，通過按鍵K0-K15來在數(shù)碼管上顯示 不同的值。,PART FOUR,硬件設(shè)計,東莞理工學院繼續(xù)教育學院,PART FOUR 硬件設(shè)計,設(shè)計思想,分析本任務(wù)的要求，使設(shè)計能夠完成當4*4矩陣鍵盤中的某一按鍵按下時，數(shù)碼管上顯示對應(yīng)的鍵盤號。 則硬件主要由以下兩大模塊構(gòu)成：,2、顯示模塊,共陰極LED數(shù)碼管。,1、輸入模塊，4*4矩陣鍵盤；,PART FOUR 硬件設(shè)計,4*4矩陣鍵盤,七段式LED顯示器,每個按鍵有它的行值和列值，行值和列值的組合就是識別這個按鍵的編碼。即在行線和列線的每一個交叉點上，設(shè)置一個

6、按鍵。這樣鍵盤中按鍵的個數(shù)是44個。,七段式LED顯示器，又稱數(shù)碼管。內(nèi)部由七個條形發(fā)光二極管和一個小圓點發(fā)光二極管組成，根據(jù)各管的亮暗組合成字符。,AT89C51單片機,AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中。目前AT89S51已經(jīng)取代了AT89C51。,PART FOUR 硬件設(shè)計,1,2,3,4,5,攻堅點,可采用中斷掃描工作方式： 當無鍵按下時，CPU處理自己的工作，當有鍵按下時，產(chǎn)生中斷請求，CPU轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤掃描子程序，并

7、識別鍵號。,可運用程序消除：在檢測到有按鍵按下時，執(zhí)行一個10ms左右的延時程序后，再確認該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平；同理，在檢測到該鍵釋放后，也應(yīng)采用相同的步驟進行確認，從而可消除抖動的影響。,可采用硬件譯碼方式，內(nèi)部發(fā)光二極管接線方法使用共陰極，根據(jù)輸出所需要的結(jié)果，使用相應(yīng)的16進制共陰極字形碼。,PART FIVE,軟件設(shè)計,東莞理工學院繼續(xù)教育學院,PART FIVE 軟件設(shè)計,按鍵采用線反轉(zhuǎn)法先把列線置成低電平，行線置成輸入狀態(tài)，讀行線；再把行線置成低電平，列線輸入狀態(tài)，讀列線。當有鍵按下時，由兩次所讀狀態(tài)即可確定所按鍵的位置，不需掃描，鍵盤響應(yīng)速度大大加快。,設(shè)計思想,第一步

8、，置列線P1.4P1.7為輸入狀態(tài)1，從行線P1.0P1.3輸出低電平0，讀入列線數(shù)據(jù)，若某一列線為低電平0，則該列線上有鍵閉合。第二步，行線輪流輸出低電平0，從列線P1.4P1.7讀入數(shù)據(jù)，若有某一列為低電平0，則對應(yīng)行線上有鍵按下。綜合一二兩步的結(jié)果，可確定按鍵編號。 在判按鍵時，按鍵有抖動，可采用延時后再重讀以跳過抖動時段.,PART FIVE 軟件設(shè)計,while (1) key=kbscan(); /*調(diào)鍵掃描函數(shù)，返回鍵 碼送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) /* 延時 */ uchar i; for (i=200;i0;i-) uchar kbscan (void) /*鍵盤掃描函數(shù)*/ uchar sccode,recode; P1=0 xf0; /*P1.0P1.3發(fā)全0， P1.4P1.7輸入*/ if(P1 /* 行碼+列碼=鍵編碼 返回主程序*/ ,主要

11、編程代碼,PART SIX,調(diào)試運行,東莞理工學院繼續(xù)教育學院,PART SIX 調(diào)試運行,proteus軟件仿真測試,PART SIX 調(diào)試運行,運行結(jié)果,給單片機輸入電壓，數(shù)碼管顯示的初始狀態(tài)為無，按下鍵盤后，在數(shù)碼管上則顯示出相應(yīng)的數(shù)值，顯示結(jié)果為：“09”，“af”。即依次按下開關(guān)，七段數(shù)碼管會對應(yīng)顯示出0f的16個數(shù)字,PART FIVE 調(diào)試運行,總結(jié),整體設(shè)計實現(xiàn)方法,詳細的介紹了矩陣鍵盤的設(shè)計，并介紹了設(shè)計的目的以及相應(yīng)的要求，提出了設(shè)計的任務(wù)，展現(xiàn)了鍵盤設(shè)計的具體步驟。,軟硬件的設(shè)計分析,以硬件設(shè)計為基礎(chǔ)，在實驗中分析了設(shè)計的思想，設(shè)計內(nèi)容，介紹了矩陣鍵盤的設(shè)計結(jié)構(gòu)與工作原理，提出了矩陣鍵盤的識別方法，描述了原理圖并介紹了它的功能電路，對仿真結(jié)果進行了仔細的講解和分析。,實驗效果良好,此矩陣鍵盤設(shè)計方案高效、簡單、實用：以C程序語言在proteus仿真軟件中經(jīng)過實際測試，具有良好的實驗效果。這一實驗也可用V