单片机实验报告——矩阵键盘数码管显示

信息处理实验

实验二 矩阵键盘

专业：电气工程及其自动化 指导老师：***

组员：明洪开 张鸿伟 张谦 赵智奇 学号：152703117 \\152703115\\152703118\\152703114

室温： 18 ℃ 日期：2017 年 10 月25日

矩阵键盘

一、实验内容

1、编写程序，做到在键盘上每按一个键(0－F)用数码管将该建对应的名字显示出来。按其它键没有结果。

二、实验目的

1、 学习式按键的查询识别方法。 2、 非编码矩阵键盘的行反转法识别方法。

3、 掌握键盘接口的基本特点，了解键盘和矩阵键盘的应用方法。

4、 掌握键盘接口的硬件设计方法，软件程序设计和贴士排错能力。

5、 掌握利用Keil51软件对程序进行编译。

6、 会根据实际功能，正确选择单片机功能接线，编制正确程序。对实验结果

能做出分析和解释，能写出符合规格的实验报告。

三、实验原理

1、MCS51系列单片机的P0～P3口作为输入端口使用时必须先向端口写入“1”。

2、用查询方式检测按键时，要加入延时(通常采用软件延时10～20mS)以消除抖动。 3、识别键的闭合，通常采用行扫描法和行反转法。行扫描法是使键盘上某一行线为低电平，而其余行接高电平，然

后读取列值，如读列值中某位为低电平，表明有键按下，否则扫描下一行，直到扫完所有行。

行反转法识别闭合键时，要将行线接一并行口，先让它工作在输出方式，将列线也接到一个并行口，先让它工作于输入方式，程序使CPU通过输出端口在各行线上全部送低电平，然后读入列线值，如此时有某键被按下，则必定会使某一列线值为0。然后，程序对两个并行端口进行方式设置，使行线工作于输入方式，列线工作于输出方式，并将刚才读得的列线值从列线所接的并行端口输出，再读取行线上输入值，那么，在闭合键所在行线上的值必定为0。这样，当一个键被接下时，必定可以读得一对唯一的行线值和列线值。 由于51单片机的并口能够动态地改变输入输出方式，因此，矩阵键盘采用行反转法识别最为简便。

行反转法识别按键的过程是：首先，将4个行线作为输出，将其全部置0，4个列线作为输入，将其全部置1，也就是向P1口写入0xF0；假如此时没有人按键，从P1口读出的值应仍为0xF0；假如此时1、4、7、0四个键中有一个键被按下，则P1.6被拉低，从P1口读出的值为0xB0；为了确定是这四个键中哪一个被按下，可将刚才从P1口读出的数的低四位置1后再写入P1口，即将0xBF写入P1口，使P1.6为低，其余均为高，若此时被按下的键是“4”，则P1.1被拉低，从P1口读出的值为0xBE；这样，当只有一个键被按下时，每一个键只有唯一的反转码，事先为12个键的反转码建一个表，通过查表就可知道是哪个键被按下了。

四、接线方法

键盘连接成4×4的矩阵形式，占用单片机P1口的8根线，行信号是P1.0-1.3,列信号是P1.4-1.7 单片机与矩阵键盘连接如下图：

此图用P1 口 P1.0---P1.3 接4行 P1.4--P1.7 接4列

矩阵键盘工作原理：由于按键没有接地，4行 4列正好占用8个I/O 如果4行我们送 P3.0到P3.3送入0 1 1 1 然后去读取 4列的值，如果P3.0的按键按下那么P3.4---P3.7的值等于 0 1 1 1，假如是第2个键按下的话那么读回来的值是 1 0 1 1 ，如果第3个键按下去读回来的值是 1 1 0 1 ，如果第4个键按下去读回来的值是 1 1 1 0 ，如果

没有键按下去读回来就是1 1 1 1。 所以我们就根据读回来的值来判断按下去的是那个键。当然这是对P3.0这一行，因为矩阵键盘是扫描的，所以下次把P3.0 给1 P3.1 给0对第2行，陆续的第3 行第4行， 0111 1011 1101 1110 而每次都去从新扫描一遍列值列有4个值，以确定是那个键按下。无论何时任何一个时间有一个按键被按下就跳出循环。当然不可能有2个键刚好一起按下你的手没有这么好的力度，就算有2个键一起按键，程序也有先后检测的顺序，只能检测一个后面的检测不到。 P3 = 0XFE; //第一行给0 temp ;定义个变量

temp = P3 ;读回来 由于读需要先写1 因为P3= FE 已经把高4位给1了 所以能读了

temp & oxf0 如果没有按键按下结果还是0xf0 .如果有键按下结果就不是0xf0了。

num 然后我们再定义一个变量 让它赋值给这个按下去的按键值。 一次类推把第一行赋值0 扫描一遍 然后把第2行赋值0扫描一遍..............共扫描16遍。

只要有键按下 就会得到一个值 num 就从1排到16. 共16个按键 4*4 的矩阵键盘。 我再总结下思路：

首先 低4位是行 共4行 分别把每行给0 低电平 就4次 0 1 1 1 、1 0 1 1 、 1 1 0 1 、1 1 1 0 对吧

然后去检测高4位 4列啊 先不考虑极端情况，4列就4个按键只要按下一个 P3口的高4位就会有一个值。根据这个值就能判断是那个键了。

如：P3= 1111 1110 低四位是行先把第一行给0

有按键下的话 temp = P3 读回来 1101 1110 然后temp & 0xf0 与运算下就判断下还等于oxf0吗？如还等于就没有按下，如果不等于就肯定有按键按下。定义个变量让它等于这个不是0XF0的值，做个标记。依次类推。

五、流程图

六、实验电路

七、实验程序

#include #include

# define uchar unsigned char # define uint unsigned int uchar key; uchar flag; uchar code keycodez[]={0xee,0xde,0xbe,0x7e,0xed,0xdd,0xbd,0x7d, 0xeb,0xdb,0xbb,0x7b,0xe7,0xd7,0xb7,0x77} ; uchar code dispcode[16][5]={{0xa4,0x,0xc0,0x91,0xff}, {0xc7,0xf9,0xc8,0xff,0xff}, {0xff,0xff,0xff,0xff,0xff}, {0xff,0xff,0xff,0xff,0xff}, {0xa4,0x,0x40,0xc8,0x90}, {0x91,0xf9,0xc8,0x90,0xff}, {0xa4,0x,0xc1,0xff,0xff}, {0xff,0xff,0xff,0xff,0xff} , {0xf1,0xf9,0x40,0xc8,0x90}, {0x91,0xf9,0xff,0xff,0xff} , {0xff,0xff,0xff,0xff,0xff}, {0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,}, {0xc8,0xf9,0x91,0xff,0xff}, {0xc1,0xc8,0xff,0xff,0xff} , {0xf1,0xf9,0x40,0xc8,0xff}, {0xff,0xff,0xff,0xff,0xff}, } ; uchar code w[5]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef}; void delay1ms(uint i) { uchar j; while(i--) { for(j=0;j<115;j++) ; }} uchar keyscan() { uchar scan1,scan2,keycode,j; P1=0xf0; scan1=P1; if((scan1&0xf0)!=0xf0) { delay1ms(15); scan1=P1; if ((scan1&0xf0)!=0xf0) P1=0x0f;

scan2=P1; keycode=scan1|scan2; for(j=0;j<16;j++) { if(keycode==keycodez[j]) { key=j; return(key); } } } else P1=0xff;

return(16); } main() {

uchar t; P1=0xff; while(1) {

P1=0xf0;

if((P1&0xf0)!=0xf0) keyscan(); for(t=0;t<5;t++) {

P2=w[t];

P0=dispcode[key][t]; delay1ms(1); }}}

七、实验结果

minghongkaizhang

hong

wei

zhao

zhi

qi

zhang

qian

将实验程序烧进单片机后按键盘对应显示小组成员的名字如上。