单片机实现4X4矩阵键盘控制项目

1、整理课件1第第13章章 单片机实现单片机实现4*4矩阵键矩阵键盘控制项目盘控制项目 整理课件2学习内容 13.1 项目需求 13.2 项目工作原理分析 13.3 项目硬件电路设计 13.4 项目软件程序设计 13.5系统调试结果总结整理课件313.1 项目需求项目需求矩阵键盘又称行列键盘，它是用四条I/O线作为行线，四条I/O线作为列线组成矩阵键盘。在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键。这样键盘上按键的个数就为4*4个。这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。项目要求：设定矩阵键盘编号，按下键盘中的某个按键，可以通过数码管看到显示对应的键盘编号值。 （4*4）矩阵键盘实物

2、图 整理课件413.2 项目工作原理分析项目工作原理分析 4*4矩阵键盘的行信号分别接P2.0P2.3，列信号分别接P2.4P2.7，无按键闭合时，P2.0P2.3与 P2.4P2.7开路。当有键闭合时，与闭合键相连的两条I/O口线之间短路。判断矩阵键盘有按键按下方法如下：先让P2.0P2.3输出低电平，监测P2.4P2.7的状态,如果P2.4P2.7输出为高电平则没有按键闭合，如果检测到P2.4P2.7输出为低电平则表示有按键按下发生闭合状态，以上只是说明有按键闭合，具体是哪个按键闭合好需要进一步检测。 整理课件5 一旦确定有按键已经稳定闭合后，接着判断为哪一个按键闭合，采用对按键进行扫描的

3、方式，依次给每一条列线送低电平，其余各列都为高电平，并检测每次扫描的行状态。每当扫描输出某一列为低电平时，相继读入行线状态。若全为高电平，表示为低电平的这列没有按键闭合。否则行线不全部为高电平，表示为低电平的这列上有按键闭合。确定闭合按键的位置后，计算出按键值，产生按键码。整理课件6 在矩阵按键处理过程中，一旦检测到有按键闭合与确认按键已经稳定闭合期间，通过调用10-20ms延时子程序避开按键抖动问题。由于按键是机械器件，按下或者松开时有固定的机械抖动，抖动图如图所示。整理课件7 按键去抖分为硬件去抖和软件去抖，硬件去抖最简单的是按键两端并联电容，容量根据实验而定。软件去抖使用方便不增加硬件成

4、本，容易调试，所以现在处理按键抖动问题大部分选择软件去抖。软件去抖操作步骤如下： 检测到按键按下后进行10-15ms延时，用于跳过这个抖动区域。 延时后再检测按键状态，如果没有按下表明是抖动或者干扰造成，如果仍旧按下，可以认为是真正的按下。并进行对应的操作。 同样按键释放后也要进行去抖动延时，延时后检测按键是否真正松开。整理课件8 采用单片机控制矩阵按键实现按键键码值显示的电路结构由51单片机最小系统、数码显示电路、数码驱动电路、矩阵键盘电路和电源供电电路组成。 单片机控制矩阵键盘电路结构图 整理课件913.3 项目硬件电路设计项目硬件电路设计 矩阵键盘电路的行信号分别接P2.0P2.3，列信

5、号分别接P2.4P2.7，进行按键检测时，假设查询到P25为低电平，P24 P26 P27为高电平，那么可能按下的按键为S2 S6 S10 S14。进一步探测，先把P20设置为低电平，P21 P22 P23为高电平，如果此时P25一直为低电平，就是S2按键被按下。如果P25为高电平，令其P21设为低电平，P20 P22 P23为高电平，如果此时P25为低电平，表明S6按键被按下。依此类推，可以确定S1-S16中哪个按键被按下。整理课件10单片机控制矩阵键盘硬件电路原理图 Y111.0592MC230PC130PC410uFC50.1uFC310uFVCC5VR110KP1.01P1.12P1.

6、23P1.34P1.45P1.5/MOSI6P1.6/MISO7P1.7/SCK8RST9P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR16P3.7/RD17XTAL218XTAL119GND20A8/P2.021A9/P2.122A10/P2.223A11/P2.324A12/P2.425A13/P2.526A14/P2.627A15/P2.728PSEN29PROG/ALE30EA/VPP31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VCC40U15

7、1单片机VCC5VVCC5VSS112J1供电电源电路R21KD1S112S23S34S45S56S67S78S89S9AS10BS11CS12DS13ES14ES15FS16P20P21P22P23P24P25P26P27P20P21P22P23P24P25P26P27abcgddpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpfee1d2h3c4g5com46b7com38com29f10a11com112DS1123456781615141312111091KP00P01P02P03P04P05P06P07P00P01P02P03P04P05P06P07AABBCCDDEEFFG

8、GDPDPOC1C111D22D33D44D55D66D77D88D91Q192Q183Q174Q165Q156Q147Q138Q12GND10VCC20U274HC573VCC5VCOM1COM1COM4COM3COM2COM2COM3COM4P10P11P12P13P10P11P12P13VCC5V整理课件1113.4 项目软件程序设计项目软件程序设计 矩阵键盘行线P20P23为输出线，列线P24P27为输入线。单片机将行线（P20P23）全部输出低电平，此时读入列线数据，若列线全为高电平则没有键按下，当列线有出现低电平时调用延时程序以此来去除按键抖动。延时完成后再判断是否有低电平，如果此

9、时读入列线数据还是有低电平，则说明确实有键按下，再来进一步确定键值。 整理课件12系统软件设计流程图 整理课件13程序代码#include /包含头文件，头文件包含特殊功能寄存器的定义#define uchar unsigned char#define uint unsigned intunsigned char const table=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8, 0 x80,0 x90,0 x88,0 x83,0 xa7,0 xa1,0 x86,0 x8e;/定义共阳数码管段码表0-Fuchar keyscan(void)

10、;/键盘扫描函数声明void delay(void); /延时函数声明uchar keyscan(void) /键盘扫描函数 uchar key_h,key_l;/行列值中间变量 P2=0 xf0; /行线输出全为0 key_h=P2&0 xf0; /读入列线值 if(key_h!=0 xf0) /先检测有无按键按下 delay(); /去抖 if(key_h!=0 xf0) key_h=P2&0 xf0; /读入列线值 P2=key_h|0 x0f; /输出当前列线值 key_l=P2&0 x0f; /读入行线值 return(key_h+key_l);/键盘最后组合

11、码值 return(0 xff); /返回该值 void delay(void) /延时函数unsigned char i,j;for(i=0;i20;i+)for(j=0;j250;j+);整理课件14void main() /定义主函数 uchar key; P1=0 xff; /设置数码管位码端电平，显示按键上的按键码 while(1) key=keyscan(); /调用键盘扫描， switch(key) case 0 xee:P0=table0;break; /显示按键码“0” case 0 xde:P0=table1;break; /显示按键码“1” case 0 xbe:P0=t

12、able2;break; /显示按键码“2” case 0 x7e:P0=table3;break; /显示按键码“3” case 0 xed:P0=table4;break; /显示按键码“4” case 0 xdd:P0=table5;break; /显示按键码“5” case 0 xbd:P0=table6;break; /显示按键码“6” case 0 x7d:P0=table7;break; /显示按键码“7” case 0 xeb:P0=table8;break; /显示按键码“8” case 0 xdb:P0=table9;break; /显示按键码“9” case 0 xbb:

13、P0=table10;break; /显示按键码“a” case 0 x7b:P0=table11;break; /显示按键码“b” case 0 xe7:P0=table12;break; /显示按键码“c” case 0 xd7:P0=table13;break; /显示按键码“d” case 0 xb7:P0=table14;break; /显示按键码“e” case 0 x77:P0=table15;break; /显示按键码“f” 整理课件15void send_char(unsigned char txd) / 传送一个字符SBUF = txd;while(!TI);/ 等特数据传送TI = 0;/ 清除数据传送标志void send_str() / 传送字串unsigned char i = 0;uint j;while(stri !=0 x00)SBUF = stri;while(TI=0);/ 等特数据传送TI = 0;/ 清除数据传送标志i+;/ 下一个字符for(j=0;j500