实验四 动态显示与矩阵式键盘实验 计科17-3BJ 李浩葳

实验四动态显示与矩阵式键盘实验一、实验内容1、动态显示。 未按键不显示，按K1键，动态显示“19491001”；按K2键，动态显示“20141210”。2、动态显示与按键识别。 矩阵式键盘键值分别是0-F，未按键不显示。每按键一次，键值在最低位显示，原键值向高位移一位。3、可控动态显示与按键识别。 矩阵式键盘键值分别是0-9，最下面一排键位功能键，左右两个键分别为“清0键”“C”，和”“回车键”“”，其它键无效。未按键不显示，每按键一次，键值在最低位显示，原键值向高位移一位。按8个键后，再按键无效。按清0键全显示“0”。按“”后全部熄灭，再按键重新开始。二、实验方案1、总体方案设计 所用硬件：AT89C52、BUTTON、AND_4、74HC573、RESPACK-8、7SEG-MPX8-CC-BLUE、电源。 外部中断有4个按键K1、K2、K3、K4，分别连接到单片机P2.0、P2.1、P2.2、P2.3引脚，按键后对应引脚为低电平，通过4与门连接到P3.2（外部中断0）。动态显示共8个共阴极数码管，采用两片74LS573进行驱动，74LS573与74LS373都是8D锁存器，只是573引脚排列更易于布线。其引脚功能为：D1-D8为数据输入端；Q1-Q8为数据输出端；LE为数据输入锁存端，LE=1数据输入D锁存器，LE=0数据不能输入D锁存器，即LE下降沿锁存当前输入数据；地址输出允许端，=0输出锁存数据，=1输出高阻。电路中，U1输出段码abcdefgdb，控制显示的字形与小数点，U2输出位选码，控制第几个数码管显示。单片机P14、P15分别连接到U1、U2的LE，连接U1、U2的。软件设计：本实验采用外部中断和矩阵键盘合为同一个程序的方式，但不能同时使用。 1、动态显示 采用中断处理按键，利用全局变量strKey控制要显示的数字串，数字串保存在二维数组str[][]中，按下K1置strKey为0利用数码管显示第0行的数字串，按下K2置strKey为1利用数码管显示第1行的数字串。 数码管的显示：T0每500us中断1次，在T0中断中点亮一个数码管。在T0中断函数中，①P1.3(OE)=1，U3、U4输出高阻；②P1.4(LE1)=1，P0口输出段码，P1.4=0，U3锁存输入的段码；③P1.5(LE2)=1，P0口输出位选码，P1.5=0，U4锁存输入的位选码；④P1.3=0，U3、U4同时输出段码和位选码，进行显示。 2、矩阵式键盘按键识别 采取行列扫描方式判断按键，利用数组N[]储存矩阵键盘的十六个按键值。以备方便使用。 在判断为相应的键值后，要利用while(P2==键值)来等待键抬起（消抖），否则可能会出现一次按键发生多次事件的情况（本次按键在按键扫描循环里再次执行到了该按键判断语句，造成错误）。主要算法1：1、全局变量的定义：ucharN[17]={0x00,0xee,0xde,0xbe,0x7e,0xed,0xdd,0xbd,0x7d,0xeb,0xdb,0xbb,0x7b,0xe7,0xd7,0xb7,0x77};//矩阵键盘ucharnumCode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00};//共阴极数码段码ucharmark[]={0xff,0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; //共阴极位选码ucharint_mark; //定义位选中断次数计数变量ucharkey_mark=16; //定义按键标志ucharstr[2][8]={{2,0,1,9,1,2,0,2},{1,9,4,9,1,0,0,1}};//定义显示的两串数字ucharstrKey=2; //定义显示数字串标志ucharcount=0; //定义已显示的数字个数ucharnumStr[9]={16,16,16,16,16,16,16,16,16};//记录矩阵键盘按下的数字count用来记录当前输入了几个数字，当为8时禁止键盘输入数字，numStr用来记录已输入的数字。int_mark用来控制位选。2、定时器T0中断函数：//定时器T0中断，刷新数码管voidrefresh()interrupt1{ if(int_mark==9){ //位选计数溢出清零 int_mark=1; } //外部中断0模式：动态显示 if(EX0&&strKey!=2){ display(str[strKey][int_mark-1],int_mark); } //矩阵键盘模式：可控动态显示与按键识别 elseif(!EX0){ display(numStr[int_mark],int_mark); } int_mark++; TH0=TH(500); //给定时器T1高8位赋值 TL0=TL(500); //给定时器T1低8位赋值}3、显示单个数码管函数：voiddisplay(ucharn,ucharm){ OE=1; LE1=1; out=numCode[n]; LE1=0; LE2=1; out=mark[m]; LE2=0; OE=0;}4、主函数初始化及矩阵键盘行列扫描函数局部：voidmain(){ uchartemp; uchari; TMOD=0x01; //设置定时器T0为方式1定时 IE=0x83; //总中断开，允许定时器T0、外部中断0中断 IT0=1; //选择外部中断0为跳沿触发方式 TH0=TH(500); //给定时器T0高8位赋值 TL0=TL(500); //给定时器T0低8位赋值 int_mark=0; //位选中断次数清零 TR0=1; //启动定时器T0 while(1){ if(count<9&&!EX0){ P2=0xef; for(i=0;i<=3;i++){ if(L1==0&&count<8){//第一行 key_mark=i+0; if(P2==N[1]){//数字7 N1 inputNum(7); while(P2==N[1]); } if(P2==N[2]){//数字8 N2 inputNum(8); while(P2==N[2]); } if(P2==N[3]){//数字9 N3 inputNum(9); while(P2==N[3]); } if(P2==N[4]){//无效键 N4 //inputNum(key_mark); while(P2==N[4]); } }5、数字串数组的操作：//设置全部数字voidsetAllNum(ucharnum){ uinti; for(i=0;i<9;i++){numStr[i]=num;} count=8;}//清零已有数字voidsetNumZero(){ uinti; for(i=0;i<9;i++){numStr[i]=numStr[i]==16?16:0;}}//键盘输入数字voidinputNum(ucharnum){ uinti; //数字数组左移 for(i=0;i<8;i++){numStr[i]=numStr[i+1];} numStr[8]=num; count++;}2、实验原理图图2-1实验原理图3、程序流程图图2-2程序流程图三、源程序#include"reg51.h"#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineTH(a)(65536-a)/256 //定义装入定时器高8位的时间常数#defineTL(a)(65536-a)%256 //定义装入定时器低8位的时间常数#defineoutP0//锁存器开关sbitOE=P1^3;sbitLE1=P1^4;sbitLE2=P1^5;//外部中断按键sbitK1=P2^0;sbitK2=P2^1;sbitK3=P2^2;sbitK4=P2^3;//行扫描标志sbitL1=P2^0;sbitL2=P2^1;sbitL3=P2^2;sbitL4=P2^3;ucharN[17]={0x00,0xee,0xde,0xbe,0x7e,0xed,0xdd,0xbd,0x7d,0xeb,0xdb,0xbb,0x7b,0xe7,0xd7,0xb7,0x77};//矩阵键盘ucharnumCode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00};//共阴极数码段码ucharmark[]={0xff,0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; //共阴极位选码ucharint_mark; //定义位选中断次数计数变量ucharkey_mark=16; //定义按键标志ucharstr[2][8]={{2,0,1,9,1,2,0,2},{1,9,4,9,1,0,0,1}};//定义显示的两串数字ucharstrKey=2; //定义显示数字串标志ucharcount=0; //定义已显示的数字个数ucharnumStr[9]={16,16,16,16,16,16,16,16,16};//记录矩阵键盘按下的数字//延时函数voiddelay(time){ uintj; for(j=0;j<time;j++){}}//设置全部数字voidsetAllNum(ucharnum){ uinti; for(i=0;i<9;i++){ numStr[i]=num; } count=8;}//清零已有数字voidsetNumZero(){ uinti; for(i=0;i<9;i++){ numStr[i]=numStr[i]==16?16:0; }}//键盘输入数字voidinputNum(ucharnum){ uinti; //数字数组左移 for(i=0;i<8;i++){ numStr[i]=numStr[i+1]; } numStr[8]=num; count++;}//判断是否是正常按键uintisNormalKey(ucharkey){ if(key==0xee||key==0xde||key==0xbe||key==0x7e|| key==0xed||key==0xdd||key==0xbd||key==0x7d|| key==0xeb||key==0xdb||key==0xbb||key==0x7b|| key==0xe7||key==0xd7||key==0xb7||key==0x77){ return1; }else{ return0; }}voidmain(){ uchartemp; uchari; TMOD=0x01; //设置定时器T0为方式1定时 IE=0x83; //总中断开，允许定时器T0、外部中断0中断 IT0=1; //选择外部中断0为跳沿触发方式 TH0=TH(500); //给定时器T0高8位赋值 TL0=TL(500); //给定时器T0低8位赋值 int_mark=0; //位选中断次数清零 TR0=1; //启动定时器T0 while(1){ if(count<9&&!EX0){ P2=0xef; for(i=0;i<=3;i++){ if(L1==0&&count<8){//第一行 key_mark=i+0; if(P2==N[1]){//数字7 N1 inputNum(7); while(P2==N[1]); } if(P2==N[2]){//数字8 N2 inputNum(8); while(P2==N[2]); } if(P2==N[3]){//数字9 N3 inputNum(9); while(P2==N[3]); } if(P2==N[4]){//无效键 N4 //inputNum(key_mark); while(P2==N[4]); } } if(L2==0&&count<8){//第二行 key_mark=i+4; if(P2==N[5]){//数字4 N5 inputNum(4); while(P2==N[5]); } if(P2==N[6]){//数字5 N6 inputNum(5); while(P2==N[6]); } if(P2==N[7]){//数字6 N7 inputNum(6); while(P2==N[7]); } if(P2==N[8]){//无效键 N8 //inputNum(key_mark); while(P2==N[8]); } } if(L3==0&&count<8){//第三行 key_mark=i+8; if(P2==N[9]){//数字1 N9 inputNum(1); while(P2==N[9]); } if(P2==N[10]){//数字2 N10 inputNum(2); while(P2==N[10]); } if(P2==N[11]){//数字3 N11 inputNum(3); while(P2==N[11]); } if(P2==N[12]){//切换到外部中断 N12 while(P2==N[12]); strKey=2; EX0=1; //打开外部中断0 } } if(L4==0){//第四行 key_mark=i+12; if(P2==N[13]){//全部清零N13 setAllNum(0); while(P2==N[13]); } if(P2==N[14]){//数字0 N14 inputNum(0); while(P2==N[14]); } if(P2==N[15]){//局部清零N15 setNumZero(); while(P2==N[15]); } if(P2==N[16]){//回车键 N16 setAllNum(16); count=0; while(P2==N[16]); } } delay(500); temp=P2; temp=temp|0x0f; temp=temp<<1; temp=temp|0x0f; P2=temp; } } }}//显示单个数码管voiddisplay(ucharn,ucharm){ OE=1; LE1=1; out=numCode[n]; LE1=0; LE2=1; out=mark[m]; LE2=0; OE=0;}//定时器T0中断，刷新数码管voidrefresh()interrupt1{ if(int_mark==9){ //位选计数溢出清零 int_mark=1; } //外部中断0模式：动态显示 if(EX0&&strKey!=2){ display(str[strKey][int_mark-1],int_mark); } //矩阵键盘模式：可控动态显示与按键识别 elseif(!EX0){ display(numStr[int_mark],int_mark); } int_mark++; TH0=TH(500); //给定时器T1高8位赋值 TL0=TL(500); //给定时器T1低8位赋值}//外部中断0，按键控制voidkeyControl()interrupt0{ if(INT0==0){ //K1键按下，动态显示"20191202" if(K1==0){ strKey=0; } //K2键按下，动态显示"19491001" if(K2==0){ strKey=1; } //K3键按下，关闭外部中断0 if(K3==0){ while(!K3); EX0=0; } //K4键按下, if(K4==0){ } }}四、实验结果动态显示：1、开机即等待外部中断键盘按下，K1键按下动态显示"20191202"（如图4-1）图4SEQ图\*ARABIC\s11K1键按下动态