矩阵键盘原理详解,配套程序和电路

单片机 4*4 矩阵键盘应用

(2011-03-10 20:18:38)

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在单片机按键使用过程中，当键盘中按键数量较多时为了减少端口的占用通常将按键排列成矩阵形式如下图所示，在矩阵式键盘中每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通而是通过一个按键加以连接，到底这样做是出意何种目的呢？大家看下面电路图，单片机的整一个8位端口可以构成 4*4=16 个矩阵式按键，相比独立式按键接法多出了一倍，而且线数越多区别就越明显，假如再多加一条线就可以构成 20个按键的键盘，但是独立式按键接法只能多出1个按键。由此可见，在需要的按键数量比较多时，采用矩阵法来连接键盘是非常合理的，矩阵式结构的键盘显然比独立式键盘复杂一些，单片机对其进行识别也要复杂一些。确定矩阵式键盘上任何一个键被按下通常采用行扫描法。行扫描法又称为逐行查询法它是一种最常用的多按键识别方法。因此，我们就以行扫描法为例介绍矩阵式键盘的工作原理。

图5-4（4*4矩阵式按键的接法）

首先，不断循环地给低四位独立的低电平，然后判断键盘中有无键按下。将低位中其中一列线（P1.0～P1.3中其中一列）置低电平然后检测行线的状态（高4位，即P1.4～P1.7,由于线与关系，只要与低电平列线接通，即跳变成低电平），只要有一行的电平为低就延时一段时间以消除抖动，然后再次判断，假如依然为低电平，则表示键盘中真的有键被按下而且闭合的键位于低电平的4个按键之中任其一,若所有行线均为高电平则表示键盘中无键按下。再其次，判断闭合键所在的具体位置。在确认有键按下后 ,即可进入确定具体闭合键的过程。其方法是: 依次将列线置为低电平，即在置某一根列线为低电平时,其它列线为高电平。同时再逐行检测各行线的电平状态；若某行为低，则该行线与置为低电平的列线交叉处的按键就是闭合的按键。下面图5-5是4*4矩阵式按键接法的软件算法操作流程。

下面程序按照上述算法流程去编写的，其电路如图5-6，只是在图5-5的基础上多加了P0端口的8只LED灯。从键盘中检测到一个键值，然后将这个值写

到LED数码管上显示。

#include

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

uchar temp,num;

uchar code Dis_code[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,

0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0xff} ;

//0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,a,b,c,d,e,f,0ff

void delay(uchar ms)

{

int i;

while(ms--)

{

for(i=0;i<100;i++) ;

}

}

uchar keyscan()

{

P1=0xfe;

temp=P1;

while(temp!=0xfe)

{

temp=P1;

switch(temp)

{

case 0xee:num=1;

break;

case 0xde:num=2; break;

case 0xbe:num=3; break;

case 0x7e:num=4; break;

}

delay(100);

}

P1=0xfd;

temp=P1;

while(temp!=0xfd) {

temp=P1;

switch(temp)

{

case 0xed:num=5; break;

case 0xdd:num=6; break;

case 0xbd:num=7; break;

case 0x7d:num=8; break;

}

delay(100);

}

P1=0xfb;

temp=P1;

while(temp!=0xfb) {

temp=P1;

switch(temp)

{

case 0xeb:num=9;

break;

case 0xdb:num=10;

break;

case 0xbb:num=11;

break;

case 0x7b:num=12;

break;

}

delay(100);

}

P1=0xf7;

temp=P1;

while(temp!=0xf7)

{

temp=P1;

switch(temp)

{

case 0xe7:num=13;

break;

case 0xd7:num=14;

break;

case 0xb7:num=15;

break;

case 0x77:num=16;

break;

}

delay(100);

}

return num;

}

void Display(uchar Wei_8,uchar Wei_7,uchar Wei_6,uchar Wei_5,uchar Wei_4,uchar Wei_3,uchar Wei_2,uchar Wei_1)

{

P2=0xfe;

P0=Dis_code[Wei_8]; delay(1);

P2=0xfd;

P0=Dis_code[Wei_7]; delay(1);

P2=0xfb;

P0=Dis_code[Wei_6]; delay(1);

P2=0xf7;

P0=Dis_code[Wei_5]; delay(1);

P2=0xef;

P0=Dis_code[Wei_4]; delay(1);

P2=0xdf;

P0=Dis_code[Wei_3]; delay(1);

P2=0xbf;

P0=Dis_code[Wei_2]; delay(1);

P2=0x7f;

P0=Dis_code[Wei_1]; delay(1);

}

void main()

{

while(1)

{

Display(keyscan(),16,16,16,16,16,16,16) ; }

}

矩阵式键盘的输入实验

实验六、矩阵式键盘的输入实验 实验目的 学习矩阵式键盘工作原理 学习矩阵式键盘接口的电路设计和程序设计 实验设备 仿真器 单片机最小系统实验教学模块 矩阵式键盘实验模块 动态扫描数码管显示模块 实验要求 要求实现：在矩阵式键盘中的某个键被按下时，8位LED动态显示器上最低位显示该键对应的字符，以前的字符向高位推进一位 实验原理 矩阵式由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点。一个4*4 的行列结构可以构成一个16个按键的键盘。很明显，在按键数量较多的场合，矩阵式键盘与独立式键盘相比，要节省很多的I/O端口 矩阵式键盘工作原理 按键是设置在行列的交接点上，行列分别连接到按键开关的两端。行线通过上拉电阻接到+5V上。平时无按键按下时，行线处于高电平状态，而当有按键按下时，行线电平状态将由与此行线相连的列线电平决定。列线电平如果为低，则行线电平为低，列线电平如果为高，则行线电平则为高。这一点是识别矩阵式键盘是否被按下的关键所在。由于行列式键盘中行列线为多键共用，各按键均影响该键所在行和列的电平。因此，各按键彼此将相互发生影响，所以必须将行列线信号配合起来并作适当的出来，才能确定闭合键的位置。 键被按下时，与此键相连的行线电平将由与此相连的列线电平决定，而行线电平在物件按显示处于高电平状态。如果让所有列线出于高电平时没法识别出按键的，现在发过来，让所有列线处于低电平，很明显，按下的键所在行电平将也被置为低电平，根据此变化，便能判定该行一定又键被按下。但我们还不能确定是这一行的哪个键被按下。所以，为了进一步判定到底是哪一列的键被按下，可在某一时刻只让一列线处于低电平。而其余所有列线处于高电平。当第一列为低电平，其余各列为高电平时，因为键4被按下，所以死一行扔处于高电平状态；当第二列为低电平，其余各列为高电平时，同样哦我们会发现第一行仍处于高电平状态。知道让第四列为低电平，其余各列为高电平时，因为是4号键被按下，所以第一行的高电平状态转换到第四列所处的低电平，据此，我们确信第一行第四列交叉点处的按键即4号键被按下。 识别键盘有无键被按下的方法是：让所有列线均为低电平，检查各行线电平是否有低电

矩阵键盘设计实验报告

南京林业大学 实验报告 基于AT89C51 单片机4x4矩阵键盘接口电路设计 课程机电一体化设计基础 院系机械电子工程学院 班级 学号 姓名

指导老师杨雨图 2013年9月26日

一、实验目的 1、掌握键盘接口的基本特点，了解独立键盘和矩 阵键盘的应用方法。 2、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。 3、掌握利用Keil51软件对程序进行编译。 4、用Proteus软件绘制“矩阵键盘扫描”电路，并用测试程序进行仿真。 5、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。 二、实验要求 通过实训，学生应达到以下几方面的要求： 素质要求 1.以积极认真的态度对待本次实训，遵章守纪、团结协作。 2.善于发现数字电路中存在的问题、分析问题、解决问题，努力培养独立 工作能力。 能力要求 1.模拟电路的理论知识 2.脉冲与数字电路的理念知识 3.通过模拟、数字电路实验有一定的动手能力 4.能熟练的编写8951单片机汇编程序 5.能够熟练的运用仿真软件进行仿真 三、实验工具 1、软件：Proteus软件、keil51。 2、硬件：PC机，串口线，并口线，单片机开发板 四、实验内容

1、掌握并理解“矩阵键盘扫描”的原理及制作，了解各元器件的参数及格 元器件的作用。 2、用keil51测试软件编写AT89C51单片机汇编程序 3、用Proteus软件绘制“矩阵键盘扫描”电路原理图。 4、运用仿真软件对电路进行仿真。 五．实验基本步骤 1、用Proteus绘制“矩阵键盘扫描”电路原理图。 2、编写程序使数码管显示当前闭合按键的键值。 3、利用Proteus软件的仿真功能对其进行仿真测试，观察数码管的显示状 态和按键开关的对应关系。 4、用keil51软件编写程序，并生成HEX文件。 5、根据绘制“矩阵键盘扫描”电路原理图，搭建相关硬件电路。 6、用通用编程器或ISP下载HEX程序到MCU。 7、检查验证结果。 六、实验具体内容 使用单片机的P1口与矩阵式键盘连接时，可以将P1口低4位的4条端口线定义为行线，P1口高4位的4条端口线定义为列线，形成4*4键盘，可以配置16个按键，将单片机P2口与七段数码管连接，当按下矩阵键盘任意键时，数码管显示该键所在的键号。 1、电路图

笔记本16乘8矩阵键盘原理

键盘工作的主要原理：计算机键盘通常采用行列扫描法来确定按下键所在的行列位置。所谓行列扫描法是指，把键盘按键排列成n行×m列的n*m行列点阵，把行、列线分别连接到两个并行接口双向传送的连接线上，点阵上的键一旦被按动，该键所在的行列点阵信号就被认为已接通。按键所排列成的矩阵，需要用硬件或软件的方法轮转顺序地对其行、列分别进行扫描，以查询和确认是否有键按动。如有键按动，键盘就会向主机发送被按键所在的行列点阵的位置编码，称为键扫描码。单片机通过周期性扫描行、列线，读回扫描信号结果，判断是否有键按下，并计算按键的位置以获得扫描码。键被按下时，单片机分两次将位置扫描码发送到键盘接口：按下一次，叫接通扫描码；按完释放一次，叫断开扫描码。这样，通过硬件或软件的方法对键盘分别进行行、列扫视，就可以确定按下键所在位置，获得并输出扫描位置码，然后转换为ASCII码，经过键盘I/O电路送入主机，并由显示器显示出来。 我們的應用是EC有KSI/KSO接鍵盤,EC確認鍵盤某個鍵有作用,才會通知系統來減少系統資源浪費,此外每一列会间断性发low讯号 請問一秒內,一個固定的列(KSO)會發1000次Low Pulse. 笔记本EC中使用到了16*8矩阵键盘,其中16根列线输入端为KSO0~KSO15，8根行线输出端为KSI0~KSI7。16根列线和8根行线可以确定16*8=128个坐标点。键按矩阵排列,各键处于矩阵行/列的结点处,CPU通过对连在行(列)的I/O线送已知电平的信号,然后读取列(行)线的状态信息。逐线扫描,得出键码。下图给出了4*4的矩阵键盘的电路具体加以说明。 矩阵式键盘中，行、列线分别连接到按键开关的两端，行线X0、X1、X2、X3通过上拉电阻接到+5 V上。当无键按下时，行线处于高电平状态，显然，如果让所有的列线也处在高电平，那么，按键按下与否不会引起行线电平的变化，因此，必须使所有列线处在低电平，只有这样，当有键按下时，该键所在的行电平才会由高电平变为低电平。当有键按下时，行、列线将导通，此时，行线电平将由与此行线相连的列线电平决定。这一点是识别矩阵按键是否被按下的关键。 按键按下时，与此键相连的行线与列线导通，对应的行线被拉低，CPU根据行平电的变化，便能判定相应的行有键按下。例如8号键按下时，第X2行一定为低电平，然而，第2行为低电平时，不能确定一定是8号键按下的，因为9、10、11号键按下同样使第2行为低电平。为进一步

单片机矩阵式键盘连接方法及工作原理

矩阵式键盘的连接方法和工作原理 什么是矩阵式键盘？当键盘中按键数量较多时，为了减少I/O 口线的占用，通常将按键排列成矩 阵形式。在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样做有什么好处呢？大家看下面的电路图，一个并行口可以构成4*4=16 个按键，比之直 接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别就越明显。比如再多加一条线就可以构成20 键 的键盘，而直接用端口线则只能多出一个键（9 键）。由此可见，在需要的按键数量比较多时，采用矩 阵法来连接键盘是非常合理的。 矩阵式结构的键盘显然比独立式键盘复杂一些，识别也要复杂一些，在上图中，列线通过电阻接 电源，并将行线所接的单片机4 个I/O 口作为输出端，而列线所接的I/O 口则作为输入端。这样，当按 键没有被按下时，所有的输出端都是高电平，代表无键按下，行线输出是低电平；一旦有键按下，则输 入线就会被拉低，这样，通过读入输入线的状态就可得知是否有键按下了，具体的识别及编程方法如下 所述： 二．矩阵式键盘的按键识别方法 确定矩阵式键盘上任何一个键被按下通常采用“行扫描法”或者“行反转法”。行扫描法又称为 逐行（或列）扫描查询法，它是一种最常用的多按键识别方法。因此我们就以“行扫描法”为例介绍矩 阵式键盘的工作原理： 1．判断键盘中有无键按下 将全部行线X0-X3 置低电平，然后检测列线的状态，只要有一列的电平为低，则表示键盘中有键 被按下，而且闭合的键位于低电平线与4 根行线相交叉的4 个按键之中；若所有列线均为高电平，则表 示键盘中无键按下。 2．判断闭合键所在的位置 在确认有键按下后，即可进入确定具体闭合键的过程。其方法是：依次将行线置为低电平（即在 置某根行线为低电平时，其它线为高电平），当确定某根行线为低电平后，再逐行检测各列线的电平状 态，若某列为低，则该列线与置为低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键。 下面给出一个具体的例子： 单片机的P1 口用作键盘I/O 口，键盘的列线接到P1 口的低4 位，键盘的行线接到P1 口的高4

单片机矩阵键盘实验

单片机独立按键和矩阵键盘操作 [实验要求] 独立按键操作: 试操作P3.4~P3.7控制的四个独立按键中的某一个, 每按一次, 数码管上显示数字作一次加1或减1变化, 显示数字在0~9之间. 矩阵键盘操作: 依次按下4*4 矩阵键盘上从第1 到第20 个键，同时在六位数码管上依次显示0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。[实验原理] (1) 按键识别去抖动原理:我们在手动按键的时候, 由于机械抖动或是其它一些非人为的因素很有可能造成误识别, 一般手动按下一次键然后接着释放, 按键两片金属膜接触的时间大约为50ms 左右，在按下瞬间到稳定的时间为5-10ms,在松开的瞬间到稳定的时间也为5-10ms，如果我们在首次检测到键被按下后延时10ms 左右再去检测，这时如果是干扰信号将不会被检测到，如果确实是有键被按下，则可确认，以上为按键识别去抖动的原理。 (2) 独立按键识别: 判断是否按下键盘，当单片机上电时所有I/O 口为高电平，参照实验电路图, S2 键一端接地另一端接P3.4，所以当键被按下时P3.4 口直接接地，此时检测P3.4 肯定为低电平。 (3) 矩阵键盘识别: 参照实验电路图, 矩阵键盘的四行分别与P3.0-P3.3 连接，四列分别与P3.4-P3.7 连接。如识别第1列按键, 可给P3.4送低电平，其余为高电平, 把P3口数据读回, 判断其第4位是否全为1, 如果全为1,则该列无键按下, 可继续判断下1列, 如有某位为0, 则有键按下,并可根据其位置识别按键所在行,从而确定该按键位置和键值. 其它各列按键识别类同. [实验目的] (1)掌握独立按键的识别方法. (2)掌握按键去抖动的基本原理。 (3)了解矩阵键盘检测的操作方法。 (4)进一步巩固掌握数码管的显示操作方法.

实验四 键盘扫描及显示设计实验报告

实验四键盘扫描及显示设计实验报告 一、实验要求 1. 复习行列矩阵式键盘的工作原理及编程方法。 2. 复习七段数码管的显示原理。 3. 复习单片机控制数码管显示的方法。 二、实验设备 1.PC 机一台 2.TD-NMC+教学实验系统 三、实验目的 1. 进一步熟悉单片机仿真实验软件 Keil C51 调试硬件的方法。 2. 了解行列矩阵式键盘扫描与数码管显示的基本原理。 3. 熟悉获取行列矩阵式键盘按键值的算法。 4. 掌握数码管显示的编码方法。 5. 掌握数码管动态显示的编程方法。 四、实验内容 根据TD-NMC+实验平台的单元电路，构建一个硬件系统，并编写实验程序实现如下功能： 1.扫描键盘输入，并将扫描结果送数码管显示。 2.键盘采用 4×4 键盘，每个数码管显示值可为 0～F 共 16 个数。 实验具体内容如下： 将键盘进行编号，记作 0～F，当按下其中一个按键时，将该按键对应的编号在一个数码 管上显示出来，当再按下一个按键时，便将这个按键的编号在下一个数码管上显示出来，数 码管上可以显示最近 4 次按下的按键编号。 五、实验单元电路及连线 矩阵键盘及数码管显示单元

图1 键盘及数码管单元电路 实验连线 图2实验连线图 六、实验说明 1. 由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动。抖动时间的长短由按键的机械特性决定，一般为 5～10ms。这是一个很重要的时间参数，在很多场合都要用到。 键抖动会引起一次按键被误读多次。为了确保 CPU 对键的一次闭合仅做一次处理，必须去除键抖动。在键闭合稳定时，读取键的状态，并且必须判别；在键释放稳定后，再作处理。按

矩阵键盘电路设计

课程设计 题目矩阵键盘电路设计教学院计算机学院 专业计算机应用技术班级 姓名 指导教师 2010 年01 月12 日

前言.................................................................... 第一章需求分析......................................................... 功能描述......................................................... 功能分析......................................................... 第二章系统的原理及分析................................................. 用到的知识点的介绍，知识点使用的总体思路 第三章详细设计......................................................... 硬件设计 系统结构图，元器件的选择等 软件设计 所设计的软件关键模块的程序流程 第四章测试............................................................ 运行结果分析等 第五章总结............................................................. 参考文献................................................................ 附录 关键程序代码........................................................

矩阵键盘的工作原理和扫描确认方式

9.3.1 矩阵键盘的工作原理和扫描确认方式 来源：《AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践》M16华东师范大学电子系马潮 当键盘中按键数量较多时，为了减少对I/O 口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，也称为行列键盘，这是一种常见的连接方式。矩阵式键盘接口见图9-7 所示，它由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上。当键被按下时，其交点的行线和列线接通，相应的行线或列线上的电平发生变化，MCU 通过检测行或列线上的电平变化可以确定哪个按键被按下。 图9-7 为一个 4 x 3 的行列结构，可以构成12 个键的键盘。如果使用 4 x 4 的行列结构，就能组成一个16 键的键盘。很明显，在按键数量多的场合，矩阵键盘与独立式按键键盘相比可以节省很多的I/O 口线。 矩阵键盘不仅在连接上比单独式按键复杂，它的按键识别方法也比单独式按键复杂。在矩阵键盘的软件接口程序中，常使用的按键识别方法有行扫描法和线反转法。这两种方法的基本思路是采用循环查循的方法，反复查询按键的状态，因此会大量占用MCU 的时间，所以较好的方式也是采用状态机的方法来设计，尽量减少键盘查询过程对MCU 的占用时间。 下面以图9-7 为例，介绍采用行扫描法对矩阵键盘进行判别的思路。图9-7 中，PD0、PD1、PD2 为3 根列线，作为键盘的输入口（工作于输入方式）。PD3、PD4、PD5、PD6 为4根行线，工作于输出方式，由MCU（扫描）控制其输出的电平值。行扫描法也称为逐行扫描查询法，其按键识别的过程如下。 √将全部行线PD3－PD6 置低电平输出，然后读PD0－PD2 三根输入列线中有无低电平出现。只要有低电平出现，则说明有键按下（实际编程时，还要考虑按键的消抖）。如读到的都是高电平，则表示无键按下。 √在确认有键按下后，需要进入确定具体哪一个键闭合的过程。其思路是：依

微机原理课题设计实验报告材料之矩阵式键盘数字密码锁

微机系统与应用课程设计报告 班级： 学号： 姓名： 实验地点：E楼Ⅱ区311 实验时间：2013.3.4-3.9

矩阵式键盘数字密码锁设计 一 . 实验目的 1.掌握微机系统总线与各芯片管脚连接方法，提高接口扩展硬件电路的连 接能力。 2.初步掌握键盘扫描，密码修改和计时报警程序的编写方法。 3.掌握通过矩阵式键盘扫描实现密码锁功能的设计思路和实现方法。二．实验内容 矩阵式键盘数字密码锁设计，根据设定好的密码，采用4x4矩阵键盘实现密码的输入功能。当密码输入正确之后，锁就打开（绿灯亮），10秒之后，锁自动关闭（红灯亮）；如果连续输入三次密码不正确，就锁定按键5秒钟，同时发出报警(黄灯闪)，5秒后，解除按键锁定，恢复密码输入。 数字密码锁操作键盘参考上面设定，也可以自行设计键盘。用户初始密码为“123456”，系统加电运行后，密码锁初始状态为常闭（红灯亮），用户可以选择开锁或修改密码： 如果选择开锁就按“Open”键，系统提示输入密码，输入用户密码+“#”键后，如果密码正确，就打开锁（绿灯亮），系统等待10秒，然后重新关闭密码锁，若密码错，提示重新输入，连续三次错误，提示警告词同时报警（黄灯闪），锁定键盘5秒，然后重新进入初始状态； 如果选择修改密码就按”Modify Secret”键，系统提示输入旧密码，输入旧密码+“#”键后，如果正确，系统提示输入新密码，输入新密码+“#”后，新密码起效，重新进入初始状态；如果旧密码错，不能修改密码，密码锁直接进入初始状态。 三．实验基本任务 1）具有开锁、修改用户密码等基本的密码锁功能。 2）对于超过3次密码密码错误，锁定键盘5秒，系统报警。5秒后解除锁定。 4）通过LCD字符液晶和LED指示灯（红，绿，黄）实时显示相关信息。 5）用户密码为6位数字，显示采用“*”号表示。 6）码锁键盘设计合理，功能完善，方便用户使用。 本次实验还做了附加的任务

矩阵式键盘的结构与工作原理

矩阵式键盘的结构与工作原理 在键盘中按键数量较多时为了减少I/O 口的占用通常将按键排列成矩阵形式如图1 所 示在矩阵式键盘中每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通而是通过一个按键加以连 接这样一个端口如P1 口就可以构成4*4=16 个按键比之直接将端口线用于键盘 多出了一倍而且线数越多区别越明显比如再多加一条线就可以构成20 键的键盘而 直接用端口线则只能多出一键9 键由此可见在 需要的键数比较多时采用矩阵法来做键盘是合理的 矩阵式结构的键盘显然比直接法要复杂一些识别也要复杂一些上图中列线通过电 阻接正电源并将行线所接的单片机的I/O 口作为输出端而列线所接的I/O 口则作为输入这样当按键没有按下时所有的输出端都是高电平代表无键按下行线输出是低电平 一旦有键按下则输入线就会被拉低这样通过读入输入线的状态就可得知是否有键按下 了具体的识别及编程方法如下所述 矩阵式键盘的按键识别方法 确定矩阵式键盘上何键被按下介绍一种行扫描法 行扫描法 行扫描法又称为逐行或列扫描查询法是一种最常用的按键识别方法如上图所示 键盘介绍过程如下 判断键盘中有无键按下将全部行线Y0-Y3 置低电平然后检测列线的状态只要有一 列的电平为低则表示键盘中有键被按下而且闭合的键位于低电平线与4 根行线相交叉的4 个按键之中若所有列线均为高电平则键盘中无键按下 判断闭合键所在的位置在确认有键按下后即可进入确定具体闭合键的过程其方法 是依次将行线置为低电平即在置某根行线为低电平时其它线为高电平在确定某根行 线位置为低电平后再逐行检测各列线的电平状态若某列为低则该列线与置为低电平的 行线交叉处的按键就是闭合的按键 下面给出一个具体的例子 图仍如上所示8031 单片机的P1 口用作键盘I/O 口键盘的列线接到P1 口的低4 位 键盘的行线接到P1 口的高4 位列线P1.0-P1.3 分别接有4 个上拉电阻到正电源+5V 并把列线P1.0-P1.3 设置为输入线行线P1.4-P.17 设置为输出线4 根行线和4 根列线形成16 个相交点 检测当前是否有键被按下检测的方法是P1.4-P1.7 输出全0 读取P1.0-P1.3 的状态 若P1.0-P1.3 为全1 则无键闭合否则有键闭合 去除键抖动当检测到有键按下后延时一段时间再做下一步的检测判断 若有键被按下应识别出是哪一个键闭合方法是对键盘的行线进行扫描P1.4-P1.7 按下 述4 种组合依次输出 P1.7 1 1 1 0 P1.6 1 1 0 1 P1.5 1 0 1 1 P1.4 0 1 1 1 在每组行输出时读取P1.0-P1.3 若全为1 则表示为0 这一行没有键闭合否则 有键闭合由此得到闭合键的行值和列值然后可采用计算法或查表法将闭合键的行值和列值转换成所定义的键值 为了保证键每闭合一次CPU 仅作一次处理必须却除键释放时的抖动__

矩阵键盘单片机识别实验与程序

4×4矩阵键盘51单片机识别实验与程序1．实验任务 图4.14.1 2．硬件电路原理图 图4.14.2 3．系统板上硬件连线 （1．把“单片机系统“区域中的P3.0－P3.7端口用8芯排线连接到“4X4行列式键盘”区域中的C1－C4 R1－R4端口上； （2．把“单片机系统”区域中的P0.0/AD0－P0.7/AD7端口用8芯排线连接到“四路静态数码显示模块”区域中的任一个a－h端口上；要求：P0.0/AD0对应着a，P0.1/AD1对应着b，……，P0.7/AD7对应着h。 4．程序设计内容 （1．4×4矩阵键盘识别处理 （2．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。矩阵的行线和列线分别通过两并行接口和CPU通信。每个按键的状态同样需变成数字量“0”和 “1”，开关的一端（列线）通过电阻接VCC，而接地是通过程序输出数字“0”实现的。 键盘处理程序的任务是：确定有无键按下，判断哪一个键按下，键的功能是什么；还要 消除按键在闭合或断开时的抖动。两个并行口中，一个输出扫描码，使按键逐行动态接 地，另一个并行口输入按键状态，由行扫描值和回馈信号共同形成键编码而识别按键， 通过软件查表，查出该键的功能。 5．程序框图 图4.14.3 C语言源程序 #include unsignedcharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07,

0x39,0x5e,0x79,0x71}; unsignedchartemp; unsignedcharkey; unsignedchari,j; voidmain(void) { while(1) { P3=0xff; P3_4=0; temp=P3; temp=temp&0x0f; if(temp!=0x0f) { for(i=50;i>0;i--) for(j=200;j>0;j--); temp=P3; temp=temp&0x0f; if(temp!=0x0f) { temp=P3; temp=temp&0x0f; switch(temp)

单片机实验报告——矩阵键盘数码管显示

单片机实验报告 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：高哲 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、学习独立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，了解独立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。

实验一矩阵键盘检测

一、实验目的： 1、学习非编码键盘的工作原理和键盘的扫描方式。 2、学习键盘的去抖方法和键盘应用程序的设计。 二、实验设备： 51/AVR实验板、USB连接线、电脑 三、实验原理： 键盘接口电路是单片机系统设计非常重要的一环，作为人机交互界面里最常用的输入设备。我们可以通过键盘输入数据或命令来实现简单的人机通信。 1、按键的分类 一般来说，按键按照结构原理可分为两类，一类是触点式开关按键，如机械式开关、导电橡胶式开关等；另一类是无触点式开关按键，如电气式按键，磁感应按键等。前者造价低，后者寿命长。目前，微机系统中最常见的是触点式开关按键（如本学习板上所采用按键）。 按键按照接口原理又可分为编码键盘与非编码键盘两类，这两类键盘的主要区别是识别键符及给出相应键码的方法。编码键盘主要是用硬件来实现对键的识别，非编码键盘主要是由软件来实现键盘的识别。 全编码键盘由专门的芯片实现识键及输出相应的编码，一般还具有去抖动和多键、窜键等保护电路，这种键盘使用方便，硬件开销大，一般的小型嵌入式应用系统较少采用。非编码键盘按连接方式可分为独立式和矩阵式两种，其它工作都主要由软件完成。由于其经济实用，较多地应用于单片机系统中（本学习板也采用非编码键盘）。 2、按键的输入原理 在单片机应用系统中，通常使用机械触点式按键开关，其主要功能是把机械上的通断转换成为电气上的逻辑关系。也就是说，它能提供标准的TTL 逻辑电平，以便与通用数字系统的逻辑电平相容。此外，除了复位按键有专门的复位电路及专一的复位功能外，其它按键都是以开关状态来设置控制功能或输入数据。当所设置的功能键或数字键按下时，计算机应

单片机 矩阵键盘实验 实验报告

实验五矩阵键盘实验 一、实验内容 1、编写程序，做到在键盘上每按一个数字键(0－F)用发光二极管将该代码显示出来。按其它键退出。 2、加法设计计算器，实验板上有12个按键，编写程序，实现一位整数加法运算功能。可定义“A”键为“+”键，“B”键为“=”键。 二、实验目的 1、学习独立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。 三、实验说明 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。

修订矩阵键盘的工作原理

修订矩阵键盘的工作原 理 TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】

4×4矩阵键盘的工作原理与编程51/AVR单片机学习开发系统上使用数码管显示4×4矩阵键盘的键值。 一、硬件工作原理的简单介绍 该实验使用的8位数码管显示电路和4×4矩阵键盘电路。现将这二部分的电路工作原理进行简单的介绍： 1、4×4矩阵键盘的工作原理 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4×4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。 图1为矩阵键盘电路图，行线接P1.4－P1.7，列线接P1.0－P1.3。 图1 矩阵键盘电路 图2 按键排列 2、数码管动态扫描显示电路 在ME300B开发系统中，采用了8位数码管动态扫描显示。它将所有数码管的8个段线相应地并接在一起，并接到 AT89S51的P0口，由P0口控制字段输出。而

各位数码管的共阳极由AT89S51的P2口控制Q20－Q27来实现8位数码管的位输出控制。 这样，对于一组数码管动态扫描显示需要由两组信号来控制：一组是字段输出口输出的字形代码，用来控制显示的字形，称为段码；另一组是位输出口输出的控制信号，用来选择第几位数码管工作，称为位码。 由于各位数码管的段线并联，段码的输出对各位数码管来说都是相同的。因此，同一时刻如果各位数码管的位选线都处于选通状态的话，8位数码管将显示相同的字符。若要各位数码管能够显示出与本位相应的字符，就必须采用扫描显示方式。即在某一时刻，只让某一位的位选线处于导通状态，而其它各位的位选线处于关闭状态。同时，段线上输出相应位要显示字符的字型码。这样同一时刻，只有选通的那一位显示出字符，而其它各位则是熄灭的，如此循环下去，就可以使各位数码管显示出将要显示的字符。 虽然这些字符是在不同时刻出现的，而且同一时刻，只有一位显示，其它各位熄灭，但由于数码管具有余辉特性和人眼有视觉暂留现象，只要每位数码管显示间隔足够短，给人眼的视觉印象就会是连续稳定地显示。 图3 数码管电路 数码管不同位显示的时间间隔可以通过调整延时程序的延时长短来完成。数码管显示的时间间隔也能够确定数码管显示时的亮度，若显示的时间间隔长，显示时数码管的亮度将亮些，若显示的时间间隔短，显示时数码管的亮度将暗些。若显示

4×4矩阵键盘的工作原理

4×4矩阵键盘的工作原理与编程 51/AVR单片机学习开发系统上使用数码管显示4×4矩阵键盘的键值。 一、硬件工作原理的简单介绍 该实验使用的8位数码管显示电路和4×4矩阵键盘电路。现将这二部分的电路工作原理进行简单的介绍： 1、4×4矩阵键盘的工作原理 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4×4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。 图1为矩阵键盘电路图，行线接P1.4－P1.7，列线接P1.0－P1.3。 图1矩阵键盘电路 图2按键排列 2、数码管动态扫描显示电路 在ME300B开发系统中，采用了8位数码管动态扫描显示。它将所有数码管的8个段线相应地并接在一起，并接到AT89S51的P0口，由P0口控制字段输出。而各位数码管的共阳极由AT89S51的P2口控制Q20－Q27来实现8位数码管的位输出控制。 这样，对于一组数码管动态扫描显示需要由两组信号来控制：一组是字段输出口输出的字形代码，用来控制显示的字形，称为段码；另一组是位输出口输出的控制信号，用来选择第几位数码管工作，称为位码。 由于各位数码管的段线并联，段码的输出对各位数码管来说都是相同的。因此，同一时刻如果各位数码管的位选线都处于选通状态的话，8位数码管将显示相同的字符。若要各位数码管能够显示出与本位相应的字符，就必须采用扫描显示方式。即在某一时刻，只让某一位的位选线处于导通状态，而其它各位的位选线处于关闭状态。同时，段线上输出相应位要显示字符的字型码。这样同一时刻，只有选通的那一位显示出字符，而其它各位则是熄灭的，如此循环下去，就可以使各位数码管显示出将要显示的字符。 虽然这些字符是在不同时刻出现的，而且同一时刻，只有一位显示，其它各位熄灭，但由于数码管具有余辉特性和人眼有视觉暂留现象，只要每位数码管显示间隔足够短，给人眼的视觉印象就会是连续稳定地显示。 图3数码管电路 数码管不同位显示的时间间隔可以通过调整延时程序的延时长短来完成。数码管显示的时间间隔也能够确定数码管显示时的亮度，若显示的时间间隔长，显示时数码管的亮度将亮些，若显示的时间间隔短，显示时数码管的亮度将暗些。若显示的时间间隔过长的话，数码管显示时将产生闪烁现象。所以，在调整显示的时间间隔时，即要考虑到显示时数码管的亮度，又要数码管显示时不产生闪烁现象。

4X4矩阵式键盘输入程序

4*4键盘程序 readkeyboard: begin: acall key_on jnz delay ajmp readkeyboard delay:acall delay10ms acall key_on jnz key_num ajmp begin key_num:acall key_p anl a,#0FFh jz begin acall key_ccode push a key_off:acall key_on jnz key_off pop a ret key_on: mov a,#00h orl a,#0fh mov p1,a mov a,p1 orl a,#0f0h cpl a ret key_p: mov r7,#0efh l_loop:mov a,r7 mov p1,a mov a,p1 orl a,#0f0h mov r6,a cpl a jz next ajmp key_c next: mov a,r7 jnb acc.7,error rl a mov r7,a ajmp l_loop error:mov a,#00h ret key_c:mov r2,#00h mov r3,#00h mov a,r6 mov r5,#04h again1:jnb acc.0,out1 rr a inc r2 djnz r5, again1 out1: inc r2 mov a,r7 mov r5,#04h again2:jnb acc.4,out2 rr a inc r3 djnz r5,again2 out2: inc r3 mov a, r2 swap a add a,r3 ret key_ccode:push a swap a anl a,#0fh dec a rl a ;行号乘 4 rl a mov r7,a pop a anl a,#0fh dec a add a,r7 ret delay10ms: anl tmod,#0f0h orl tmod,#01h mov th0,#0d8h mov tl0,#0f0h setb tr0 wait:jbc tf0,over ajmp wait clr tr0 over:ret 单片机键盘设计 （二）从电路或软件的角度应解决的问题 软件消抖：如果按键较多，硬件消抖将无法胜任，常采用软件消抖。通常采用软件延时的方法：在第一次检测到有键按下时，执行一段延时10ms的子程序后，再确认电平是否仍保持闭合状态电平，如果保持闭合状态电平，则确认真正有键按下，进行相应处理工作，消除了抖动的影响。（这种消除抖动影响的软件措施是切实可行的。） 2.采取串键保护措施。串键：是指同时有一个以上的键按下，串键会引起CPU错误响应。 通常采取的策略：单键按下有效，多键同时按下无效。 3.处理连击。连击：是一次按键产生多次击键的效果。要有对按键释放的处理，为了消除连击，使得一次按键只产生一次键功能的执行（不管一次按键持续的时间多长，仅采样一个数据）。否则的话，键功能程序的执行次数将是不可预知，由按键时间决定。连击是可以利用的。连击对于用计数法设计的多功能键特别有效。 三、键盘工作方式 单片及应用系统中，键盘扫描只是CPU的工作内容之一。CPU忙于各项任务时，如何兼顾键盘的输入，取决于键盘的工作方式。考虑仪表系统中CPU任务的份量，来确定键盘的工作方式。 键盘的工作方式选取的原则是：既要保证能及时响应按键的操作，又不过多的占用CPU的工作时间。 键盘的工作方式有：查询方式（编程扫描，定时扫描方式）、中断扫描方式。

键盘实验报告

嵌入式实验报告 键盘实验报告 指导教师：高金山 实验者：13410801 房皓13410802 张耀荣 一、实验目的: 1.了解直接输入键盘与矩阵键盘的原理 2.了解键盘寄存器的功能 3.掌握键盘输入的编程方法 二、实验要求: 1.对所有16个按键进行编码，当按键后，在七段数码管上显示对应的键盘编码。（可 以使用一个或两个七段数码管） 2.对所有16个按键进行编码，当按键后，在八个LED上显示对应的键盘编码。 三、实验内容： 1.在键盘寄存器KPC中，使能矩阵键盘， 2.必须在使用前添加下面语句： #define KAPS_VALUE (*((volatile unsigned char *)(0x41500020))) 3.接下来在button_statusFetch函数中定义变量，其中j用来获取矩阵键盘的键值， 具体如下： char j = 0; j = KAPS_VALUE ; 4.最后，在直入键盘的分支语句后添加矩阵键盘的分支代码段，即switch(j){}代码 段： switch (j) { case 0x00: //key-press 5 kbd_buff=0x8F12; LED_CS2 = kbd_buff; Delay(400); break; …… 四、程序编辑： ；post_initGpio.s

EXPORT post_initGpio AREA post_initGpio ,CODE ,READONLY ldr r1,=0x40e00000 ;GPSR0 MOV R0,#0x3000 ;GPIO<13:12> STR R0,[R1,#0x18] ;GPCR0 MOV R0,#0x800 ;GPIO<11> STR R0,[R1,#0x24] ;GAFR0_L////////////////////////////////////////////////// MOV R0,#0x80000000 ;GPIO<15>:F2:nCS1 STR R0,[R1,#0x54] ;GAFR0_U ldr R0,=0x10 ;0xa5000010 STR R0,[R1,#0x58] ;GPDR0///////////////////////////////////////////////// ldr R0,=0xc1a08000 ;GPIO<15>:nCS1 STR R0,[R1,#0xc] ;GPSR1 MOV R0,#0 STR R0,[R1,#0x1c] ;GPCR1 MOV R0,#0 STR R0,[R1,#0x28] ;GAFR1_L LDR R0,=0xc9c ;0xa9558 STR R0,[R1,#0x5c] ;GAFR1_U LDR R0,=0xca0 ;0xaaa590aa STR R0,[R1,#0x60] ;GPDR1 LDR R0,=0xca4 ;0xfccf0382 STR R0,[R1,#0x10]

实验二 矩阵键盘实验

实验二矩阵键盘实验 一、实验目的 （1）掌握矩阵键盘行列设计方法； （2）掌握矩阵键盘识别方法； （3）掌握矩阵键盘去抖原理； （4）掌握矩阵键盘控制LED或数码管的设计方法； 二、实验原理 电路图参考实验板电路。 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。 三、实验内容 1.编写程序，做到在键盘上每按一个数字键(0－F)用LED数码管将该代码显示出来。按其它键退出。 2.利用Proteus，设计4*4矩阵键盘硬件电路，并仿真实现。