单片机4x4矩阵式键盘初稿.doc

单片机4x4矩阵式键盘初稿单片机4x4矩阵式键盘一、×4矩阵式键盘程序识别原理。×4矩阵式键盘按键的设计方法。二、工作原理最常见的键盘布局如图1所示。一般由16个按键组成,在单片机中正好可以用一个P口实现16个按键功能,这也是在单片机系统中最常用的形式,4*4矩阵键盘的内部电路如图2所示。图1矩阵键盘布局图图2矩阵键盘内部电路图当无按键闭合时,P10~P13与P14~P17之间开路。当有键闭合时,与闭合键相连的两条I/O口线之间短路。判断有无按键按下的方法是:第一步,置列线P14~P17为输入状态,从行线P10~P13输出低电平,读入列线数据,若某一列线为低电平,则该列线上有键闭合。第二步,行线轮流输出低电平,从列线P14~P17读入数据,若有某一列为低电平,则对应行线上有键按下。综合一二两步的结果,可确定按键编号。但是键闭合一次只能进行一次键功能操作,因此须等到按键释放后,再进行键功能操作,否则按一次键,有可能会连续多次进行同样的键操作。三、硬件电路图1、原理图根据3电路原理图,键盘扫描方法是:行线P10~P13为输出线,列线P14~P17为输入线。一开始单片机将行线(P10~P13)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,如果此时读入列线数据还是有低电平,则说明确实有键按下。最后一步确定键值。现在我们以第二行的S5键为例,若按下S5后我们应该怎么得到这个键值呢,当判断确实有键按下之后,行线轮流输出低电平,根据读入列线的数据可以确定键值。首先,单片机将P10输出为低电平,其它P11~P13输出高电平,此时读取列线的数据全为高电平,说明没有在第一行有键按下;其次,单片机将P11输出低电平,其它P10、P12、P13仍为高电平,此时再来读取列线数据,发现列线读到的数据有低电平,数值为1011(0x0B),如果我们的键盘布局已经确定,那么0x0B就代表S5的值了。转到S5键功能处理子程序就可以达到目的。2、程序流程图四、电路硬件说明1、芯片89C51:89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory)的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的89C51是一种高效微控制器,89C2051是它的一种精简版本。89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。(1)主要特性:?与MCS-51兼容?4K字节可编程闪烁存储器寿命:1000写/擦循环数据保留时间:10年?全静态工作:0Hz-24Hz?三级程序存储器锁定?128*8位内部RAM?32可编程I/O线?两个16位定时器/计数器?5个中断源?可编程串行通道?低功耗的闲置和掉电模式?片内振荡器和时钟电路(2)管脚说明:VCC:供电电压。GND:接地。P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时,P0口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL