单片机课程设计 - 4×4矩阵式键盘识别显示电路的设计

数理与信息工程学院

《单片机原理及应用》期末课程设计

题 目：4×4矩阵式键盘识别显示电路的设计 专 业： 电子信息工程 班 级： 电信061班 姓 名： 姜铮铮 学 号： 06220419 指导老师： 余 水 宝 成 绩：

( 2008.12 )

数理与信息工程学院《单片机原理及应用》期末课程设计——4*4矩阵式键盘识别译码电路的设计

目 录

第1节 引 言…………………………………………………………………………2

1.1 4*4矩阵式键盘系统概述…………………………………………………2 1.2 本设计任务和主要内容……………………………………………………3 第2节 系统主要硬件电路设计……………………………………………………4

2.1 单片机控制系统原理………………………………………………………4 2.2 单片机主机系统电路………………………………………………………5 2.2.1 时钟电路……………………………………………………………4 2.2.2 复位电路……………………………………………………………5 2.2.3 矩阵式键盘电路……………………………………………………5 2.3 译码显示电路………………………………………………………………6 第3节 系统软件设计………………………………………………………………11 3.1 软件流程图…………………………………………………………………8

3.2 系统程序设计………………………………………………………………9

第4节 结束语…………………………………………………………………………12

参考文献…………………………………………………………………………13

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数理与信息工程学院《单片机原理及应用》期末课程设计——4*4矩阵式键盘识别译码电路的设计

4*4矩阵式键盘识别显示电路的设计

数理与信息工程学院 电信061 姜铮铮

指导教师：余水宝

第一节 引 言

矩阵式键盘乃是当今使用最为广泛的键盘模式，该系统以N个端口连接控制N*N个按键，即时在LED数码管上。单片机控制的据这是键盘显示系统，该系统可以对不同的按键进行实时显示，其核心是单片机和键盘矩阵电路部分，主要对按键与显示电路的关系、矩阵式技术及设备系统的硬件、软件等各个部分进行实现。

4*4矩阵式键盘采用AT89S51单片机为核心，主要由矩阵式键盘电路、译码电路、显示电路等组成，软件选用汇编语言编程。单片机将检测到的按键信号转换成数字量，显示于LED显示器上。该系统灵活性强，易于操作，可靠性高，将会有更广阔的开发前景。

1.1 4*4矩阵式键盘识别显示系统概述

矩阵式键盘模式以N个端口连接控制N*N个按键，实时在LED数码管上显示按键信息。显示按键信息，既降低了成本，又提高了精确度，省下了很多的I/O端口为他用，相反，独立式按键虽编程简单，但占用I/O口资源较多，不适合在按键较多的场合应用。并且在实际应用中经常要用到输入数字、字母、符号等操作功能，如电子密码锁、电话机键盘、计算器按键等，至少都需要12到16个按键，在这种情况下如果用独立式按键的话，显然太浪费I/O端口资源，为了解决这一问题，我们使用矩阵式键盘。

矩阵式键盘简介：

矩阵式键盘又称行列键盘，它是用N条I/O线作为行线，N条I/O线作为列线组

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成的键盘。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N*N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。

最常见的键盘布局如图1-1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，本设计就采用这个键盘模式。

图1-1 键盘布局

随着21世纪的到来，资源危机接踵而至。快速席卷整个国家，这一状况还将随着时间的推移和社会的发展而更加严重。国家提倡资源节约型社会，资源危机已成为全球性的突出问题，利用科技手段缓解这一危机，将是人类主要的出路。

电子信息行业是人类社会的高科技行业之一，是设施现代化的基础，也是人类通往科技巅峰的直通路。电子行业的发展从长远来看很重要，但最主要的还是科技问题。

国家设施的现代化的根本出路在于全面提高科技水平，现代的社会经营模式由传统模式向现代化、高科技模式转变，由粗放型向集约型方向转变，必须要求科技有一个大的发展，进行一次新的技术革命。

矩阵式键盘提高效率进行按键操作管理有效方法，它可以提高系统准确性，有利于资源的节约，降低对操作者本身素质的要求。是它能准确、实时、高效地显示按键信息，以提高工作效率和资源利用率。

随着计算机技术和电子科技的迅猛发展，计算机和电子产品的价格日益降 低，可靠性日益提高。本文旨在设计一套能对按键信息进行自动实时显示的系 统。

1.2 本设计任务和主要内容

本论文主要研究单片机控制的键盘识别显示系统，分别对按键信息和显示电路以及软、硬件各个部分进行研究。

主要内容如下：

① 根据矩阵式键盘的特点，进行键盘控制系统的整体研究与设计； ② LED实时显示按键信息；

③ 采用软件编程的方法实现按键信息的提取和显示。

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第2节 系统主要硬件电路设计

2.1 单片机控制系统原理

图2-1 单片机控制系统原理框图

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