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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。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单片机与矩阵键盘连接如下图：此图用P1口P1.0---P1.3接4行P1.4--P1.7接4列矩阵键盘工作原理：由于按键没有接地，4行4列正好占用8个I/O如果4行我们送P3.0到P3.3送入0111然后去读取4列的值，如果P3.0的按键按下那么P3.4---P3.7的值等于0111，假如是第2个键按下的话那么读回来的值是1011，如果第3个键按下去读回来的值是1101，如果第4个键按下去读回来的值是1110，如果没有键按下去读回来就是1111。所以我们就根据读回来的值来判断按下去的是那个键。当然这是对P3.0这一行，因为矩阵键盘是扫描的，所以下次把P3.0给1P3.1给0对第2行，陆续的第3行第4行，0111101111011110而每次都去从新扫描一遍列值列有4个值，以确定是那个键按下。无论何时任何一个时间有一个按键被按下就跳出循环。当然不可能有2个键刚好一起按下你的手没有这么好的力度，就算有2个键一起按键，程序也有先后检测的顺序，只能检测一个后面的检测不到。P3=0XFE;//第一行给0temp;定义个变量temp=P3;读回来由于读需要先写1因为P3=FE已经把高4位给1了所以能读了temp&oxf0如果没有按键按下结果还是0xf0.如果有键按下结果就不是0xf0了。num然后我们再定义一个变量让它赋值给这个按下去的按键值。一次类推把第一行赋值0扫描一遍然后把第2行赋值0扫描一遍..............共扫描16遍。只要有键按下就会得到一个值num就从1排到16.共16个按键4*4的矩阵键盘。我再总结下思路：首先低4位是行共4行分别把每行给0低电平就4次0111、1011、1101、1110对吧然后去检测高4位4列啊先不考虑极端情况，4列就4个按键只要按下一个P3口的高4位就会有一个值。根据这个值就能判断是那个键了。如：P3=11111110低四位是行先把第一行给0有按键下的话temp=P3读回来11011110然后temp&0xf0与运算下就判断下还等于oxf0吗？如还等于就没有按下，如果不等于就肯定有按键按下。定义个变量让它等于这个不是0XF0的值，做个标记。依次类推。五、流程图六、实验电路七、实验程序#includereg52.h#includeintrins.h#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharkey;ucharflag;ucharcodekeycodez[]={0xee,0xde,0xbe,0x7e,0xed,0xdd,0xbd,0x7d,0xeb,0xdb,0xbb,0x7b,0xe7,0xd7,0xb7,0x77};ucharcodedispcode[16][5]={{0xa4,0x89,0xc0,0x91,0xff},{0xc7,0xf9,0xc8,0xff,0xff},{0xff,0xff,0xff,0xff,0xff},{0xff,0xff,0xff,0xff,0xff},{0xa4,0x89,0x40,0xc8,0x90},{0x91,0xf9,0xc8,0x90,0xff},{0xa4,0x89,0xc1,0xff,0xff},{0xff,0xff,0xff,0xff,0xff},{0xf1,0xf9,0x40,0xc8,0x90},{0x91,0xf9,0xff,0xff,0xff},{0xff,0xff,0xff,0xff,0xff},{0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,},{0xc8,0xf9,0x91,0xff,0xff},{0xc1,0xc8,0xff,0xff,0xff},{0xf1,0xf9,0x40,0xc8,0xff},{0xff,0xff,0xff,0xff,0xff},};ucharcodew[5]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef};voiddelay1ms(uinti){ucharj;while(i--){for(j=0;j115;j++);}}ucharkeyscan(){ucharscan1,scan2,keycode,j;P1=0xf0;scan1=P1;if((scan1&0xf0)!=0xf0){delay1ms(15);scan1=P1;if((scan1&0xf0)!=0xf0)P1=0x0f;scan2=P1;keycode=scan1|scan2;for(j=0;j16;j++){if(keycode==keycodez[j]){key=j;return(key);}}}elseP1=0xff;return(16);}main(){uchart;P1=0xff;while(1){P1=0xf0;if((P1&0xf0)!=0xf0)keyscan();for(t=0;t5;t++){P2=w[t];P0=dispcode[key][t];delay1ms(1);}}}七、实验结果minghongkaizhanghongweizhaozhiqizhangqian将实验程序烧进单片机后按键盘对应显示小组成员的名字如上。
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