目錄【任務(wù)要求】【學(xué)習(xí)目標(biāo)】【知識(shí)鏈接】1.矩陣鍵盤簡(jiǎn)介2.矩陣鍵盤工作原理3.制作4*4鍵盤【任務(wù)實(shí)施】【任務(wù)小結(jié)】【復(fù)習(xí)思考】

任務(wù)要求制作一個(gè)單片機(jī)最小系統(tǒng)電路板用1位7段數(shù)碼管來顯示4*4矩陣鍵盤的按鍵值學(xué)習(xí)目標(biāo)熟悉4*4矩陣鍵盤的結(jié)構(gòu)及制作方法；了解4*4矩陣鍵盤的掃描原理；掌握單片機(jī)掃描4*4矩陣鍵盤的編程方法。知識(shí)鏈接-1.矩陣鍵盤簡(jiǎn)介矩陣鍵盤又稱行列鍵盤，它是由四行和四列組成的鍵盤。在行和列的每個(gè)交叉點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)按鍵，這樣鍵盤上按鍵的個(gè)數(shù)就為16個(gè)。這種行列式鍵盤結(jié)構(gòu)能有效地提高單片機(jī)系統(tǒng)中I/O口的利用率。

知識(shí)鏈接-2.矩陣鍵盤工作原理

4x4鍵盤布局和內(nèi)部電路知識(shí)鏈接-2.矩陣鍵盤工作原理

1）掃描法鍵盤掃描的方式有兩種，即低電平掃描與高電平掃描，在實(shí)際應(yīng)用中極少使用高電平掃描，在這里僅介紹低電平掃描。低電平掃描是將公共端com連接VCC，沒有按任何按鍵被按下時(shí)，Y3、Y2、Y1、Y0端點(diǎn)能保持為高電平“1”。送入X3、X2、Xl、X0的掃描信號(hào)之中，只有一個(gè)為低電平，其余3個(gè)為高電平。整個(gè)工作可分為4個(gè)階段。知識(shí)鏈接-2.矩陣鍵盤工作原理

1）掃描法在第一個(gè)階段里，主要目的是判斷按鍵3、按鍵2、按鍵1及按鍵0有沒有被按下。首先將1110B信號(hào)送入X3、X2、X1、X0，也就是只有X0為低電平，其他各列皆為高電平。緊接著讀取Y3、Y2、Y1、Y0的狀態(tài)。若Y3、Y2、Y1、Y0為1110，代表按鍵0被按下；若Y3、Y2、Y1、Y0為1101，代表按鍵1被按下；若Y3、Y2、Y1、Y0為1011，代表按鍵2被按下；若Y3、Y2、Y1、Y0為0111，代表按鍵3被按下；若Y3、Y2、Y1、Y0為1111，代表按鍵3、2、1、0都沒被按下。第二至第四個(gè)階段的操作與第一階段類似知識(shí)鏈接-2.矩陣鍵盤工作原理

1）掃描法

低電平掃描按鍵分析X3X2X1X0（由單片機(jī)輸出）Y3Y2Y1Y0（由單片機(jī)讀取）動(dòng)作按鍵11101110Key01101Key11011Key20111Key311011110Key41101Key51011Key60111Key710111110Key81101Key91011KeyA0111KeyB01111110KeyC1101KeyD1011KeyE0111KeyFxxxx1111無按鍵按下知識(shí)鏈接-2.矩陣鍵盤工作原理

2）線反轉(zhuǎn)法

線反轉(zhuǎn)法處理按鍵步驟第一步X3X2X1X0

（由單片機(jī)輸出）Y3Y2Y1Y0

（由單片機(jī)讀取）行列位置00001110行01101行11011行20111行31111無按鍵第二步Y(jié)3Y2Y1Y0

（由單片機(jī)輸出）X3X2X1X0

（由單片機(jī)讀取）行列位置00001110列01101列11011列20111列31111無按鍵第一步，將行設(shè)置為輸入，列設(shè)置為輸出，并使列全部輸出為低電平“0”，當(dāng)檢測(cè)行的電平中由高到低的一行則為按鍵所在行。第二步，將行設(shè)置為輸出，列設(shè)置為輸入，并使行全部輸出為低電平“0”，當(dāng)檢測(cè)列的電平中由高到低的一列則為按鍵所在列。按鍵值=4*行+列知識(shí)鏈接-3.制作4*4矩陣鍵盤

手工制作4*4矩陣鍵盤(a)按鈕內(nèi)部結(jié)構(gòu)(b)制作時(shí)焊接走線方法常用按鈕的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其外表是一個(gè)具有4個(gè)引腳的正方形，而其內(nèi)部是將兩對(duì)引腳內(nèi)部連接，兩對(duì)引腳之間則為a接點(diǎn)。使用這種具有內(nèi)部連接的按鈕可在單面電路板（或面包板）上輕檜制作4*4鍵盤。任務(wù)實(shí)施1)準(zhǔn)備元器件序號(hào)種類標(biāo)號(hào)參數(shù)序號(hào)種類標(biāo)號(hào)參數(shù)1電阻R110k7電容C230pF2電阻R210k8電容C310uF3電阻R310k9單片機(jī)U1STC89C524電阻R410k10按鍵K0-K15非自鎖16個(gè)5電阻R510k11排阻RN1220Ω6電容C130pF12晶振X111.0592M任務(wù)實(shí)施2)搭建硬件電路仿真電路圖任務(wù)實(shí)施2)搭建硬件電路配套實(shí)驗(yàn)板4*4矩陣鍵盤部分的電路原理圖任務(wù)實(shí)施2)搭建硬件電路電路制作實(shí)物照片-雙面板任務(wù)實(shí)施2)搭建硬件電路電路制作實(shí)物照片-萬能板正面任務(wù)實(shí)施2)搭建硬件電路電路制作實(shí)物照片-萬能板背面任務(wù)實(shí)施3)程序設(shè)計(jì)用一位數(shù)碼管顯示4×4鍵盤按鍵值程序流程任務(wù)實(shí)施3)程序設(shè)計(jì)用一位數(shù)碼管顯示4×4鍵盤按鍵值主程序清單voidmain(){unsignedcharrow,col;//row:行，col：列unsignedcharcolkey,kcode;//colkey:列鍵值，kcode：按鍵碼P2=0xf7;//P2.3為0，讓最右邊數(shù)碼管顯示while(1){for(row=0;row<4;row++)//第row次循環(huán)，掃描第row行{KEYP=scan[row];//高4位輸出掃描信號(hào)，低4位輸入行值SEG7P=disp;//把disp儲(chǔ)存的數(shù)字輸出

colkey=~KEYP&0x0f;//讀入KEYP低4位(反相后清除高4位)if(colkey!=0)//若有按鍵按下{if(colkey==0x01)col=0;//若第0列被按下elseif(colkey==0x02)col=1;//若第1列被按下elseif(colkey==0x04)col=2;//若第2列被按下elseif(colkey==0x08)col=3;//若第3列被按下

kcode=4*row+col;//算出按鍵號(hào)碼

disp=TAB[kcode];//把將要顯示的值存入dispwhile(colkey!=0)//當(dāng)按鈕未松開一直等{colkey=~KEYP&0x0f;}}delay1ms(1);}}}任務(wù)實(shí)施4)使用Proteus仿真將“任務(wù)8.hex”加載（相同于實(shí)際單片機(jī)程序的下載）到仿真電路圖的單片機(jī)中，在仿真中，我們將看到：仿真開始時(shí)顯示小數(shù)點(diǎn)“.”，每按一個(gè)鍵，7段數(shù)碼管就顯示相應(yīng)的按鍵碼數(shù)字。如按下“3”號(hào)鍵，7段數(shù)碼管就顯示數(shù)字“3”。任務(wù)實(shí)施5)使用配套實(shí)驗(yàn)板調(diào)試所編寫的程序?qū)ⅰ叭蝿?wù)8.hex”程序下載到單片機(jī)中，給實(shí)驗(yàn)板上電后，將看到與仿真中一樣的現(xiàn)象，并且按鍵的布局與仿真也是一樣的。任務(wù)8詳細(xì)的演示錄像見隨書光盤中的視頻文件“\演示錄像\任務(wù)8.用一位數(shù)碼管顯示4×4鍵盤按鍵值.RMVB”和“\演示錄像\任務(wù)8.用一位數(shù)碼管顯示4×4鍵盤按鍵值-雙面PCB板.RMVB”。任務(wù)小結(jié)通過單片機(jī)控制掃