矩陣按鍵控制主講教師：呂世林《汽車單片機應(yīng)用技術(shù)》汽車智能技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫1、會使用單片機讀取矩陣按鍵狀態(tài)的方法;2、會消除按鍵的抖動;3、會能檢測按鍵的狀態(tài)。知識目標(biāo)1、能根據(jù)項目要求，進(jìn)行編程算法設(shè)計；2、能設(shè)計出矩陣按鍵與單片機連接的硬件電路；3、能完成矩陣按鍵檢測的程序設(shè)計。能力目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)初步訓(xùn)練了解4×4矩陣式鍵盤的識別原理和編程方法。強化訓(xùn)練

4×4矩陣鍵盤計算器設(shè)計。學(xué)習(xí)任務(wù)任務(wù)相關(guān)知識1、認(rèn)識矩陣式鍵盤任務(wù)相關(guān)知識1、矩陣式鍵盤矩陣式鍵盤，I/O端線分為行線和列線，按鍵跨接在行線和列線上，按鍵按下時，行線與列線發(fā)生短路。特點：①占用I/O端線較少；②軟件結(jié)構(gòu)教復(fù)雜；③適用于按鍵較多的場合。任務(wù)相關(guān)知識（1）行掃描法掃描按鍵所謂行掃描法,就是通過行線發(fā)出低電平信號,如果該行線所連接的鍵沒有按下的話,則列線所連接的輸出端口得到的是全“1”信號；如果有鍵按下的話,則得到的是非全“1”信號。仿真效果如圖所示。掃描第1行，第1行無鍵按下

掃描第1行，第1行有鍵按下任務(wù)相關(guān)知識掃描第2行，第2行無鍵按下

掃描第2行，第2行有鍵按下掃描第3行，第3行無鍵按下

掃描第3行，第3行有鍵按下任務(wù)相關(guān)知識掃描第4行，第4行無鍵按下

掃描第4行，第4行有鍵按下具體過程如下：首先，為了提高效率,一般先快速檢查整個鍵盤中是否有鍵按下；然后，再確定按下的是哪一個鍵。其次，再用逐行掃描的方法來確定閉合鍵的具體位置。方法是：先掃描第0行，即輸出1110(第0行為“0”,其余3行為“1”)，然后讀入列信號，判斷是否為全“1”。任務(wù)相關(guān)知識（2）線反轉(zhuǎn)法具體過程：先將行線作為輸出線，列線作為輸入線，行線輸出全“0”信號，讀入列線的值,然后將行線和列線的輸入輸出關(guān)系互換，即列線全部輸出“0”信號，行線作為輸入線，那么在閉合鍵所在的行線上值必為0。這樣，當(dāng)一個鍵被按下時，必定可讀到一對唯一的行列值。線反轉(zhuǎn)法也是識別閉合鍵的一種常用方法。該方法比行掃描法速度快，但在硬件電路上要求行線與列線均需有上拉電阻，故比行掃描法稍復(fù)雜些。注意：因此矩陣鍵盤接在沒有接上拉電阻的P0口上面時，此方法失效。任務(wù)相關(guān)知識行鍵全0，讀取列鍵列鍵全0，讀取行鍵以此便可判斷出是第幾行第幾列的鍵按下，可以計算鍵值。鍵盤編碼為第一行開始0，1，2，3，第二行4，5，6，7，第三行8，9，10，11，第四行12，13，14，15?，F(xiàn)在第二行第二列的按鍵按下，LED燈顯示結(jié)果為5。

任務(wù)相關(guān)知識測試結(jié)果第2行第2列的按鍵按下時proteus仿真圖初步訓(xùn)練初步訓(xùn)練了解4×4矩陣式鍵盤的識別原理和編程方法。任務(wù)分析：1．每個按鍵都有它的行值和列值，行值和列值的組合就是識別這個按鍵的編碼。鍵盤處理程序的任務(wù)是：確定有無鍵按下，判斷哪一個鍵按下，鍵的功能是什么；還要消除按鍵在閉合或斷開時的抖動。兩個并行口中，一個輸出掃描碼，使按鍵逐行動態(tài)置高電平，另一個并行口輸入按鍵狀態(tài)，由行掃描值和回饋信號共同形成鍵編碼而識別按鍵，通過軟件查表查出該鍵的功能。2．按鍵按下時，在數(shù)碼管相應(yīng)的值0～F。根據(jù)以上分析，畫出電路圖。初步訓(xùn)練矩陣式鍵盤識別電路原理圖初步訓(xùn)練程序流程圖初步訓(xùn)練操作步驟1、把動態(tài)顯示區(qū)左邊的8P插槽連到最小單片機系統(tǒng)區(qū)P0端口的8P插槽，右邊的8P插槽連到P2端口的8P插槽，單片機的EA腳接+5V；2、矩陣式鍵盤區(qū)8P插槽連到最小單片機系統(tǒng)P3端口的8P插槽；3、運行KeilC51軟件，新建一個工程，新建一個文件。將文件添加到工程中并編譯，如有錯，請更改直到編譯成功,如有錯，請更改直到編譯成功；4、用編程器將生成的HEX文件燒寫到單片機中，或用仿真器來執(zhí)行程序，將程序下載到仿真器中，用編程器將生成的HEX文件燒寫到單片機中；5、運行實驗程序，任意按下一個按鍵，觀察數(shù)碼管的顯示情況。初步訓(xùn)練KEYBUFEQU30HORG00HSTART:MOVKEYBUF,#2 CLRP2.0 MOVP0,#03H MOVKEYBUF,#WAIT:MOVP3,#0FFHCLRP3.4MOVA,P3ANLA,#0FHXRLA,#0FHJZNOKEY1LCALLDELY10MSMOVA,P3ANLA,#0FHXRLA,#0FHJZNOKEY1MOVA,P3ANLA,#0FHCJNEA,#0EH,NK1MOVKEYBUF,#0LJMPDK1NK1:CJNEA,#0DH,NK2MOVKEYBUF,#1LJMPDK1NK2:CJNEA,#0BH,NK3MOVKEYBUF,#2LJMPDK1NK3:CJNEA,#07H,NK4MOVKEYBUF,#3LJMPDK1NK4:NOPDK1:MOVA,KEYBUFMOVDPTR,#TABLEMOVCA,@A+DPTRMOVP0,A

DK1A:MOVA,P3ANLA,#0FHXRLA,#0FHJNZDK1ANOKEY1:MOVP3,#0FFHCLRP3.5MOVA,P3ANLA,#0FHXRLA,#0FHJZNOKEY2LCALLDELY10MSMOVA,P3ANLA,#0FHXRLA,#0FHJZNOKEY2MOVA,P3LJMPDK2NK5:CJNEA,#0DH,NK6MOVKEYBUF,#5LJMPDK2ANLA,#0FHCJNEA,#0EH,NK5MOVKEYBUF,#4NK6:CJNEA,#0BH,NK7MOVKEYBUF,#6LJMPDK2NK7:CJNEA,#07H,NK8MOVKEYBUF,#7LJMPDK2NK8:NOPDK2:MOVA,KEYBUFMOVDPTR,#TABLEMOVCA,@A+DPTRMOVP0,A

DK2A:MOVA,P3ANLA,#0FHXRLA,#0FHJNZDK2AXRLA,#0FHJZNOKEY3LCALLDELY10MSMOVA,P3ANLA,#0FHXRLA,#0FHANLA,#0FHJZNOKEY3MOVA,P3ANLA,#0FHCJNEA,#0EH,NK9MOVKEYBUF,#8LJMPDK3NK9:CJNEA,#0DH,NK10NOKEY2:MOVP3,#0FFHCLRP3.6MOVA,P3MOVKEYBUF,#9LJMPDK3NK10:CJNEA,#0BH,NK11MOVKEYBUF,#10LJMPDK3NK11:CJNEA,#07H,NK12MOVKEYBUF,#11LJMPDK3NK12:NOPDK3:MOVA,KEYBUFMOVDPTR,#TABLEMOVCA,@A+DPTRMOVP0,A

DK3A:MOVA,P3ANLA,#0FHXRLA,#0FHJNZDK3ALCALLDELY10MSMOVA,P3ANLA,#0FHXRLA,#0FHJZNOKEY4MOVA,P3ANLA,#0FHCJNEA,#0EH,NK13MOVKEYBUF,#12LJMPDK4NOKEY3:MOVP3,#0FFHCLRP3.7MOVA,P3

ANLA,#0FHXRLA,#0FHJZNOKEY4NK13:CJNEA,#0DH,NK14MOVKEYBUF,#13LJMPDK4NK14:CJNEA,#0BH,NK15MOVKEYBUF,#14LJMPDK4NK15:CJNEA,#07H,NK16MOVKEYBUF,#15LJMPDK4NK16:NOPDK4:MOVA,KEYBUFMOVDPTR,#TABLEMOVCA,@A+DPTRMOVP0,A

DK4A:MOVA,P3ANLA,#0FHXRLA,#0FHJNZDK4ANOKEY4:LJMPWAITDELY10MS:MOVR6,#10D1:MOVR7,#248DJNZR7,$DJNZR6,D1RETTABLE:DB0E5H,85H,61H,71HDB01H,09H,11H,0C1HDB99H,49H,41H,1FHDB03H,9FH,25H,0DHEND

強化訓(xùn)練強化訓(xùn)練4×4矩陣鍵盤計算器設(shè)計，具體要求：（1）分別識別16個鍵盤值；（2）設(shè)定前10個為0到9，后面鍵值分別是A、B、C、D，—，最后一個鍵值為確認(rèn)鍵；（3）利用數(shù)碼管實現(xiàn)255內(nèi)的減法運算；（4）對4×4矩陣鍵盤先進(jìn)行全掃描，再進(jìn)行行掃描；（5）在LED數(shù)碼管里面動態(tài)顯示掃描的內(nèi)容。任務(wù)分析：利用AT89C51進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，利用4×4矩陣鍵盤的按鍵掃描，利用LED數(shù)碼管的動態(tài)顯示。該設(shè)計首先是運用矩陣鍵盤的按鍵掃描，然后把掃描得到的鍵值進(jìn)行譯碼，其次把譯碼所得的數(shù)值進(jìn)行處理，最后將處理后的值進(jìn)行動態(tài)顯示。矩陣鍵盤和數(shù)碼管分別接在P1和P0,這樣大大的節(jié)約了單片機的I/O端口。強化訓(xùn)練1、硬件原理圖設(shè)計。參考思路：利用proteus仿真電路，晶振接在XTAL1、XTAL2口上，復(fù)位電路接在REST口上，矩陣鍵盤的四列接在P1口的低四位，矩陣鍵盤的四行接在P1口的高四位，LED數(shù)碼管的段選碼接口于P0口相連，LED數(shù)碼管的位選碼接口于P2.5-P2.7相連。proteus仿真電路圖強化訓(xùn)練2、軟件設(shè)計。初始化后，程序開始進(jìn)入主程序，1、進(jìn)行按鍵判斷，如果有鍵按下，繼續(xù)往下執(zhí)行，否則重新掃描；2、如果有鍵按下，延時5MS；3、再次按鍵判斷，如果有鍵按下，繼續(xù)往下執(zhí)行，否則重新掃描；4、如果有鍵按下，確定按鍵位置；5、再次進(jìn)行按鍵判斷，如果有鍵按下，繼續(xù)往下執(zhí)行，否則，表示出錯，重新掃面；6、如果有鍵按下，對按鍵譯碼；7、判斷是否按鍵釋放，如果釋放，繼續(xù)往下執(zhí)行，否則等待；8、對送來的譯碼值進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；9、把處理的數(shù)據(jù)，放到LED數(shù)碼管中動態(tài)顯示。強化訓(xùn)練程序流程圖強化訓(xùn)練操作步驟1、按照原理圖要求，在斷電狀態(tài)下，連接硬件電路；2、運行KeilC51軟件，新建一個工程，新建一個文件。按照程序流程圖編寫源程序；3、將文件添加到工程中并編譯，如有錯，并更改直到編譯成功，如有錯，請更改直到編譯成功；4、用編程器將生成的HEX文件燒寫到單片機中，或用仿真器來執(zhí)行程序，將程序下載到仿真器中，或用編程器將生成的HE