1、矩阵键盘控制16个LED灯一、 任务说明 本次的任务是利用51单片机设计一个4*4矩阵键盘输入系统，用16个发光二级管对应16个不同的按键。每按下一个按键对应的发光二极管就亮。 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。 键盘布局 1 图 利用单片机的并行口P1连
2、接44矩阵键盘，并以单片机的P1.0-P1.3各管脚作输入线，以单片机的P1.4-P1.7各管脚作输出线；利用P2、P3口控制灯1-灯16，。用Proteus绘制其电路原理图（附录一）。此任务用到了AT89C51芯片，还用到了晶体振荡器、按钮开关、发光二级管以及一些电阻。 这次任务中采用C语言编写程序，在编译过程中设置成自动产生HEX文件，将此文件导入AT89C51中，即可实现相应的功能。 二、 原理图绘制说明 电路原理图的设计与绘制是整个电路设计的基础，设计一个电路原理图的工作包括：设置电路图图纸的大小，规划电路图的总体布局，在图纸上放置元器件并对元器 件进行调整，进行布线和整体布局，最后保
3、存并打印输出等几个步骤。安装完Proteus后，运行ISIS 7 Professional，在原理图编辑窗口绘制电路图，在该界面下还有预览窗口和元件列表区，在左侧的工具箱中还有模型选择工具栏，方 向工具栏及仿真按钮等工具。其具体的使用步骤如下： 所示。2运行该软件后，新建一个设计文件，设置图纸大小。选择界面如图 1. 图2 选择图纸大小界面 2.接下来开始查找任务中所用到的元器件，查找界面如图3所示。 元器件查找界面图3 3.将查找的元器件放置到界面中，并进行相应的引脚连线，本次是采用标注的方式进行引脚连接，标注符号相同的表示引脚相连接，具体操作是先将引脚引出一小段导线， 所示。4右击导线选择
4、放置网络标号，标注标号界面如图 图4 标注标号界面 4.按照题目设计要求连接好各元件，完成后的原理图如附录所示。 三、 流程图绘制 开始 扫描N 是否有键按下Y 识别哪一个键按下 P3口显示或在P2 返回 四、 原理图仿真步骤及过程结果说明 1.在完成原理图的连接之后，要进行仿真，AT89C51还需要导入编写的程序文件，这次任务我是用用C语言编写的程序，用的是KEIL编程软件，用它产生HEX文件，将此文件导入到AT89C51中，然后就可以进行仿真了。导入HEX文件如图5所示。 图5 HEX文件导入界面 2.4*4矩阵键盘输入控制系统，P1.0-P1.3口控制行，P1.4P1.7口控制列，电路
5、所示。6如图 图6 4*4矩阵键盘 3.按钮按下后16个发光二级管中对应的二级接通，如图7所示。 发光二级管接通7 图4.振荡及复位电路如图8所示。 图8 振荡及复位电路 五、 总结 本次课设虽然只有短暂的一周，但是在这一周内学到了很多用的东西，以前学到的知识也得到了一定的巩固。此次课设又学了一种新软件Proteus，通过网上查阅相关资料，查看相关教学视频，对Proteus有了一定的了解，虽然用的不是熟练，但是其基本功能还是能掌握，包括元器件的查找、元器件引脚的连接、以及完成之后的仿真，还对一些芯片的使用也有所熟悉，例如AT89C51等。 通过这次的课程设计，我充分认识到理论与实际相结合的重要
6、性，理论知识再丰富，没有实际的操作经验再多的理论知识也没用，理论知识最终还是要用在实践上，只有这样才能锻炼我们的实际动手操作能力和独立思考能力。本次课设还得感谢老师同学们的细心帮助和指导，让我学会了很多新知识。 近年来，随着电子技术飞速的发展，出现了各式各样，各种型号的单片机,但是51单片机是所有单片机的基础，只有学好51系列单片机才能更好的学习更高端的单片机。 由于知识和经验方面的不足，本设计还存在不足的地方，本人还要不断学习相关知识和查阅资料，使系统结构和功能上不断完善。 六、 参考文献 1.张毅刚.单片机原理及应用. M哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2004. 2.彭伟.单片机C语言程序
7、设计实训100例. M北京:电子工业出版社，2011. 3.周坚.单片机C语言轻松入门.第2版,M北京:北京航空航天大学出版社,2011. 4.杨打生，宋伟.单片机C51技术应用. M北京:北京理工大学出版社,2011 5.张义和，王敏男.例说51单片机.第3版,M北京:人民邮电出版社社,2010. ,2009.电子工业出版社.M北京:C6.郭天祥.51单片机语言教程 附录 仿真电路图 附录 程序清单 #include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char uchar code table4=0xFE,0xFD,0xFB,0
8、xF7; uchar scan() uchar Temp=0; uchar num=0,i=0; for(i=0;i4;i+) P1=tablei; Temp=P1 & 0xF0; if(Temp!=0xF0) switch(Temp) Temp=P1; case 0xE0: num=0;break; case 0xD0: num=1;break; case 0xB0: num=2;break; case 0x70: num=3;break; default: num=50;break; break; return num+4*i+1; void display(uchar num1) swi
9、tch(num1) case 1:P2=0xfe;P3=0xff;break; / 1 case 2:P2=0xfd;P3=0xff;break; / 2 case 3:P2=0xfb;P3=0xff;break; / 3 case 4:P2=0xf7;P3=0xff;break; / 4 case 5:P2=0xef;P3=0xff;break; / 5 case 6:P2=0xdf;P3=0xff;break; / 6 case 7:P2=0xbf;P3=0xff;break; / 7 case 8:P2=0x7f;P3=0xff;break; / 8 case 9:P2=0xff;P3=
10、0xfe;break; / 9 case 10:P2=0xff;P3=0xfd;break; / 10 case 11:P2=0xff;P3=0xfb;break; / 11 case 12:P2=0xff;P3=0xf7;break; / 12 case 13:P2=0xff;P3=0xef;break; / 13 case 14:P2=0xff;P3=0xdf;break; / 14 case 15:P2=0xff;P3=0xbf;break; / 15 case 16:P2=0xff,P3=0x7f;break; / 16 default:break; ; void main() char num1; while(1) num1=scan(); display(num1);
