1、44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。 QEH丄Z H HC3 E E
2、J图1 键盘布局利用单片机的并行口 P1连接4X4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。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
3、件并对元器 件进行调整，进行布线和整体布局，最后保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：1.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 2所示。Create Ne; DesignSelect a templaite to act the default Jor ihe new design:E:prduesprOtuesTEMPLTESDEFAULTDTF图2选择图纸大
4、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所示图3元器件查找界面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， 右击导线选择放置网络标号，标注标号界面如图 4所示。Edit Wire Style 电 I時图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I所示三、流程图绘制四、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
5、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 如图6所示。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所示图7发光二级管接通4.振荡及复位电路如图8所示五、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一一 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
6、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
7、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,20115.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,2010.6.郭天祥.51单片机C语言教程.M北京：电子工业出版社,2009.附录I 仿真电路图-i- - .1ulHAnu
8、dMA当BsgsDC口 -s启宇flOIUI-HA出件bjd s MUIIM 呼saLU占山 1RFfl Nn一附录H 程序清单#in clude#defi ne uint un sig ned int#defi ne uchar un sig ned charuchar code table4=0xFE,0xFD,0xFB,0xF7;uchar sca n()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=
9、0;break;case 0xD0: num=1;break;case 0xB0: num=2;break;case 0x70: num=3;break; default: num=50;break; break;retur n nu m+4*i+1;void display(uchar nu m1)switch( nu m1)case 1:P2=0xfe;P3=0xff;break; / 1case 2:P2=0xfd;P3=0xff;break; / 2case 3:P2=0xfb;P3=0xff;break; / 3case 4:P2=0xf7;P3=0xff;break; / 4cas
10、e 5:P2=0xef;P3=0xff;break; / 5case 6:P2=0xdf;P3=0xff;break; / 6case 7:P2=0xbf;P3=0xff;break; / 7case 8:P2=0x7f;P3=0xff;break; / 8case 9:P2=0xff;P3=0xfe;break; / 9case 10:P2=0xff;P3=0xfd;break; / 10case 11:P2=0xff;P3=0xfb;break; / 11case 12:P2=0xff;P3=0xf7;break; / 12case 13:P2=0xff;P3=0xef;break; / 13case 14:P2=0xff;P3=0xdf;break; / 14case 15:P2=0xff;P3=0xbf;break; / 15case 16:P2=0xff,P3=0x7f;break; / 16 defaultbreak;void main()char nu m1;while(1)nu m1=sca n(); display( nu m1);
