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矩阵键盘设计实验

一、实验目的

1、熟悉uVision4编译软件；

2、熟悉C51单片机编程；

3、熟悉单片机基本外围模块矩阵键盘。

二、实验任务：

按下4*4矩阵键盘上的任意按键，数码管显示按键扫描结果。

（1）使用proteus画出电路原理图；

（2）使用keil编程实现任务，并生成可执行文件*.hex；

（3）按照仿真图连线，将编写好的程序通过STC下载到单片机中，实现效果。

三、实验原理

矩阵键盘是单片机设计中常用的外围模块，本实验仪上使用的是4*4矩阵键盘。通过8位I/O端口即可控制16个按键。

将I/O口分为行线和列线，按键设置在跨行线和列线的交点上，列线通过上拉电阻接正电源（给高阻抗提一个稳定的高某某，保证读取的正确性）。

行列式键盘的检测可以采用软件扫描法进行，即根据按键压下前后，所在行线的端口电平是否出现反转，判断有无按键闭合的动作。

矩阵键盘由行线和列线组成，J6_1、J6_2、 J6_3、J6_4 对应键盘的行线，J6_5、J6_6、 J6_7、J6_8 对应键盘的列线。

工作原理：

1、键盘列扫描

由P3口循环输出一键扫描码。

Key_scan[]={0xef,0xdf,0xbf,0x7f};

使键盘的四行电平全部为1,4列电平轮流有一列为0，其余为1.

2、按键判断

利用P3&0x0f算法来判断有无按键按下，若行线低4位不全为1，说明至少有一 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 573



Optoelectronics

“LED1-LED2”

7SEG-MPX4-CA



Resistors

“R12-R15/10KΩ”

RES



Switches&Relays

“S1-S16”

BUTTON





3、编程：通过实验原理的学习，采用列扫描法实现按键检测，健码显示。在uVision4中编写代码，并进行编译链接形成可执行文件*.hex。

4、仿真：加载可执行文件到ISIS模块中，观察仿真结果，检验电路图绘制和代码编写的正确性（使用ISIS独立仿真和ISIS，uVision4的联合仿真均可）。

5、电路硬件连接

IO 接口

模块接口

位数



J9

J6

8 位



J8

J12

8 位



J12_0

J15_DS1

1 位



J12_1

J15_DS2

1 位





6、将编译生成的可执行文件下载到单片机中，实现本实验任务。

五、实验报告要求

1、简述实验目的、实验任务。

2、简述矩阵按键工作原理。

3、根据实验任务画出电路原理图，画出硬件电路连接表。

4、提供本实验的源代码及编程思路说明；

5、使用STC将可执行文件下载到单片机中，简述本实验的实验结果。

6、总结经验，完成实验报告。

六、思考题

1使用独立按键的优点是什么？

2除了列扫描法，还有其他方法吗？尝试给出其他扫描方法。

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