单片机课程设计——数码管显示4×4矩阵键盘.doc

《单片机原理及应用课程设计》报告 ——数码管显示4*4矩阵键盘的键盘号设计 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 2013年1月 1.课程设计目的 1.1巩固和加深对单片机原理和接口技术知识的理解； 1.2培养根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料的能力； 1.3学会方案论证的比较方法，拓宽知识，初步掌握工程设计的基本方法； 1.4掌握常用仪器、仪表的正确使用方法，学会软、硬件的设计和调试方法； 1.5能按课程设计的要求编写课程设计报告，能正确反映设计和实验成果，能用计算 机绘制电路图和流程图。 2.课程设计要求 单片机的P1口的P1.0～P1.7连接4×4矩阵键盘，P0口控制一只数码管，当4×4矩阵键盘 中的某一按键按下时，数码管上显示对应的键号。例如，1号键按下时，数码管显示"1" ， 14号键按下时，数码管显示"E"等等。 3. 硬件设计 3.1 设计思想 分析本任务的要求，使设计能够完成当4*4矩阵键盘中的某一按键按下时，数码管上 显示对应的键盘号。则本系统主要由以下几大模块构成： 显示模块,共阴极LED数码管； 输入模块，4*4矩阵键盘； 3.2主要元器件介绍 矩阵键盘又称为行列式键盘，它是用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成的键 盘。在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键。这样键盘中按键的个数是4×4个。 这种行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。 数码管不同位显示的时间间隔可以通过调整延时程序的延时长短来完成。数码管显示 的时间间隔也能够确定数码管显示时的亮度，若显示的时间间隔长，显示时数码管的亮 度将亮些，若显示的时间间隔短，显示时数码管的亮度将暗些。若显示的时间间隔过长 的话，数码管显示时将产生闪烁现象。所以，在调整显示的时间间隔时，即要考虑到显 示时数码管的亮度，又要数码管显示时不产生闪烁现象。 3.3 原理图及功能电路介绍 矩阵键盘电路 数码管电路 4. 软件设计 4.1 设计思想 按键采用线反转法先把列线置成低电平，行线置成输入状态，读行线；再把行线置成 低电平，列线输入状态，读列线。当有键按下时，由两次所读状态即可确定所按键的位 置，不需扫描，键盘响应速度大大加快。 4.2软件流程图 4.3 源程序 org 0000h mov p2,#0ffh ljmp main org 0100h main:acall keyscan mov a,30h mov dptr,#table movc a,@a+dptr mov p2,a acall delay sjmp main keyscan:mov p3,#0fh mov a,p3 anl a,#0fh mov b,a mov p3,#0f0h mov a,p3 anl a,#0f0h orl a,b cjne a,#0ffh,keypro ret keypro:mov b,a mov dptr,#keyvalue mov r3,#0ffh key1:inc r3 mov a,r3 movc a,@a+dptr cjne a,b,key2 mov a,r3 mov 30h,a ret key2:cjne a,#00h,key1 ret delay:mov r0,#20 next1:mov r1,#20 next2:mov r2,#248 djnz r2,$ djnz r1,next2 djnz r0,next1 ret keyvalue:db 77h,7bh,7dh,7eh db 0b7h,0bbh,0bdh,0beh db 0d7h,0dbh,0ddh,0deh db 0e7h,0ebh,0edh,0eeh db 00h table:db 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h db 99h,92h,82h,0f8h db 80h,90h,88h,83h db 0c6h,0a1h,86h,8eh end 5. 调试运行 依次按下开关，八段数码管会对应显示出0—f的16个数字 6. 设计心得体会 经过这次课程设计，我对51单片机有了更高程度的理解。更加明白了做设计是一项很考 验心智的一件事儿，需要时间、精力和耐心。 参考书目： 肖金球. 单片机原理与接口技术.[M].北京:清华大学出版社,2004.12 ----------------------- 单片机课程设计——数码管显示4×4矩阵键盘全文共7页，当前为第1页。 单片机课程设计——数码管显示4×4矩阵键盘全文共7页，当前为第2页。 单片机课程设计——数码管显示4×4矩阵键盘全文共7页，当前为第3页。 开始 初始化 先把列线置成低电平，行线置成输入状态，读行线 再把行线置成低电平，列线输入状态，读列线 有键按下时 按键的位置 结束，返回 结束，返回 单片机课程设计— 在当今信息科技飞速发展的时代，单片机以其高效、便捷、成本低廉的特点，在教学和工业控制领域中占据着举足轻重的位置。本文将详细介绍单片机课程设计中的一个项目——利用单片机实现4×4矩阵键盘上的按键号码在数码管上的显示。该项目不仅考验学生对单片机原理与接口技术的理解，同时也锻炼了学生的动手实践能力、工程设计能力和创新思维。 我们要明确本课程设计的目标。主要目的包括加深对单片机原理和接口技术的理解，培养通过查阅资料自学的能力，学会方案论证和比较，掌握软硬件设计与调试方法，并能够独立完成课程设计报告，其中包括计算机绘制电路图和流程图的技能。 在硬件设计方面，需要构建显示模块和输入模块。显示模块采用的是共阴极LED数码管，它能够显示0到F的十六进制数字。输入模块则是由4×4矩阵键盘组成，它由4条行线和4条列线交叉形成的16个按键。值得注意的是，矩阵键盘能够有效提升单片机系统中I/O口的利用率，同时通过合理的延时设置可以调整数码管的显示亮度并防止出现闪烁现象。 软件设计是整个课程设计的另一个重要组成部分。软件设计的核心思想是利用线反转法快速识别按键位置，这样可以避免持续扫描带来的延迟，从而提高系统的响应速度。程序中使用了汇编语言，通过初始化、按键扫描、数码管显示和延时等几个关键模块的相互协作，最终实现预期的功能。程序代码详细描述了每一行指令的作用，使得每一个操作步骤都有明确的逻辑关系。 在进行实际的调试过程中，学生需要按照设计流程依次按下矩阵键盘上的按键，并观察数码管上的显示是否与预期相符。调试成功后，数码管会依次显示0到F的16个数字，这标志着整个系统设计的完成。 通过本课程设计，学生不仅可以获得单片机操作实践的宝贵经验，还能够加深对单片机工作原理和接口技术的理解，体会到实际操作与理论知识之间的联系。同时，课程设计的过程也锻炼了学生分析问题和解决问题的能力，为未来从事电子工程设计工作打下了坚实的基础。 总而言之，单片机课程设计不仅是对单片机原理及其应用的一个综合运用，更是对工程实践能力、创新意识和团队协作精神的全面培养。通过本项目的学习，学生能够掌握单片机系统设计的基本技能，为今后从事相关领域的研究与开发工作做好充分的准备。