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1、南 京 林 业 大 学实验报告基于 AT89C51 单片机 4x4 矩阵键盘接口电路设计课程机电一体化设计基础院系机械电子工程学院班级学号姓名指导老师杨雨图2013 年 9 月 26 日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 20 页 - - - - - - - - - 一、实验目的1、掌握键盘接口的基本特点，了解独立键盘和矩阵键盘的应用方法。2、掌握键盘接口的硬件设计方法，软件程序设计和贴士排错能力。3、掌握利用 Keil51 软件对程序进行编译。4、用 Pro
2、teus 软件绘制“矩阵键盘扫描”电路，并用测试程序进行仿真。5、会根据实际功能，正确选择单片机功能接线，编制正确程序。对实验结果能做出分析和解释，能写出符合规格的实验报告。二、实验要求通过实训，学生应达到以下几方面的要求：素质要求1. 以积极认真的态度对待本次实训，遵章守纪、团结协作。2. 善于发现数字电路中存在的问题、分析问题、解决问题，努力培养独立工作能力。能力要求1. 模拟电路的理论知识2. 脉冲与数字电路的理念知识3. 通过模拟、数字电路实验有一定的动手能力4. 能熟练的编写 8951 单片机汇编程序5. 能够熟练的运用仿真软件进行仿真三、实验工具 1 、软件： Proteus 软件
3、、 keil51 。 2 、硬件： PC机，串口线，并口线，单片机开发板四、实验内容 1、掌握并理解“矩阵键盘扫描”的原理及制作，了解各元器件的参数及格元器件的作用。 2、用 keil51测试软件编写 AT89C51单片机汇编程序 3、用 Proteus 软件绘制“矩阵键盘扫描”电路原理图。 4、运用仿真软件对电路进行仿真。五实验基本步骤 1、用 Proteus 绘制“矩阵键盘扫描”电路原理图。 2、编写程序使数码管显示当前闭合按键的键值。 3、利用 Proteus 软件的仿真功能对其进行仿真测试，观察数码管的显示状态和按键开关的对应关系。 4、用 keil51软件编写程序，并生成HEX文件。
4、 5、根据绘制“矩阵键盘扫描”电路原理图，搭建相关硬件电路。 6、用通用编程器或ISP 下载 HEX程序到 MCU 。 7、检查验证结果。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 20 页 - - - - - - - - - 六、实验具体内容使用单片机的 P1口与矩阵式键盘连接时， 可以将 P1口低 4 位的 4 条端口线定义为行线， P1口高 4 位的 4 条端口线定义为列线，形成4*4 键盘，可以配置16 个按键，将单片机P2口与七段数码管连接，当按下矩阵键盘任
5、意键时，数码管显示该键所在的键号。1、电路图2、程序流程图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 20 页 - - - - - - - - - 3、程序源码ORG 00H ; 起始地址00H K1: MOV P1, #0F0H ; 设置 P1.4P1.7 为输入端口MOV A, P1 ; 从 P1读取所有列的值ANL A, #11110000B ; 屏蔽掉无用的低4 位，非列值CJNE A, #11110000B, K1 ; 查询直到所有的按钮释放K2: CALL
6、 DELAY ; 调用 20ms延时子程序 ( 省略 ) MOV A, P1 ; 从 P1读取状态，看有没有按钮被按下ANL A, #11110000B ; 屏蔽掉无用的低4 位，非列值CJNE A, #11110000B, OVER ; 如果有按钮按下，跳到OVER JMP K2 ; 循环检测OVER: CALL DELAY ; 延时 20ms防止抖动MOV A, P1 ; 从 P1读取状态ANL A, #11110000B ; 屏蔽掉无用的位CJNE A, #11110000B, OVER1 ; 如果有按钮按下，找到行JMP K2 ; 如果没有按钮按下，循环扫描OVER1: MOV P1,
7、 #11111110B ; 第 0 行输出低电平MOV A, P1 ; 读所有的列ANL A, #11110000B ; 屏蔽掉无用的位CJNE A, #11110000B, ROW_0 ; 如果第 0 行有按钮按下，找列MOV P1, #11111101B ; 第 1 行输出低电平MOV A, P1 ; 读所有的列ANL A, #11110000B ; 屏蔽掉无用的位CJNE A, #11110000B, ROW_1 ; 如果第 1 行有按钮按下，找列MOV P1, #11111011B ; 第 2 行输出低电平MOV A, P1 ; 读所有的列ANL A, #11110000B ; 屏蔽掉
8、无用的位CJNE A, #11110000B, ROW_2 ; 如果第 2 行有按钮按下，找列MOV P1, #11110111B ; 第 3 行输出低电平MOV A, P1 ; 读所有的列ANL A, #11110000B ; 屏蔽掉无用的位CJNE A, #11110000B, ROW_3 ; 如果第 3 行有按钮按下，找列LJMP K2 ; 如果没有，则循环ROW_0: MOV DPTR, #KCODE0 ; 设置 DPTR= 第 0 行的起始地址SJMP FIND ; 找列名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
9、名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 20 页 - - - - - - - - - ROW_1: MOV DPTR, #KCODE1 ; 设置 DPTR= 第 1 行的起始地址SJMP FIND ; 找列ROW_2: MOV DPTR, #KCODE2 ; 设置 DPTR= 第 2 行的起始地址SJMP FIND ; 找列ROW_3: MOV DPTR, #KCODE3 ; 设置 DPTR= 第 3 行的起始地址FIND: SWAP A FIND1: RRC A ; 看看是否进位C为 0 JNC MATCH ; 如果是 0，就跳到MATCH 找键值INC DPTR ; DP
10、TR 加 1 SJMP FIND1 ; 循环查找MATCH: CLR A ; A=0 MOVC A, A+DPTR ; 用 DPTR在数据表中找到键值装入A CLR P2.7 ; 置 P2.0 口为低，显示数字MOV P0, A ; 显示键值LJMP K1 ; 循环DELAY: ;延时子程序，1ms MOV R1, #2 D1: MOV R2, #248 DJNZ R2, $ DJNZ R1, D1 RET ; 键值保存在以下的数据表中，可根据系统实际需要进行修改ORG 300H ; 数据表起始地址 /KCODE0: DB 80H, 0C0H, 0C0H, 0C0H ; 第 0 行KCODE0
11、: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H ; 第 0 行KCODE1: DB 99H,92H,82H,0F8H ; 第 1 行KCODE2: DB 80H,90H,88H,83H ; 第 2 行KCODE3: DB 0C6H,0A1H,86H,8EH ; 第 3 行END4、仿真实验结果当矩阵键盘的 0 号键被按下时， P0 口的七段数码管显示的数据为0. 如下图1 所以：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 20 页 - - - - - - - - -
12、 图 1 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 20 页 - - - - - - - - - 当矩阵键盘的 3 号键被按下时， P0 口的七段数码管显示的数据为3. 如下图2 所以：图 2 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 20 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - -
13、- - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 20 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 20 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 20 页 - - - - - - - - - 当
14、矩阵键盘的 D号键被按下时， P0 口的七段数码管显示的数据为d. 如下图3 所以：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 20 页 - - - - - - - - - 图 3 当矩阵键盘的 F 号键被按下时， P0 口的七段数码管显示的数据为F. 如下图4 所以：图 4 5、实验板运行结果当矩阵键盘的 9 号键被按下时， P0 口的七段数码管显示的数据为9. 如下图5 所以：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - -
15、- - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 20 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 20 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 20 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精
16、品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 20 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 20 页 - - - - - - - - - 图 5 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 20
17、 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 20 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 20 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 20 页 - - - - - - - - -