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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 日南京林业大学实验报告第 1 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 Proteus 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
2、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、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
3、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。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。南京林业大学实验报告第 2 页六、实验具体内容使用单片机的
4、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、程序流程图南京林业大学实验报告第 3 页3、程序源码ORG 00H ; 起始地址 00HK1: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 ;
5、查询直到所有的按钮释放K2:CALL 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 OVERJMP 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
6、下，循环扫描OVER1:MOV P1, #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
7、A, #11110000B ; 屏蔽掉无用的位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 ; 找列南京林业大学实验报告第 4 页ROW_1:MOV DPTR, #KCODE1 ;
8、 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 AFIND1:RRC A ; 看看是否进位 C 为 0JNC MATCH ; 如果是 0，就跳到 MATCH 找键值INC DPTR ; DPTR 加 1SJMP FIND1 ; 循环查找MATCH:CLR A ; A=0MOVC A, A+DPTR ; 用 DPTR 在数据表中找到键值装入 ACLR P2.
9、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，1msMOV R1, #2 D1:MOV R2, #248 DJNZ R2, $DJNZ R1, D1RET; 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: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H ; 第 0 行KCODE1: DB 99H,92H,82H,0F8H ; 第 1 行KCODE2: DB 80H,90H,88H,83H
10、 ; 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：南京林业大学实验报告第 5 页图 1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当矩阵键盘的 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：图 3南京林业大学实验报告第 6 页当矩阵键盘的 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 45、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：图 5
