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1、1目录目录摘要摘要.2第一章第一章 硬件部分硬件部分.3第一节 AT89C51.3 第二节 4*4 矩阵式键盘 .6 第三节 LED 数码管.8 第四节 硬件电路连接.10第二章第二章 软件部分软件部分.12第一节 所用软件简介.12 第二节 程序流程图.14 第三节 程序.17第三章第三章 仿真结果仿真结果.19心得体会心得体会.21参考文献参考文献.222摘要摘要电子信息行业将是人类社会的高科技行业之一，是设施现代化的基础，也是人类通往科技巅峰的直通车。电子行业的发展很重要，而计算机技术是现代科技发展的重要组成部分。矩阵式键盘控制系统可以提高效率，是进行按键操作管理的有效方法，它可以提高系
2、统准确性，有利于资源的节约，降低对操作者本身的要求。并能正确、实时、高效地显示按键信息，以提高工作效率和资源利用率。矩阵式键盘是当今使用最为广泛的键盘模式，该系统以 N 个端口连接控制N*N 个按键，并通过单片机，显示在 LED 数码管上。单片机控制键盘显示系统，可以对不同的按键进行实时显示，其核心是单片机、键盘矩阵电路和数码管显示电路。4*4 矩阵式键盘以 AT89C51 单片机为核心，主要由矩阵式键盘电路、显示电路等组成，软件选用 C 语言编程。单片机将检测到的按键信号转换成数字量，显示于 LED 显示器上。该系统灵活性强，易于操作，可靠性高，广泛应用于各种场合。3第一章第一章 硬件部分硬
3、件部分第一节第一节 AT89C51AT89C51 是一种带 4K 字节 FLASH 存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能 CMOS 8 位微处理器，俗称单片机。AT89C51 单片机为很多嵌入式控制系统 提供了一种灵活性高且价廉的方案。 引脚如图所示 AT89C51 其具有以下特性 ：与 MCS-51 兼容 4K 字节可编程 FLASH 存储器 寿命：1000 写/擦循环 数据保留时间： 10 年 全静态工作： 0Hz-24MHz 三级程序存储器锁定 图 1 AT89C51 管脚图AT89C514
4、1288 位内部 RAM 32 可编程 I/O 线 两个 16 位定时器/计数器 5 个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路 特性概述:AT89C51 提供以下标准功能： 4k 字节 Flash 闪速存储器 ，128 字节内部 RAM，32 个 I/O 接口，两个 16 位定时/计数器，一个 5 向量两级中断结构，一个全双工 串行通信口，片内振荡器及 时钟电路。同时，AT89C51 可降至 0Hz 的静态逻辑操作，并支持两种 软件可选的节电工作模式。空闲方式停止 CPU 的工作，但允许 RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存 RAM 中
5、的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。 管脚说明：VCC：供电电压。 GND：接地。 P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P0 口的管脚第一次写 1 时，被定义为 高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据 /地址的低八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时， P0 输出原码，此时 P0 外部必须接上拉电阻。 P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部
6、上拉为高，可用作输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时， P1 口作为低八位地址接收。 P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻5拉高，且作为输入。并因此作为输入时， P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。 P2 口当用于外部 程序存储器 或 16 位地址外部数据存储器进行存取时， P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据 存储器进行读写时，P
7、2 口输出其特殊功能寄存器 的内容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和 控制信号。 P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4个 TTL 门电流。当 P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平， P3 口将输出电流（ ILL）这是由于上拉的缘故。 P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断 0） P3.3 /INT1（外部中断 1） P3.4 T0（记时器 0 外部输入）
8、P3.5 T1（记时器 1 外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些 控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST 脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部 存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。如想禁止 AL
9、E 的输出可在SFR8EH 地址上置 0。此时， ALE 只有在执行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，该 引脚被略微拉高。如果 微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，6置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序 存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN 有效。但在访问 外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN 信号将不出现。 /EA/VPP：当/EA 保持低电平时，则在此期间外部程序 存储器（0000H-FFFFH） ，不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1 时，/EA 将内部锁定为 RESET；当/EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLA
10、SH 编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源（ VPP） 。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。振荡器特性: XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。 石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部 时钟源驱动器件，XTAL2 应不接。有余输入至内部 时钟信号要通过一个二分频 触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。 第二节第二节 4*4 矩阵式键盘矩阵式键盘1.2.11.2.1 矩阵式键盘介绍矩阵式键盘介绍矩阵式键盘（或者叫行列式键盘）常应用在
11、按键数量比较多的系统之中。这种键盘由行线和列线组成，按键设置在行、列结构的交叉点上，行、列线分别接在按键开关的两端。行列式键盘可分为非编码键盘和编码键盘两大类。编码键盘内部设有键盘编码器，被按下键的键号由键盘编码器直接给出，同时具有防抖和解决重键的功能。非编码键盘通常采用软件的方法，逐行逐列检查键盘状态，当有键按下时，通过计算或查表的方法获取该键的键值，通常，计算机通过程序控制对键盘扫描，从而获取键值，根据计算机扫描的方法可以分为定时扫描法和中断扫描法两种。本系统中的 4*4 矩阵式键盘结构简单，按键数较少，采用非编码式键盘，当有键按下时，由单片机通过程序扫描确定键值，并将获得的键值通过 LE
12、D 数码管显示出来，4*4 矩阵式键盘结构及键值分布如下图：71.2.21.2.2 键盘扫描原理键盘扫描原理为了更加贴近实际应用，本系统采用中断式扫描法，这样可以节约单片机开销，提高单片机工作效率，使得单片机在没有键盘输入时可以处理其他工作，其具体工作过程为：在没有键按下时矩阵键盘行线接高电平，列线接低电平，当某个键被按下时，该按键所在行线电位被拉低，触发单片机的外部中断 INT0，进入中断子程序，在中断程序中，单片机对矩阵键盘进行扫描以确定按下的键值，扫描过程1234567890ABCDEF图 3 键盘键值分布图 2 4*4 矩阵键盘原理结构图8如下：1、检测行线电平，确定是否有按键被按下；2、延时去抖动；3、重新确认是否有按键被按下，若有，扫描键值，若没有，返回主程序；4、扫描键值，首先行线接高电平，列线接低电平，对行线电平进行检测，以确定按下
