44矩阵键盘控制16个LED灯.docx
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44矩阵键盘控制16个LED灯
一、任务说明
本次的任务是利用51单片机设计一个4*4矩阵键盘输入系统,用16个发光二级管对应16个不同的按键。
每按下一个按键对应的发光二极管就亮。
矩阵式键盘又称行列键盘,它是用N条I/O线作为行线,N条I/O线作为列线组成的键盘。
在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键。
这样键盘上按键的个数就为N*N个。
这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。
最常见的键盘布局如图1所示。
一般由16个按键组成,在单片机中正好可以用一个P口实现16个按键功能,这也是在单片机系统中最常用的形式,本设计就采用这个键盘模式。
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图1键盘布局
利用单片机的并行口P1连接4X4矩阵键盘,并以单片机的P1.0-P1.3各管脚作输入线,以单片机的P1.4-P1.7各管脚作输出线;利用P2、P3口控制灯1-灯16,。
用Proteus绘制其电路原理图(附录一)。
此任务用到了AT89C51芯片,还用到了晶体振荡器、按钮开关、发光二级管以及一些电阻。
这次任务中采用C语言编写程序,在编译过程中设置成自动产生HEX文件,将此文件导入AT89C51中,即可实现相应的功能。
原理图绘制说明
电路原理图的设计与绘制是整个电路设计的基础,设计一个电路原理图的工作包括:
设置电路图图纸的大小,规划电路图的总体布局,在图纸上放置元器件并对元器件进行调整,进行布线和整体布局,最后保存并打印输出等几个步骤。
安装完Proteus后,运行ISIS7Professional,在原理图编辑窗口绘制电路图,在该界面下还有预览窗口和元件列表区,在左侧的工具箱中还有模型选择工具栏,方
向工具栏及仿真按钮等工具。
其具体的使用步骤如下:
1.运行该软件后,新建一个设计文件,设置图纸大小。
选择界面如图2所示。
CreateNe^;Design
SelectatemplaitetoactthedefaultJorihenewdesign:
E:
\prdues\prOtues\TEMPL>TES\DEFAULTDTF
图2选择图纸大小界面
2.接下来开始查找任务中所用到的元器件,查找界面如图3所示
图3元器件查找界面
3.将查找的元器件放置到界面中,并进行相应的引脚连线,本次是采用标注的方式进行引脚连接,标注符号相同的表示引脚相连接,具体操作是先将引脚引出一小段导线,右击导线选择放置网络标号,标注标号界面如图4所示。
EditWireStyle[电I■■時■
图4标注标号界面
4.按照题目设计要求连接好各元件,完成后的原理图如附录I所示
三、流程图绘制
四、原理图仿真步骤及过程结果说明
1.在完成原理图的连接之后,要进行仿真,AT89C51还需要导入编写的程序文件,这
次任务我是用用C语言编写的程序,用的是KEIL编程软件,用它产生HEX文件,将此文件导入到AT89C51中,然后就可以进行仿真了。
导入HEX文件如图5所示。
图5HEX文件导入界面
2.4*4矩阵键盘输入控制系统,P1.0--P1.3口控制行,P1.4—P1.7口控制列,电路如图6所示。
图64*4矩阵键盘
3.按钮按下后16个发光二级管中对应的二级接通,如图7所示
图7发光二级管接通
4.振荡及复位电路如图8所示
五、总结
本次课设虽然只有短暂的一周,但是在这一周内学到了很多用的东西,以前学到的知识也得到了一定的巩固。
此次课设又学了一种新软件一一Proteus,通过网上查
阅相关资料,查看相关教学视频,对Proteus有了一定的了解,虽然用的不是熟练,但是其基本功能还是能掌握,包括元器件的查找、元器件引脚的连接、以及完成之后的仿真,还对一些芯片的使用也有所熟悉,例如AT89C51等。
通过这次的课程设计,我充分认识到理论与实际相结合的重要性,理论知识再丰富,没有实际的操作经验再多的理论知识也没用,理论知识最终还是要用在实践上,只有这样才能锻炼我们的实际动手操作能力和独立思考能力。
本次课设还得感谢老师同学们的细心帮助和指导,让我学会了很多新知识。
近年来,随着电子技术飞速的发展,出现了各式各样,各种型号的单片机,但是
51单片机是所有单片机的基础,只有学好51系列单片机才能更好的学习更高端的单片机。
由于知识和经验方面的不足,本设计还存在不足的地方,本人还要不断学习相关知识和查阅资料,使系统结构和功能上不断完善。
六、参考文献
1.张毅刚•单片机原理及应用•[M]哈尔滨:
哈尔滨工业大学出版社,2004.
2.彭伟.单片机C语言程序设计实训100例.[M]北京:
电子工业出版社,2011.
3.周坚.单片机C语言轻松入门.第2版,[M]北京:
北京航空航天大学出版社,2011.
4.杨打生,宋伟.单片机C51技术应用.[M]北京:
北京理工大学出版社,2011
5.张义和,王敏男.例说51单片机.第3版,[M]北京:
人民邮电出版社社,2010.
6.郭天祥.51单片机C语言教程.[M]北京:
电子工业出版社,2009.
附录I仿真电路图
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s启宇fl
OIUI-HA出
■件bjdsMUIIM呼
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aLU■占山1
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FflN
n
一
附录H程序清单
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
ucharcodetable[4]={0xFE,0xFD,0xFB,0xF7};
ucharscan()
{
ucharTemp=0;
ucharnum=0,i=0;
for(i=0;i<4;i++)
{
P1=table[i];
Temp=P1&0xF0;if(Temp!
=0xF0)
{
switch(Temp)
{Temp=P1;
case0xE0:
num=0;break;
case0xD0:
num=1;break;
case0xB0:
num=2;break;
case0x70:
num=3;break;default:
num=50;break;
}break;
}
}
returnnum+4*i+1;
}
voiddisplay(ucharnum1)
{
switch(num1)
{
case1:
P2=0xfe;P3=0xff;break;//1
case2:
P2=0xfd;P3=0xff;break;//2
case3:
P2=0xfb;P3=0xff;break;//3
case4:
P2=0xf7;P3=0xff;break;//4
case5:
P2=0xef;P3=0xff;break;//5
case6:
P2=0xdf;P3=0xff;break;//6
case7:
P2=0xbf;P3=0xff;break;//7
case8:
P2=0x7f;P3=0xff;break;//8
case9:
P2=0xff;P3=0xfe;break;//9
case10:
P2=0xff;P3=0xfd;break;//10
case11:
P2=0xff;P3=0xfb;break;//11
case12:
P2=0xff;P3=0xf7;break;//12
case13:
P2=0xff;P3=0xef;break;//13
case14:
P2=0xff;P3=0xdf;break;//14
case15:
P2=0xff;P3=0xbf;break;//15
case16:
P2=0xff,P3=0x7f;break;//16defaultbreak;
};
}
voidmain()
{charnum1;
while
(1)
{
num1=scan();display(num1);
}
}
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