實驗目的和任務

目的：利用“模塊化單片機教學實驗平臺”，加深對單片機與矩陣鍵盤的接口電路設計以及程序設計的理解。

任務：1、學習獨立式按鍵的查詢識別方法。

2、非編碼矩陣鍵盤的行反轉法識別方法。

3、掌握鍵盤接口的基本特點，了解獨立鍵盤和矩陣鍵盤的應用方法。

4、掌握鍵盤接口的硬件設計方法，軟件程序設計和貼士排錯能力。

5、掌握利用Keil51軟件對程序進行編譯。

6、會根據實際功能，正確選擇單片機功能接線，編制正確程序。對實驗結果

實驗原理

1、MCS51系列單片機的P0～P3口作為輸入端口使用時必須先向端口寫入“1”。

2、用查詢方式檢測按鍵時，要加入延時(通常采用軟件延時10～20mS)以消除抖動。

3、識別鍵的閉合，通常采用行掃描法和行反轉法。行掃描法是使鍵盤上某一行線為低電平，而其余行接高電平，然后讀取列值，如讀列值中某位為低電平，表明有鍵按下，否則掃描下一行，直到掃完所有行。

行反轉法識別閉合鍵時，要將行線接一并行口，先讓它工作在輸出方式，將列線也接到一個并行口，先讓它工作于輸入方式，程序使CPU通過輸出端口在各行線上全部送低電平，然后讀入列線值，如此時有某鍵被按下，則必定會使某一列線值為0。然后，程序對兩個并行端口進行方式設置，使行線工作于輸入方式，列線工作于輸出方式，并將剛才讀得的列線值從列線所接的并行端口輸出，再讀取行線上輸入值，那么，在閉合鍵所在行線上的值必定為0。這樣，當一個鍵被接下時，必定可以讀得一對唯一的行線值和列線值。由于51單片機的并口能夠動態地改變輸入輸出方式，因此，矩陣鍵盤采用行反轉法識別最為簡便。

行反轉法識別按鍵的過程是：首先，將4個行線作為輸出，將其全部置0，4個列線作為輸入，將其全部置1，也就是向P1口寫入0xF0；假如此時沒有人按鍵，從P1口讀出的值應仍為0xF0；假如此時1、4、7、0四個鍵中有一個鍵被按下，則P1.6被拉低，從P1口讀出的值為0xB0；為了確定是這四個鍵中哪一個被按下，可將剛才從P1口讀出的數的低四位置1后再寫入P1口，即將0xBF寫入P1口，使P1.6為低，其余均為高，若此時被按下的鍵是“4”，則P1.1被拉低，從P1口讀出的值為0xBE；這樣，當只有一個鍵被按下時，每一個鍵只有唯一的反轉碼，事先為12個鍵的反轉碼建一個表，通過查表就可知道是哪個鍵被按下了。

實驗內容

使用掃描法通過矩陣鍵盤（2行4列，一共八個按鍵）控制8個LED燈的點亮。按下第一行第一列的按鍵使LED1點亮，其他LED熄滅；按下第一行第二列的按鍵使LED2點亮，其他LED熄滅；按下第一行第三列的按鍵使LED3點亮，其他LED熄滅；按下第一行第四列的按鍵使LED4點亮，其他LED熄滅；按下第二行第一列的按鍵使LED5點亮，其他LED熄滅；按下第二行第二列的按鍵使LED6點亮，其他LED熄滅；按下第二行第三列的按鍵使LED7點亮，其他LED熄滅；按下第二行第四列的按鍵使LED8點亮，其他LED熄滅。

圖1 LED電路圖

圖2 按鍵電路圖

注：把撥碼開關（DIP）撥到斷開的一側。該矩陣鍵盤只用到前兩行，即2*4的矩陣鍵盤。

表1 硬件連線表

CPU_CORE_51	MAIN_BOARD
P2：P1.0-P1.7	J14：LINE0-COLUM3
P3：P2.0-P2.7	J48：LED1-LED8

注意：實驗箱的AT89S52單片機的晶振頻率為11.0592MHz！

實驗過程和結果

①關掉實驗電源。將CPU 板插接在JK1、JK2 上，注意CPU 板的插接方向。按照前面連接關系表將硬件連接好。

②將AT89S52 芯片插在CPU 板的CPU 插座上（注意不要插反）。母板上電。

③運行Keil 開發環境，按照“模塊化單片機教學實驗平臺配套的實驗指導書1.2.3 節”介紹的方法建立工程exp11.uV2，CPU 為AT89S52，不包含啟動文件STARTUP.A51。

④編寫匯編語言源程序exp11.asm 完成基本實驗的功能。把源程序exp11.asm加入到工程exp11.uV2，并設置工程exp11.uV2 屬性，將其晶振頻率設置為11.0592MHz，選擇輸出可執行文件。

⑤構造（Build）工程exp11.uV2。

⑥通過PROGISP 燒寫軟件，利用ISP 下載線（見“模塊化單片機教學實驗平臺配套的實驗指導書1.3 節”）把HEX 文件下載到單片機中。

⑦下載成功后，通過按下不同按鍵，觀察LED1~7 的亮滅。

圖3 實驗結果圖

實驗心得

本次實驗需要先判別整個鍵盤有無按鍵按下，從第0列開始逐列檢測檢測，可以檢測出哪個按鍵被按下。然后用到去除按鍵的抖動。該實驗難度較高，相比以往實驗更考驗綜合能力。如何使用掃線法判斷所在行是實驗的難點所在。實驗中因為對掃線法的理解不深入，在實驗中沒能完成實驗。試驗后仔細閱讀書上的解釋和題本提供的案例程序，我知道了自己實驗失敗的原因所在，并重新設計了程序和實驗。通過學習后，對掃描鍵盤的程序更加了解，將理論上的結果和自己實驗做的結果相印證，對書本上知識掌握的更加牢固，對代碼程序有更加深刻的理解。在實驗中，對模板的使用更加熟練，對電路的連接更加熟練。我對于矩陣鍵盤的工作方式有了更進一步的認識，也對掃描法查詢矩陣鍵號的方法編寫有了更進一步的掌握。單片機提高重在實踐，想要學好單片機，軟件編程必不可少。

附錄（代碼）

（1）基本實驗

ORG 0000H

LJMP MAIN

MAIN:MOV P1,#11110000B；給p1口送數11110000

MOV A,P1?????? ；獲取P1口的電平

XRL A,#11110000B

；將P1口電平與11110000異或運算

；若有按鍵按下，A不為0

JZ MAIN??????? ；無按鍵按鍵則返回

LCALL TIME_??? ；跳轉到延時程序

MOV P1,#11110000B

MOV A,P1

XRL A,#11110000B?? ；該部分操作與上述操作相同

MOV R3,A?????? ;保存此時A的值

JZ MAIN???? ???? ;確認有按鍵按下

MOV R0,#11110111B；掃描法判斷

MOV R1,#0????? ;R1存儲列的權值

I: ???MOV P1,R0????? ；將R0值傳遞給P1

MOV A,P1?????? ；讀取P1的值

AAA0:JNB ACC.4,AAA1

；如果ACC的第四位（即第一列）不為零

MOV R1,#0????? ；r1存0

LJMP OK???? ;跳轉到計算環節

AAA1: JNB ACC.5,AAA2 ；同上，判斷第二列

MOV R1,#01

LJMP OK

AAA2:JNB ACC.6,AAA3? ；同上，判斷第三列

MOV R1,#02

LJMP OK

AAA3: JNB ACC.7,AAA4 ；同上，判斷第四列

MOV R1,#03

LJMP OK

AAA4:MOV A,R0

JNB ACC.2,MAIN ；判斷是否結束

RR A??????? ；環移

MOV R0,A

MOV A,R1

MOV R1,A???

LJMP I

TIME_:MOV R0,#05

TT: ??MOV R1,#250

DJNZ R1,$

DJNZ R0,TT

RET

OK:???? ；判斷所在行并送數

MOV A,R1

ADD A,R0

MOV R0,A

MOV A,#1

INC R0

AAA:CJNE R0,#0,BBB

RL A

INC A

LJMP AAA

BBB:MOV P2,A

LJMP MAIN

END

（2）擴展實驗

ORG 0000H

LJMP MAIN

MAIN:MOV P1,#11110000B；送數11110000

MOV A,P1??? ；取當前P1的值

XRL A,#11110000B；與11110000與或運算

JZ MAIN???? ；如果為0則跳轉回

LCALL TIME_ ；延遲子系統

MOV P1,#11110000B

MOV A,P1

XRL A,#11110000B

JZ MAIN???? ；再次判斷確定非誤觸

MOV R3,A??? ；存儲當前A信息

MOV P1,#00001111B? ;判斷所在列

MOV A,P1

XRL A,#00001111B

MOV R4,A??? ；存至R4

MOV A,R3

JNB ACC.1,NEXT1

MOV R3,#4；若為第二行則若R3存4，否則存0

LJMP NEXT2

NEXT1: MOV R3,#0；判斷行，依次為0,1,2,3

NEXT2:MOV A,R4

JNB ACC.4,NEXT3

MOV R4,#0

LJMP NEXT7

NEXT3:JNB ACC.5,NEXT4

MOV R4,#1

LJMP NEXT7

NEXT4:JNB ACC.6,NEXT5

MOV R4,#2

LJMP NEXT7

NEXT5:MOV R4,#3

NEXT7:MOV A,R3

ADD A,R4????? ；將兩個權值相加

MOV P2,A????? ；送至P2

LJMP MAIN

TIME_:MOV R0,#05

TT:?? MOV R1,#250

DJNZ R1,$

DJNZ R0,TT

RET

END

總結

以上是生活随笔為你收集整理的单片机--矩阵键盘实验的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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