全新产品：4x4键盘设计手册

4x4键盘在单片机上的应用. 近年来，随着电子产品的飞速发展，以单片机为核心部件的各种电子产品的控制正在不断加深，与此同时，电子产品也朝着小型化，化，智能化，智能化的方向发展. 高速发展的方向. 例如，我们通常使用的电子产品，例如电饭锅，冰箱，空调，计算器等，都使用单片机作为主要控制器，这使得产品的控制和结果变得简单. 但是，仅对单片机的知识还不够. 应针对特定应用对象的特性，根据特定的硬件结构和软件组合进行改进. 在嵌入式PC应用系统中，作为人机交互设备的键盘，经常使用结构简单，按键少的矩阵键盘. 尽管标准键盘可以直接连接到嵌入式PC的PS / 2接口，但它尺寸较大且具有许多按钮，无法满足需要. 本文建议使用AT89C52微控制器来实现具有标准PS / 2接口的矩阵键盘，该键盘既方便又实用. 关键字: 接口，键盘，AT89C52，LCD1602 2.1设计要求2.2总体方案设计2.1.1方案演示2.1.2方案比较3.1 AT89C51单片机功能3.2复位电路设置3.34X4键盘设计3.4单片机模块3.5 LCD1602模块3.6总体电路设计KEIL和PROTEUS 13参考文献14附录1: 一般电路图15附录2: 软件代码前言随着社会经济的快速发展，人们对自动控制的要求也越来越高.

在生活和生产的所有领域，只要有需要自动控制的地方，就会有单片机. 从简单到复杂，从空中到地面，几乎可以在您能想象到的任何地方使用单个芯片. 尽管现在单片机的应用非常普遍，但是仍有许多项目可以由单片机控制，但尚未实现. 因此，单片机的应用具有很大的想象空间和扩展空间. 单片机的应用有利于产品的小型化，化和智能化，有助于提高劳动效率，减轻劳动强度，改善产品质量，改善劳动环境，减少能源和材料消耗，确保安全. 由于其高性价比，强大的处理能力和良好的抗干扰能力，单片机广泛用于各种工业控制系统和设备中，例如医疗设备，机电液压控制和数据传输. 一方面，在实际应用中，单片机经常需要将采集到的数据发送到PC进行处理或存储. 另一方面，工业控制系统和设备及仪器设计，环境或软件和硬件资源的约束通常需要不同的通信接口. 例如，由于不利于键盘使用的恶劣环境，许多工业PC的键盘接口处于空闲状态. 因此，设计通用的4x4键盘通信接口不仅可以促进PC外设的扩展，而且可以丰富微控制器的接口资源. 当前，最常用的MCU通信协议是MCU从4x4键盘设备接收数据，而使用MCU作为键盘与PC进行通信相对较少.

然而，单片机的应用意义绝不限于其广泛的应用范围和带来的经济效益，更重要的意义在于: 单片机的应用从根本上讲改变了传统控制系统的设计思路和设计方法. 过去必须通过模拟或数字电路实现的大多数功能现在都可以通过使用单片机的软件编程来实现. 这种用软件代替硬件并提高系统性能的控制系统“软化”技术称为微控制技术. 微控制技术是一个崭新的概念，是对传统控制技术的一场革命. 随着单芯片应用的普及，微控制技术将继续发展，完善和更加强大. 总体设计2.1设计要求使用51单片机设计一个4x4的行和列键盘，并在LCD上显示键值. 同时显示的键值是0〜9，A〜D，#，*，这16个值. 2.2总体方案设计本设计的总体思路是: 使用4x4键盘通过AT89C52单片机接收4x4键盘的键值，并将其显示在LCD1602上. 2.1.1方案演示设计中使用了三种方案. 有关特定方案，请参阅方案1. 方案2和方案3. 解决方案1: 通用键盘设计方案使用通用4x4键盘. 键值是通过键盘扫描获得的. 它由单片机控制，并显示在LCD上. 优点是成本低，设计简单和直观的数字显示，但缺点是键盘扫描效率不够，容易出错. . 图2.1普通键盘的总体方案. 方案2: 数码管显示设计采用普通的4x4键盘. 键值是通过键盘扫描获得的，键盘扫描由单片机控制并显示在数字管上. 优点是成本低，设计简单，自动键盘扫描，自动识别，自动编码，仅在按下键时才发送数据，从而减轻了CPU的负担，缺点是数码管的显示不直观.

图2.2 4x4键盘总体方案2的框图2.1.2方案比较由于方案1使用4X4键盘，因此设计需要CPU连续扫描键盘，这占用了大量CPU. 4x4键盘AT89C52单片机数字管显示4x4键盘AT89C52单片机LCD1602显示源，解决方案2使用4x4键盘，该设计需要CPU连续扫描键盘，这占用了大量CPU资源，并且数字管显示不够直观，并且交互界面还不够好. 因此，解决方案1和解决方案2的优点融合在一起，本设计采用方案一更好. 硬件设计3.1 AT89C51单片机的功能图3.1 AT89C51单片机的主要名称是集成在芯片上的，特别是中央处理器（CPU）. 随机存取存储器RAM（随机存取存储器）. 只读存储器ROM（只读存储器）. 微型计算机的主要组件，例如中断系统，定时器/计数器和I \ O（输入/输出）接口电路，都集成在一个芯片上. 尽管SCM只是一个芯片，但从其组成和功能来看，它已经具有与计算机系统相同的属性. 因此，它被称为SCMC（单芯片微型计算机），或简称为单片机.

同时，由于无效为止.

这里不会过多介绍按键重置. 其原理与上电复位相同. 但是它使用了两种脉冲复位电路和电平复位电路. 单片机的复位电路和最小系统如下图3.2所示: 图3.2复位电路3.34x4键盘设计图3.3 4x4键盘行列式键盘行列式键盘由于管理程序较为复杂，因此采用扫描技术. 常用的扫描技术包括: 扫描法，反演法，状态矩阵法等. 使用线反转方法进行扫描的本设计的处理步骤如下: （1）首先从P1位输出高电平（行）: 即P1 = 0x0f. 从端口P1读取键盘状态. 此时，如果低位只有一个“ 0”，则表示该行中有一个按键被按下. 当在每一行中按下一个键时，从端口P1读取的值是: 0EH，0DH，0BH，07H. （2）从P1位输出高电平（列）: P1 = 0xf0. 从端口P1读取键盘状态. 此时，如果高位数字只有“ 0”，则表示此列中有按键被按下. 当在每一列中按下一个键时，从端口P1读取的值是: E0H，D0H，B0H，70H. （3）根据图3.2组合两次读取的特征值，得到当前的``关键特征代码''. 3.4单片机模块STC89C52单片机是Atmel生产的以51为核心的单片机，​​具有处理能力强，运行速度快，功耗低的优点.

最小系统包括单片机，电源，复位电路. 微控制器接收PS2键盘的键值并控制LCD显示. 系统框图如下图所示: 图3.4单片机控制系统的框图STC89C52单片机具有4X8 IO端口，其中端口P0需要连接一个上拉电阻. 因此，本设计使用P1作为4x4键盘接口，并使用P0端口作为与LCD1602的接口. 电路图如下图3.5所示: 图3.5单片机接收4x4 STCAT89C2单片机控制LCD1602显示电源复位电路的最小系统图3.5 LCD1602模块LCD1602采用8位并行数据传输，其工作原理时序如下图3.6所示: 图3.6 LCD MCU表3.1中显示了与LCD1602指令集相对应的指令代码. D7D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0清除显示屏幕ACG设置显示地址ADD忙标志BF BF显示数据写入数据读取数据表示5x10点矩阵表示5x7点矩阵表示2行显示线表示1行显示线BFBF = 1: 内部操作BF = 0: 可接受的指令或数据代码5表3.1指令代码LCD1602接口包含8位数据线，电源接地电源为正，LCD显示偏置信号（VL），数据命令选择端子（RS），读取-写选择端子（RW）.

接口信号说明如图3.7所示: 图3.7接口信号说明图您可以将可变电阻器连接到1602液晶显示器偏置信号以调节显示器亮度. 在初始状态下，调整到1602显示屏的上一行最多12个黑块，LCD1602电路图如图3.8所示: 图3.8 LCD1602电路图3.6总体电路设计最终设计电路如下图3.9所示. 4x4键盘具有一个按键，可以读取数据并将其最终显示在LCD1602液晶显示器上. 图3.94x4键盘显示电路软件设计1.主程序设计: 首先初始化IO端口和键盘LCD1602，然后接收按钮的键值，然后通过8位并行传输将其发送到LCD1602进行显示. 2.获取键值程序: 根据4x4键盘协议进行操作. 按下键盘时，发送密码，并在弹出时发送破损密码. 在微控制器中，将接收到的代码字与第二组扫描代码进行比较，以获得键值. 此设计总共使用16个模拟键. 3. LCD显示程序: 首先初始化LCD1602端口和寄存器，然后接收微控制器发送的数据，并通过1602写操作序列显示接收到的数据. 4.1总体程序设计框图开始初始化键盘和LCD以接收键值. 在LCD1602上显示. 处理键值. Keil和Proteus对protu进行了仿真实验.

首先使用KeilC编译编写的程序以生成HEX文件，然后将HEX文件刻录到两个单片机中，然后进行仿真实验. 结果如下图所示. 您可以看到接收端已完全接收到数据显示出来. 图5.1仿真效果图该系统采用第二组键盘扫描代码，并使用4x4键盘作为输入. 精度高于普通键盘. 完成了系统的仿真图，电路图和程序设计，实现了系统的功能. 该设计完成后，效果可以完全实现最初设计的功能. 例如，通过按下按钮“ 1”，可以将值“ 1”发送到LCD. 显示驱动程序由Keil uVision3编译，并传递到AT89C52 MCU. 模拟键盘接口可用作嵌入在其他设备，仪器和项目中的接口模块. 控制系统增加了与PC的通信通道. 在对应用和测试结果进行分析时，接口模块具有较高的可靠性和稳定性. 由于时间的限制和我们自身的有限水平，此设计仅在功能方面完成了一些基本功能，这是为了确保电路的可靠性和稳定性. 此类参数尚未经过详细测试. 模拟中的某些问题尚未解决. 经过忙碌而紧张的课程设计，最终成功完成了设计任务. 尽管这段时间我每天都很忙，但从繁忙的过程中我收获了很多. 在课程设计之后，在查阅资料的过程中，我学习了基于单片机的语言编程和单片机串行通讯的基础知识，将对以后的学习有很大的帮助. 和工作.

在学习过程中，我也遇到了一些困难. 例如，开始时，由于发送方和接收方之间的通信协议失败，因此无法正确传输数据. 在解决问题的过程中，通信协议实现了深刻的理解. 通过此课程设计，我锻炼了自己的独立思考能力. 语言编程MCS-51单片机原理与应用[M]. 北京: 清华大学出版社，2003. 蔡美琴，张为民. MCS-51系列单片机系统及其应用（第二版）[M]. 北京: 高等教育出版学会，2004. 苏家健. 单片机原理与应用技术［Ｍ］. 北京: 高等教育出版社，2004. 张艺刚. MC-51单片机应用设计（第二版）: 哈尔滨工业大学出版社2005杨文龙. 单片机原理与应用: 西安电子科技大学出版社[10]胡汉才. 单片机原理与接口技术. 北京: 清华大学出版社附录14x4键盘显示电路通用图键代码处理程序: #include“ SMC1602.h” void vKeyProcess（unsigned char ucKeyCode）vWriteCMD（0xC7）; switch（ucKeyCode）case11: vShowOneChar（'1'）; break ; case12: vShowOneChar（'2'）; break; case13: vShowOneChar（'3'）; break; case21: vShowOneChar（'4'）; break; case22: vShowOneChar（'5'）; break; case23: vShowOneChar（'6'）; break; case31: vShowOneChar（'7'）; break; case32: vShowOneChar（'8'）; break; case33: vShowOneChar（'9'）; break; case41: vShowOneChar（'0'）; break; case14: vShowOneChar（'A'）; break; case24: vShowOneChar（'B'）; break; case34: vShowOneChar（'C'）;打破; case44: vShowOneChar（'D'）; break; case43: vShowOneChar（'#'）; break; case42: vShowOneChar（'*'）; break;键盘扫描子例程: #include #defineSCANPORT P1位输出扫描电位，低4位输入扫描结果**************************全局变量** **************** ************无符号char uca_LineScan [4] = {0xEF，0xDF，0xBF，0x7F}; //列线扫描电压，分为1，2，3，4 unsignedchar ucKeyScan（）unsignedchar ucTemp = 0; //扫描状态被临时存储.

无符号字符ucRow = 0，ucLine = 0; //行号，列号for（ucLine = 0; ucLine // >>> #define LCDRS P2_0 //寄存器选择信号: 1--指令寄存器. #define LCDRW P2_1 //读和写信号: 0--write LCD. #define LCDE P2_2 / /片选信号，当输入下降沿信号时，//执行指令或传输数据#define LCDPORT P0 // LCD数据接口void vDelay（）unsignedint uiCount; for（uiCount = 0; uiCount

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
https://www.pc-fly.com/a/bofangqi/article-309424-1.html