单片机矩阵键盘与数码管课程设计

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1、单片机课程设计报告设计题目:液晶显示矩阵键:专业班级电信1402班学号311408000822学生姓名魅指导教师教师评分2017年摘要矩阵式键盘乃是目前使用较为广泛的一种键盘模式，该系统以N个端口连接控制N*N个按键，即时在LED数码管上。单片机控制的据这是键盘显示系统，该系统可以对不同的按键进行实时显示，其核心是单片机和键盘矩阵电路部分，主要对按键与显示电路的关系、矩阵式技术及设备系统的硬件、软件等各个部分进行实现。4*4矩阵式键盘采用89C51单片机为核心，主要由矩阵式键盘电路、译码电路、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，显示于数码管显示器，系统

2、灵活性强，易于操作，可靠性能好。目录一、单片机简介及主系统电路4二、矩阵键盘的电路介绍5三、数码管显示原理及译码电路5四、时钟电路与复位电路6五、软件系统设计71、程序流程图：72、按键检测与数码管显示83、LED显示段码表8六、PROTEUS仿真图9七、实验总结与讨论97.1、实物演示图107.2、元件清单11附录：源程序13一、单片机简介及主系统电路单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种1/0口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换444

3、器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域的广泛应用。从上世纪80年代，由当吋的4位、8位单片机，发展到现在的32位300M的高速单片机。单片机在工业控制领域广泛应用，它由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当屮，本次课程设计我们采用的是AT89C51型号的单片机。AT89C51单片机是51系列单片机的一个成员，是8051单片机的简化版。内部白带2K字节可编程FLASH存储器的低电压、高性能COMS八位微处理器，与IntelMCS-5

4、1系列单片机的指令和输出管脚相兼容。由于将多功能八位CPU和闪速存储器结合在单个芯片中，因此，AT89C2051构成的单片机系统是具有结构最简单、造价最低廉、效率最高的微控制系统，省去了外部的RAM、ROM和接口器件，减少了硬件开销，提高了系统的性价比。其最小系统电路图如下：图1单片机最小系统电路图二、矩阵键盘的电路介绍AT89C51单片机的并行口P3接4X4矩阵键盘，以P3.0—P3.3作行输入线，以P3.4—P3.7作列输出线；P3口输出按键信息，在数码管上显示每个按键的“0一F”序号。实际电路图连接如下图所示。A5A6123A7.OH°s"^Av-pb0^Av-pb0"vcc

5、-R?

6、RES2R?KES2R?KES2COM3r11,OHA8图2矩阵式键盘电路三、数码管显示原理及译码电路木系统输出结果选用8个WD数码管显示。数码管有共阴共阳之分，木系统采用8段共阴型LED，其原理图如下图所示：S,f,c9m,a,bao-bo-co-do-eO-fO--CZI--CZJ-■(ZZk4ZZP--im--czi-+5Vw-a0-bo-cO-■a—a—^1-e1dcomcdp«o-dpo.-(=}-■(=k符号和引脚共阳极图3LED数码管结构eo——f0CZH-^t-g0dpo-共阴极数码管内部有8个发光二极管，公共端由8个发光二极管的阴极并接而成正常显示时公共端接低电平（GND

7、）,各发光二极管是否点亮取决于a-dp各引脚上是否是高电平。LED数码管的外部有10个引脚，其中3，8脚为公共端也称位选端，其余8个引脚称为段选端，当要使某一位数码管显示某一数字（（0-9中的一个）必须在这个数码管的段选端加上与数字显示数字对应的8位段选码（也称字形码），在位选端加上低电平即可。由于系统要显示的内容比较简单，显示量不多，所以选用数码管既方便又经济。LED有共阴极和共阳极两种，二极管的阴极连接在一起，通常此公共阴极接地，而共阳极则将发光二极管的阳极连接在一起，接入+5V的电压。一位显示器由8个发光二极管组成，其中7个发光二极管构成字型“8”的各个笔划（段）a〜g,另一个小数点

8、为dp发光二极管。当在某段发光二极管施加一定的正向电压时，该段笔划即亮；不加电压则喑。16nVCCA1377纹bcdA126O1A1A2114r^21D2rVCC8rob91pncfg159I?1410rr■3Ft5u45DDT811co四、时钟电路与复位电路时钟信号用来提供单片机片内各种微操作的时间基准，时钟信号通常用两种电路形式得到：内部振荡和外部振荡。MCS-51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，引