基于ARM的智能按键设计

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1、智能按键设计专业：学号：姓名：目录一、设计要求………………………………………………………………………………1二、设计原理………………………………………………………………………………11、功能描述………………………………………………………………………………11、总体设计………………………………………………………………………………12.1矩阵键盘原理………………………………………………………………………12.2系统的总体设计………………………………………………………………………12.3主要软件程序………………………………………………………………………12、硬

2、件电路设计…………………………………………………………………………23.1STM32功能特性概述………………………………………………………………23.2复位电路设计……………………………………………………………………23.3时钟电路设计……………………………………………………………………33.4矩阵键盘电路设计………………………………………………………………33.5LED显示电路……………………………………………………………………4一、总结与体会………………………………………………………………………5附录…………………………………………………………………

3、………6智能按键设计一、设计要求1、使用四个IO控制4*4矩阵键盘。2、使用最简电路，不使用芯片。二、设计原理1、功能描述电子信息行业将是人类社会的高科技行业之一，4*4矩阵键盘设计师当今社会中使用的最广的技术之一。鉴于此，研究人员通过不断的实验与研究开发，最终研发出来采用矩阵键盘设计的N个端口连接N*N个按键，来满足人们的需求，本次设计内容是4*4矩阵式键盘识别技术，不使用芯片，以ARM为控制核心设计一个4*4的键盘和LED数码管的显示电路。2、总体设计2.1矩阵键盘原理在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式。在矩阵式

4、键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样，一个端口（如P1口）就可以构成4*4=16个按键，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显，比如再多加一条线就可以构成20键的键盘，而直接用端口线则只能多出一键（9键）。由此可见，在需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是合理的。矩阵式结构的键盘显然比直接法要复杂一些，识别也要复杂一些，上图中，列线通过电阻接正电源，并将行线所接的单片机的I/O口作为输出端，而列线所接的I/O口则作为输入。这样，当按键没有按下时，所有的输入端都是高电平，代表无键按下。行线输出

5、是低电平，一旦有键按下，则输入线就会被拉低，这样，通过读入输入线的状态就可得知是否有键按下了。并且以LED灯作为显示系统，这样就可以很清楚的看出来控制效果。2.2系统的总体设计整个系统的构成并不使用芯片，只是用ARM的最小系统，LED显示模块，和4*4矩阵键盘组成，系统框图如图1所示：ARM最小系统LED显示模块4*4矩阵键盘图12.3主要软件程序在嵌入式系统开发中除了必要的硬件外，同样离不开软件，Keil软件是目前最流行的开发嵌入式系统的软件。Keil是美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机语言软件开发系统，与汇编相比，语言在功能上、

6、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻。Keil软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。并且在编程方面，国产的一款Tk软件可以使用多种语言编程，并且可以配合keil软件使用，编程时非常方便。2、硬件电路设计3.1STM32功能特性概述STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专

7、门设计的ARMCortex-M3内核。按性能分成两个不同的系列：STM32F103“增强型”系列和STM32F101“基本型”系列。增强型系列时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为36MHz，以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能，是16位产品用户的最佳选择。两个系列都内置32K到128K的闪存，不同的是SRAM的最大容量和外设接口的组合。时钟频率72MHz时，从闪存执行代码，STM32功耗36mA，是32位市场上功耗最低的产品，相当于0.5mA/MHz。图2STM32B2M103XX3.2复位电路设计在该设计中使

8、用了手动复位和上电自动复位组合电路，复位开关通过复位电路产生复位信号的优点是信号