基于AT89C51的4×4矩阵式键盘识别与显示电路设计

"4×4矩阵式键盘识别显示电路的设计" 本文是关于《单片机原理及应用》课程设计的一份报告，重点讲述了如何利用AT89C51单片机设计一个4×4矩阵式键盘识别显示系统。4×4矩阵式键盘是一种常见的输入设备，通过较少的I/O端口控制多个按键，有效节省了硬件资源。 1.1 4*4矩阵式键盘系统概述 4×4矩阵式键盘是由4行4列的按键排列组成的，只需要8个I/O端口就能控制16个按键。每个按键对应一个行线和一个列线的交叉点。通过扫描行线和列线的电平变化，可以识别出被按下的按键。 1.2 设计任务和主要内容 设计的目标是构建一个基于AT89C51单片机的系统，该系统能够检测4×4矩阵键盘上的按键并显示其状态。主要内容包括硬件电路设计（如单片机主机系统、时钟电路、复位电路和矩阵键盘电路）以及相应的软件设计（包括程序流程和具体代码实现）。 2.1 单片机控制系统原理 AT89C51单片机作为系统的核心，它通过特定的扫描方式来检测矩阵键盘的状态。首先，行线被设置为输出低电平，列线则被配置为输入。然后逐行扫描，如果在某一列检测到低电平，说明有按键被按下。通过这种方法，可以确定按下的是哪个按键。 2.2 主机系统电路 - 时钟电路：为单片机提供工作时钟，通常由晶体振荡器和两个电容组成，产生稳定的系统时钟频率。 - 复位电路：确保单片机在启动或异常情况下能回到预设的初始状态，通常包含一个按钮和电阻网络。 - 矩阵式键盘电路：连接单片机的I/O口，通过编程控制行线和列线的电平，实现按键检测。 2.3 译码显示电路 译码显示电路用于将单片机处理后的按键信息转化为LED数码管可显示的信号。这通常通过七段译码器实现，将数字量转换为控制数码管各段亮灭的信号，显示相应的按键信息。 3.1 软件流程图 软件设计包括初始化、按键扫描、按键处理和显示更新等步骤，以循环方式进行，形成一个完整的系统运行周期。 3.2 系统程序设计 采用汇编语言编程，程序主要包括主循环、键盘扫描子程序、按键处理子程序和显示子程序。通过这些子程序的协同工作，实现实时检测和显示按键状态。 4. 结束语 4×4矩阵式键盘识别显示系统具有成本低、精度高、操作简便、可靠性强的特点，广泛应用于各种嵌入式系统中。通过本次设计，不仅可以掌握单片机控制矩阵键盘的基本方法，还能了解如何将单片机与外围电路配合实现复杂功能。 参考文献中应列出所有在设计过程中参考的技术文档、书籍或在线资源，以供进一步研究和验证。