设计分享|单片机4*4矩阵键盘控制LED灯

51单片机矩阵键盘控制LED
本文介绍了一种使用51单片机实现4*4矩阵键盘控制16个LED显示的设计方案。该设计利用了Keil5进行程序编写,并通过Protues8.7进行电路仿真。

目录

具体实现功能

设计介绍

51单片机简介

设计思路

设计内容

仿真图(protues8.7)

程序(Keil5)


具体实现功能

4*4矩阵键盘控制LED显示,第一个按键控制一个LED点亮,第二个按键控制两个LED点亮……第十六个按键控制十六个LED点亮。

设计介绍

51单片机简介

51单片是一种低功耗、高性能CMOS-8位微控制器,具有8K可编程Flash存储器,使得其为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

51系列单片机具有以下标准功能:

8k字节Flash,512字节RAM,

32位I/O口线,看门狗定时器,

内置4KB EEPROM,

MAX810复位电路,

三个16位定时器/计数器,

一个6向量2级中断结构,

全双工串行口。

另外, 51系列在空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机停止工作,直到下一个中断或硬件复位为止。本设计所使用的芯片可兼容以下所有的51系列单片机(包括AT系列和STC系列)。

设计思路

文献研究法:搜集整理相关研究资料,阅读文献,为研究做准备;

调查研究法:通过调查、分析、具体实验等方法,发现相关存在问题和解决办法;

比较分析法:比较不同设计的具体原理,以及同一类传感器性能的区别,分析系统的研究现状与发展前景;

软硬件设计法:通过软硬件设计实现硬件,最后测试各项功能是否满足要求。

设计内容

仿真图(protues8.7)

本设计利用protues8.7软件实现仿真设计,具体如图。

注:免费分享,请按照下图自行绘制仿真!!

程序(Keil5)

本设计利用KEIL5软件实现程序设计。

注:全部代码免费分享,请自行建立工程!!

本设计由C语言编写,全部代码如下:

#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define SCANPORT P1uchar uca_LineScan[4]={0xEF,0xDF,0xBF,0x7F};uchar ucKeyScan(){  uchar Temp=0;            uchar ucRow=0,ucLine=0;        for(ucLine=0;ucLine<4;ucLine++)      {      SCANPORT=uca_LineScan[ucLine];               Temp=SCANPORT & 0x0F;                 if(Temp!=0x0F)             {                           switch(Temp)          {          case 0x0E: ucRow=10;break;               case 0x0D: ucRow=20;break;          case 0x0B: ucRow=30;break;          case 0x07: ucRow=40;break;          default:   ucRow=50;break;          }        break;        }    }  SCANPORT=0x0F;              return ucRow+ucLine+1;       }void vKeyProcess(unsigned char ucKeyCode){      switch(ucKeyCode)    {    case 11:P2=0xff;P3=0x7f;break;                //'7'    case 12:P2=0xff;P3=0x3f;break;                //'8'    case 13:P2=0xff;P3=0x1f;break;    case 14:P2=0xff;P3=0x0f;break;                    case 21:P2=0xff;P3=0x07;break;                //'4'    case 22:P2=0xff;P3=0x03;break;                //'5'    case 23:P2=0xff;P3=0x01;break;    case 24:P2=0xff;P3=0x00;break;                  case 31:P3=0x00;P2=0x7f;break;                //'1'    case 32:P3=0x00;P2=0x3f;break;                //'2'    case 33:P3=0x00;P2=0x1f;break;    case 34:P3=0x00;P2=0x0f;break;    case 41:P3=0x00;P2=0x07;break;          //'3'    case 42:P3=0x00;P2=0x03;break;    case 43:P3=0x00;P2=0x01;break;              //'0'    case 44:P3=0x00;P2=0x00;break;                //'+'    default:break;    }}void main(){  while(1)  {    vKeyProcess(ucKeyScan());  }}

运行结果如图:

虽然给定引用中未直接提及51单片机使用4*4矩阵键盘控制4*4 LED的内容,但可以结合相关知识推测实现方法。 ### 实现方法 - **硬件连接**:将4*4矩阵键盘4*4 LED连接到51单片机的I/O口。矩阵键盘的行线和列线分别连接到单片机的不同I/O引脚,4*4 LED的行和列也分别连接到单片机的I/O引脚。 - **编程思路**: - **键盘扫描**:使用计算法或其他方法对4*4矩阵键盘进行扫描,识别按下的按键。 - **按键处理**:根据识别出的按键,确定要控制LED。 - **LED控制**:将对应的LED的行和列设置为相应的电平,以点亮或熄灭LED。 - **消抖处理**:在按键扫描过程中,需要进行消抖处理,以避免按键抖动引起的误触发。 ### 代码示例 以下是一个简单的示例代码,用于实现51单片机使用4*4矩阵键盘控制4*4 LED: ```c #include <REGX51.H> // 定义矩阵键盘LED的端口 #define KEY_PORT P1 #define LED_PORT P2 // 延时函数 void delay(unsigned int ms) { unsigned int i, j; for (i = ms; i > 0; i--) for (j = 110; j > 0; j--); } // 矩阵键盘扫描函数 unsigned char KeyScan() { unsigned char key_value = 0; // 扫描行 KEY_PORT = 0xF0; if (KEY_PORT != 0xF0) { delay(10); // 消抖 if (KEY_PORT != 0xF0) { // 确定按下的行 switch (KEY_PORT) { case 0xE0: key_value = 1; break; case 0xD0: key_value = 2; break; case 0xB0: key_value = 3; break; case 0x70: key_value = 4; break; } // 扫描列 KEY_PORT = 0x0F; switch (KEY_PORT) { case 0x0E: key_value = key_value; break; case 0x0D: key_value = key_value + 4; break; case 0x0B: key_value = key_value + 8; break; case 0x07: key_value = key_value + 12; break; } while (KEY_PORT != 0x0F); // 等待按键释放 } } return key_value; } // 主函数 void main() { unsigned char key_num; while (1) { key_num = KeyScan(); if (key_num != 0) { // 根据按键控制LED LED_PORT = ~(1 << (key_num - 1)); } } } ```
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