單片機(jī)課程設(shè)計(jì)：4×4矩陣鍵盤與數(shù)碼管顯示

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1、華北水利水電學(xué)院2012---2013第2學(xué)期單片機(jī)課程設(shè)計(jì)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)2012--2013學(xué)年第2學(xué)期4×4矩陣鍵盤與數(shù)碼管顯示專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化班級(jí)：2010066班學(xué)號(hào)：201007910姓名：何建懷指導(dǎo)教師：雷冀南第15頁共15頁華北水利水電學(xué)院2012---2013第2學(xué)期單片機(jī)課程設(shè)計(jì)目錄一、單片機(jī)課程設(shè)計(jì)目的------------------------------------3二、課程設(shè)計(jì)要求----------------------------------------------3三、單片機(jī)課程設(shè)計(jì)任務(wù)-------------------

2、------------------3四、課程設(shè)計(jì)預(yù)備知識(shí)---------------------------------------4五、軟件設(shè)計(jì)程序流程圖-----------------------------------------------9匯編語言源程序-----------------------------------------10六、硬件設(shè)計(jì)電路原理圖--------------------------------------------------11調(diào)試結(jié)果--------------------------------------------

3、---------12七、結(jié)束語--------------------------------------------------------12附錄一：硬件原理圖附錄二：匯編源程序第15頁共15頁華北水利水電學(xué)院2012---2013第2學(xué)期單片機(jī)課程設(shè)計(jì)一、單片機(jī)課程設(shè)計(jì)目的通過本次課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)所學(xué)單片機(jī)理論知識(shí)的運(yùn)用，在設(shè)計(jì)過程中也對(duì)數(shù)字電路、模擬電路等課程的理論知識(shí)進(jìn)行了復(fù)習(xí)。此次課程設(shè)計(jì)可以使我們初步了解單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本流程，即分析需求、設(shè)計(jì)原理圖、選用元器件、布線、編程，最后進(jìn)行調(diào)試。另外在設(shè)計(jì)過程中通過對(duì)keil及PROTEUS等軟件的使用，鞏

4、固了使用C語言進(jìn)行編程的能力，以及對(duì)程序與單片機(jī)硬件系統(tǒng)的整合能力，使程序能夠發(fā)揮其應(yīng)有的控制作用?？傊敬握n程設(shè)計(jì)為我們提供了一次動(dòng)手實(shí)踐能力，使我們對(duì)系統(tǒng)開發(fā)有了大體了解，為將來工作增添了經(jīng)驗(yàn)。二、課程設(shè)計(jì)的要求1、利用proteus軟件設(shè)計(jì)各模塊工作原理圖，并進(jìn)行模擬仿真；2、控制程序設(shè)計(jì)、調(diào)試及實(shí)現(xiàn)：（1）根據(jù)要求，寫出完整的程序流程圖；（2）將設(shè)計(jì)程序輸入、匯編，排除語法錯(cuò)誤，生成*.OBJ文件；（3）利用proteus軟件進(jìn)行電路模擬仿真和調(diào)試3、設(shè)計(jì)硬件電路并燒寫程序，調(diào)試后系統(tǒng)能按照要求工作4、寫出課程設(shè)計(jì)說明書（統(tǒng)一格式）三、單片機(jī)課程設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)給定

5、的任務(wù)要求選擇合適的單片機(jī)和其他電子元器件，進(jìn)行系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)和軟件編程，根據(jù)系統(tǒng)制作并調(diào)試系統(tǒng)電路板，使之實(shí)現(xiàn)任務(wù)要求。有關(guān)參數(shù)選擇要求符合國家標(biāo)準(zhǔn)。具體設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：第15頁共15頁華北水利水電學(xué)院2012---2013第2學(xué)期單片機(jī)課程設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)——模擬和仿真（鍵盤輸入及顯示）和單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)——硬件電路（鍵盤輸入及顯示）。四、課程設(shè)計(jì)預(yù)備知識(shí)（一）鍵盤工作原理鍵盤是由若干按鍵組成的開關(guān)矩陣，是嵌入式控制系統(tǒng)的一種輸入部件。鍵盤分兩種：一種是獨(dú)立式按鍵，另一種是矩陣式按鍵。如圖所示。獨(dú)立式按鍵用的比較少，可以直接與單片機(jī)的P1口某一位進(jìn)行連接，通過

6、判斷這一位的狀態(tài)知道是否有鍵輸入。在應(yīng)用中通常需要數(shù)量較多的按鍵，為了減少I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式，如圖所示。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個(gè)按鍵加以連接。這樣，一個(gè)端口（如P1口）就可以構(gòu)成4*4=16個(gè)按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵（9鍵）。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時(shí)，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。第15頁共15頁華北水利水電學(xué)院2012---2013第2學(xué)期單片機(jī)課程設(shè)計(jì)獨(dú)立式鍵盤和4*4矩陣式鍵盤矩陣式結(jié)構(gòu)的

7、鍵盤顯然比直接法要復(fù)雜一些，識(shí)別也要復(fù)雜一些，上圖中，行線通過電阻接正電源，并將列線所接的單片機(jī)的I/O口作為輸出端，而行線所接的I/O口則作為輸入。這樣，當(dāng)按鍵沒有按下時(shí)，所有的輸出端都是高電平，代表無鍵按下。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會(huì)被拉低，這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。第15頁共15頁華北水利水電學(xué)院2012---2013第2學(xué)期單片機(jī)課程設(shè)計(jì)（二）LED顯示接口及原理LED是發(fā)光二極管的英文縮寫，LED顯示器是由發(fā)光二極管構(gòu)成的，它在單片機(jī)中的應(yīng)用非常普遍。通常所說的LED顯示器由