簡(jiǎn)單的4×4行列式鍵盤(pán)控制電路設計

1.概述

鍵盤(pán)是一組按壓式開(kāi)關(guān)的集合，是微機系統不可缺少的輸入設備，用于輸入數據和命令。鍵盤(pán)的每一個(gè)按鍵都被賦予一個(gè)代碼，稱(chēng)為鍵碼。鍵盤(pán)系統的主要工作包括及時(shí)發(fā)現有鍵閉合，求閉合鍵的鍵碼。根據這一過(guò)程的不同，鍵盤(pán)可以分為兩種，即編碼鍵盤(pán)和非編碼鍵盤(pán)。編碼鍵盤(pán)是通過(guò)一個(gè)編碼電路來(lái)識別閉合鍵的鍵碼，非編碼鍵盤(pán)是通過(guò)軟件來(lái)識別鍵碼。由于非編碼鍵盤(pán)的硬件電路簡(jiǎn)單，用戶(hù)可以方便地增減鍵的數量，因此在單片機應用系統中，非編碼鍵盤(pán)得到廣泛的應用，有較好的應用價(jià)值。

2.設計原理

首先應該了解本次設計的基本要求和目的，再通過(guò)查找資料了解80C51單片機的工作原理、結構圖，數碼顯示管的結構和工作原理。根據設計要求可以將單片機P3口接4×4鍵盤(pán)，P0口接數碼顯示管，根據掃描原理進(jìn)行行掃描，用CJNE指令判斷P3口的狀態(tài)。采用軟件延時(shí)去抖動(dòng)，用MOVC A,@A+DPTR取鍵值。

建立鍵值對應的顯示碼，通過(guò)查表指令實(shí)現鍵值的顯示。由此畫(huà)出設計流程圖和利用匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程。最后利用Proteus畫(huà)出電路圖進(jìn)行仿真。其系統原理框圖如圖1所示。

3.單元電路設計

3.1 顯示電路

按顯示方式分，用單片機驅動(dòng)LED數碼管的方法有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)(掃描)顯示兩種。

靜態(tài)顯示就是顯示驅動(dòng)電路具有輸出鎖存功能，單片機將所要顯示的數據送出后需要刷新，直到下一次顯示內容需要更新時(shí)再傳送新的數據，這種方法顯示穩定，占用CPU時(shí)間少。本設計主要是用的動(dòng)態(tài)顯示，它的特點(diǎn)正好與靜態(tài)顯示相反，需要CPU時(shí)刻對顯示器件進(jìn)行數據刷新，顯示數據有閃爍感，占用的CPU時(shí)間多，但動(dòng)態(tài)顯示所需硬件少，電路相對簡(jiǎn)單，能節省線(xiàn)路板空間。采用1位8段共陰極LED,P0口作為L(cháng)ED顯示碼輸出端，因為只采用1位數碼管，因此線(xiàn)選端直接接地。

如圖2所示。

3.2 鍵盤(pán)電路

用AT89S51的并行口P3接4×4行列式鍵盤(pán)，以P3.0-P3.3作輸出線(xiàn)，以P3.4-P3.7作輸入線(xiàn);在數碼管上顯示每個(gè)按鍵的“0-F”

序號。對應的按鍵的序號排列如圖3所示。

3.3 電路仿真

采用Proteus仿真軟件進(jìn)行仿真，在仿真之前先按照預設值好的電路圖進(jìn)行連線(xiàn)，以及布局，最后確定線(xiàn)路已連接好，將匯編程序編譯生成。hex文件，加載到51芯片中，再運行開(kāi)始仿真，電路仿真效果圖如圖4所示。

4.結束語(yǔ)

本設計是以單片機為控制核心的鍵盤(pán)系統，對該系統的結構原理進(jìn)行了相應的描述。通過(guò)對鍵盤(pán)的操作在數碼管上顯示相應的按鍵字符，具有使用方便、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。隨著(zhù)單片機的日益發(fā)展，它必將更多的電子系統設計中得到更多的應用，為電子設計增加更多精彩。