4x4矩阵键盘计算器

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西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告

目录

1前

言 (1)

1.1设计背景 ............................................................

1 1.2系统设计目的和意

义 .................................................. 1 2 总体方

案 .............................................................. 2 2.1

方案论证 (2)

2.3 最终方案 ............................................................

3 3单元模块设

计 .......................................................... 4 3.1各单

元模块功能介绍及电路设计 ........................................ 4 3.2

系统元器件选择 (7)

4软件设计 ..............................................................

8 4.1系统程序流

程 ....................................................... 8 5系统调

试 ............................................................. 10 5.1 硬件调试 .. (10)

5.2 软件调试 ...........................................................

10 5.3 软硬件调

试 ......................................................... 10 7 总

结 (12)

8 参考文献 .............................................................

13 附

录 ...................................................................

14

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1前言

1.1设计背景

计算器是一种在日常生活中应用广泛的电子产品，无论是在超市商店，还是在办公室，或是家庭都有着它的身影。计算器随着供应量的增多、用户使用方便度日益更新，从又大又重到又小又轻，从复杂的模拟电路到一块几厘米的单片机，计算器实现的功能越来越多样化，从简单的加减乘除运算到乘方、开方运算，指数、对数、三角函数、反三角函数的计算不断的变化着。现今，市面上已经出现了使用太阳能电池的计算器，使用ASIC设计的计算器。如何使计算器变得越来越轻便化、智能化已经成为电子领域研究的重要课题之一。

1.2系统设计目的和意义

本次实验的任务就是要以51系列单片机为核心实现一个4*4矩阵式键盘计算器，满足计算器的基本要求, 可以基本的运算(加减乘除)，数据归零功能。采用AT89C51单片机为核心，主要由矩阵式键盘电路、译码电路、显示电路等组成，软件选用汇编语言编程，通过软件编程可实现简单无符号加减乘除,。单片机将检测到的按键信号转换成数字量，显示于LED显示器上。该系统灵活性强，易于操作，

可靠性高，将会有更广阔的开发前景。设计仿真和调试要用到Protues 、Keil等软件。

通过这次设计,进一步掌握单片机理论知识，知道AT89C51单片机的原理、编程和各种功能的应用,了解简易计算器的工作原理，初步掌握计算器的硬软件设计、编写、调试和仿真，充分提高动手能力和排除故障的能力。同时通过此次设计加深我们对单片机的认识和兴趣，提高我们的动手能力。

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2 总体方案

2.1方案论证

本设计可以采用两种方案，一种是以FPGA为核心处理芯片，配备相应的外设;另外一种是以AT89S52处理器，配备相应的外设。

2.1.1方案一:采用FPGA控制

存储模块键盘模块

显示模块计算模块

图2.1 基于FPGA计算器框图

FPGA是一种高密度的可编程逻辑器件,自从Xilinx公司1985年推出第一片FPGA以来,FPGA的集成密度和性能提高很快,其集成密度最高达500万门/片以上,系统性能可达200MHz。由于FPGA器件集成度高,方便易用,开发和上市周期短,在数字设计和电子生产中得到迅速普及和应用,并一度在高密度的可编程逻辑器件领域中独占鳌头。 2.1.2方案二:采用AT89C51

时钟电路复位电路键盘电路

单片机

AT89C51

LED显示

图2.2 基于AT89C51的计算器原理框图

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单片机是单片微型机的简称，故又称为微控制器MCU(Micro Control Unit)。通常由单块集成电路芯片组成，内部包含有计算机的基本功能部件:中央处理器CPU，存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。

2.2 方案比较选择

两个方案都能实现本次设计的功能要求。但是方案一基于 SRAM编程的FPGA,其编程信息需存放在外部存储器上 ,需外部存储器芯片 ,且使用方法复杂 ,保密性差，而其对于一个简单的计算器而言，实用FPGA有点大材小用，成本太高。而方案二运用单片机,单片机广泛用于智能产品，智能仪表，测控技术，智能接口等，具有操作简单，实

C51，是单片机中典型的代表，应用于各种控制领用方便，价格便宜等优点而其中AT89

域。因此,通过以上两种方案论证和比较，从设计的实用性，方便性和成本出发，选择了以AT89C52单片机作为中央处理单元进行计算器的设计，这样设计能够实现本次设计的基本要求。

2.3 最终方案

经过仔细分析和论证，决定了系统各模块的最终方案如下:

(1)控制模块:采用AT89C51单片机;

(2)液晶显示模块:LCD1602液晶显示器;

方案原理图如图2.2所示,通过AT89C51芯片PO口与键盘相接，键盘中的键就是一个行列开关，该开关位于行列的交点处，通过按下某个键，该交点的行线和列线联通，相应的行列电平发生变化，从而可以确定按下的功能键。读取P0的值就可以确定按键，再由AT89C51芯片读取按键的值通过P1口和P2口显示在

LCD12864上。

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3单元模块设计

3.1各单元模块功能介绍及电路设计

3.1.1主控制模块

该模块以AT89C51为控制核心, AT89C51单片机是在一块芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多功能I/O等一台计算机所需要的基本功能部件。如果按功能划分，它由如下功能部件组成，即微处理器(CPU)、数据存储器(RAM)、程序存储器(ROM/EPROM)、并行I/O 口、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器(SFR)。单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，通过使用单片机编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性～因此我们采用单片机作为计算器的主要功能部件，可以实现简单计算器运算功能。

AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable

Read Only Memory)的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。

AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可

擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图所示:

图3.1 AT89C51外形及引脚图

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3.1.2时钟电路

时钟电路由AT89C51得18、19引脚的时钟端(XTAL1及XTAL 2)以及12MHZ晶振、33pF的电容C1、C2组成，采用片内振荡方式。其时间周期为1/12us，机器周期为1s。单片机的外部晶振电路如图3所示。AT89C51中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成振荡器。振荡器特性: XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为

片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平。

3.2 时钟电路图

3.2.3 复位电路

用上位电路，由100电阻及1uF电容接至AT89C51的RST复位端电阻给电容充电，电容的电压缓慢上升直到vcc，没到vcc时芯片复位脚近似低电平，于是芯片复位，接近vcc时芯片复位脚近高电平，于是芯片停止复位，复位完成。按键后电容器被短路放电、RST直接和VCC相连，就是高电平，此时进入“复位状态”。松手后电源开始对电容器充电，此时，充电电流在电阻上，形成高电平送到RST，仍然是“复位状态”，稍后，充电结束，电流降为0，电阻上的电压也将为0，RST 降为低电平，开始正常工作。

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3.3 复位电路图

3.3.4键盘电路

键盘电路的设计原理:首先行列式键盘中的键实际上就是一个机械开关，该开关位于行线和列线的交点处，通过按键加以连接。当按下某个键时，该交点的行线和列线接通，相应行线或列线上的的电平发生变化，从而可以确定被按下的功能键其次运用线翻转法判断有无键按下: 键盘的高4位用于列控制，低4位用于行控制，并将全部行线Y0,Y3置低电平，然后再检查列线电平的状态。只要其中有一列电平为低，则表示右键按下，并且被按下的键位于低电平和4根行线交叉的某一个按键中。

图3.4 键盘电路图

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3.2系统元器件选择

主要用到的硬件:单片机STC89C52 、液晶显示屏LCD1602 、4*4按键键盘硬件分配:

1、P3口:作为输入口，与键盘连接，实现数据的输入;

2、P0、P2口:作为输出口(P2口为高位，P0口为低位)，控制LCD液晶显示屏显示数据的结果;

3、液晶显示屏LCD1602显示输出。

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4软件设计

在程序设计方法上，模块化程序设计是单片机应用中最常用的程序设计方法。设计的中心思想是把一个复杂应用程序按整体功能划分成若干相对独立的程序模块，各模块可以单独设计、编程和调试，然后组合起来。这种方法便于设计和调试，容易实现多个程序共存，但各个模块之间的连接有一定的难度。

4.1系统程序流程

根据需要我们可以采用自上而下的程序设计方法，此方法先从主程序开始设计，然后再编制各从属程序和子程序，层层细化逐步求精，最终完成一个复杂程序的设计。这种方法比较符合人们的日常思维，缺点是一级的程序错误会对整个程序产生影响。程序流程图如下:

开始

初始化

Y

读取键码是否有键输

入,

数字键清零键功能键 N

根据上次功能键和输入的数据计算状态清零输入数值

结果

本次功能键,

结果送显示缓冲结果送显示缓冲

等待数值输入等待数值输入

结果送显示缓冲

数值送显示缓冲

等待数值输入

LCD显示

图4.1 程序流程图

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如上图所示:初始化后，程序开始进入主程序，1、进行按键判断，如果有键按下，继续往下执行，否则重新扫描;2、如果有键按下，读取按键键码，判断按键是数字键、清零键还是功能键3、如果是数字键则送到缓冲区，如果是清零键则状态清零，如果是功能键则再次进行判断是什么功能键4、判断功能键之后，等待数值输入，再根据上次输入计算结果; 5、把处理的数据，放到LED数码管中动态显示。实现简单的四则运算。

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5系统调试

单片机应用系统的调试包括硬件和软件两部分，但是他们并不能完全分开。一般方法是排除明显的硬件故障，在进行综合调试，排除可能的软(硬)件故障。 5.1 硬件调试

硬件调试分为静态调试和动态调试，对于硬件调试而言，只要认真焊接，硬件一般不会出现什么问题的。静态调试一般采用的工具是万用表，它是用户系统未工作时的一种硬件检测。动态调试是在用户系统工作的情况下发现和排查错误的一种硬件检测。调试步骤为:首先把电路分为若干模块，调试过程中与该模块无关的元件可以不加考虑，这样可把故障限定在一定的范围内，故障清除后，把各个模块合在一起进行联调，即可完成整个硬件调试工作。

5.2 软件调试

软件调试是通过对程序的汇编、连接、执行来发现程序中存在的语法错误与逻辑错误并加以排除纠正的过程。

调试过程:

1、代码录入完成进行调试。

2、在 Keil uVision3中检测查找错误。

3、检测过程中总是有一处错误无法解决。

4、最后把原程序分开逐个调试，检查每段程序的错误，修正每个代码错误。

5、这种分开调试方法的效率还是很不错的，经过几次修改就完成了程序的调试，运行结果没有错误，电路显示也完全正确。

5.3 软硬件调试

软硬件联调是指把调试无误的软件程序烧制进单片机芯片内部，通上电源后，检查硬件工作是否有预期的效果，如果没有则需要检测软件是否在实现功能上有欠缺。若有错误，通过改写软件来调试，直至达到预期效果。

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6结论

基于单片机的设计至今为止已经进入了令人鼓舞的阶段，在进行了两周时间的摸索与设计，我们不仅仅对于单片机软件与硬件的常用设计与功能有所认识，如AT89C51单片机包含中央处理器、程序存储器、数据存储器、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，。键盘控制程序需完成的任务有:检查是否有按键按下,有键按下时,如无硬件去抖动电路时，应用软件延时方法消除按键抖动;当有多个按键按下时,只响应一个按键，不管持续多长时间，仅执行一次按键功能程序。还使我对于一项设计研究的制作过程所需要的详细步骤和具体实现方法有了进一步的掌握。

由于我们的初步尝试，当中的缺点是无可非议地存在着。当我们焊接好后进行实物仿真出现了一系列问题，如显示屏显示不明显，不能正常清零等。经过一系列调试终于能正确运行。通过调试，本次设计能实现的功能有:简单的加减乘除运算，以及计算器的清零，基本上达到本次设计的要求。但是,需要改进的地方还有很多:运算方式不多，显示不够具体等。虽然遇到的困难很多但是我们学到了很多经验，希望在下次课程设计过程中能吸取这次设计经验有更大的进步。

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7 总结

课程设计是培养学生综合运用所学知识，发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。因此作为自动化专业的学生来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。我的题目是简易计算器硬软件的设计，对于我们这些工科学生来说，这是一次考验。怎么才能找到课堂所学与实际应用的最佳结合点,怎样让自己的业余更接近专业,怎样让自己的计划更具有序性，而不会忙无一用,这都是我们所要考虑和努力的。这次课程设计我学到很多很多的东西，学会了怎么样去制定计划，怎么样去实现这个计划，并掌握了在执行过程中怎么样去克服心理上的不良情绪。不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识，掌握了一种系统的研究方法，可以进行一些简单的编程。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，对单片机汇编语言掌握得不够好。这次课程设计通过自己的努力，同学的帮助，网络资料的收集，最终顺利完成了。

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8 参考文献

[1]范立南,谢子殿等.单片机原理及应用教程[M].北京大学出版社

[2]马忠梅，籍顺心，张凯等.单片机的C语言应用程序设计[M].北京航空航天大学出版社，2006.

[3]张毅刚，彭喜元,董继成.《单片机原理及应用》高等教育出版社，2003.

[4]谭浩强《C语言程序设计(第二版)》

[5]肖洪兵.跟我学用单片机.北京:北京航空航天大学出版社，2002 [6]何立民.单片机高级教程(第1版).北京:北京航空航天大学出版社，2001 [7]杨居义.单片机课程设计指导.北京:清华大学出版社，2009

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附录

附录1:相关设计图

设计总原理图

减法运算除法运算

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西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告附录2:

元器件清单表

元件名称容量个数

电容 2 33pF

显示屏 2

AT89C51 1

按键 17

电阻1 100Ω

晶振 1MHZ 1 附录3:相关设计软件

软件编程编译用keil软件,原理图绘制软件仿真用Proteus软件附录4:相关源代码

#include

#include

#define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar

temp3[8],temp4[8];

uchar zero[8]={0,0,0,0,0,0,0,0}; uchar code table[]={

0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,

0x99,0x92,0x82,0xf8,

0x80,0x90,0x88,0x83,

0xc6,0xa1,0x86,0x8e};

uchar num,temp,num1,cnt,sub,add,mul,div,ent,shift,cal;

void delay(uint z)

{ uint x,y;

for(x=z;x>0;x--)

for(y=110;y>0;y--);

}

uchar keyscan() //键盘扫描程序

{ P1=0xfe;

temp=P1;

temp=temp&0xf0;

while(temp!=0xf0)

{delay(5);

temp=P1;

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temp=temp&0xf0;

while(temp!=0xf0)

{ temp=P1;

switch(temp) //将键盘第一行分别定义为7,8,9和'/'号case 0xee:num=7; {

break;

case 0xde:num=8;

break;

case 0xbe:num=9;

break;

case 0x7e:num=10;div=1,cal='/';

break;

}

while(temp!=0xf0)

{ temp=P1;

temp=temp&0xf0;

}

}

}

P1=0xfd;

temp=P1;

temp=temp&0xf0;

while(temp!=0xf0)

{ delay(5);

temp=P1;

temp=temp&0xf0;

while(temp!=0xf0)

{ temp=P1;

switch(temp) //将键盘第二行分别定义为4,5,6和'*'号{ case 0xed:num=4;

break;

case 0xdd:num=5;

break;

case 0xbd:num=6;

break;

case 0x7d:num=11;mul=1,cal='*';

break;

}

while(temp!=0xf0)

{ temp=P1;

temp=temp&0xf0;

}

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}

}

P1=0xfb;

temp=P1;

temp=temp&0xf0;

while(temp!=0xf0)

{ delay(5);

temp=P1;

temp=temp&0xf0;

while(temp!=0xf0)

{ temp=P1;

switch(temp) //将键盘第三行分别定义为1,2,3和'-'号{ case 0xeb:num=1;

break;

case 0xdb:num=2;

break;

case 0xbb:num=3;

break;

case 0x7b:num=12;sub=1,cal='-';

break;

}

while(temp!=0xf0)

{ temp=P1;

temp=temp&0xf0;

}

}

}

P1=0xf7;

temp=P1;

temp=temp&0xf0;

while(temp!=0xf0)

{ delay(5);

temp=P1;

temp=temp&0xf0;

while(temp!=0xf0)

{ temp=P1;

switch(temp) //将键盘第四行分别定为13,0,14和'/'号{ case 0xe7:num=13; shift=1;

break;

case 0xd7:num=0;

电脑计算器里面的“科学型”的里面所有的按键的功能

下表描述了计算器的功能： 按钮功能 % 按百分比的形式显示乘积结果。输入一个数，单击“*”，输入第二个数，然后单击“%”。例如， 50 * 25% 将显示为12.5。也可执行带百分数的运算。输入一个数，单击运算符（“+”、“-”、“*” 或“/”），输入第二个数，单击“%”，然后单击“=”。例如，50 + 25%（指的是50 的25%） = 62.5。 ( 开始括号的新层。当前的层数显示在“)”按钮上方的框中。括号的最多层数为25。 ) 结束括号的当前层。 * 乘法。 + 加法。 +/- 改变显示数字的符号。 - 减法。 . 插入小数点。 / 除法。 0–9 将此数字置于计算器的显示区。 1/x 计算显示数字的倒数。 = 对上两个数字执行任意运算。若要重复上一次的运算，请再次单击“=”。 A–F 在数值中输入选中字母。只有在十六进制模式为开启状态时该按钮才可用。 And 计算按位AND。逻辑运算符在执行任何按位运算时将截断数字的小数部分。 Ave 计算“统计框”对话框中显示数值的平均值。若要计算平均方值，请使用“Inv”+“Ave”。只有先 单击“Sta”，该按钮才可用。 Backspace 删除当前显示数字的最后一位。 站将显示数字转换为二进制数字系统。最大的无符号二进制数值是将64 位全都设置为1。 C 清除当前的计算。 CE 清除显示数字。 cos 计算显示数字的余弦。若要计算反余弦，请使用“Inv”+“cos”。若要计算双曲余弦，请使用“Hyp”+“cos”。若要计算反双曲余弦，请使用“Inv”+“Hyp”+“cos”。cos 只能用于十进制数字 系统。 Dat 在“统计框”对话框内输入显示的数字。只有先单击“Sta”，该按钮才可用。 十进制将显示数字转换为十进制数字系统。 度数在十进制模式下将三角函数输入设置为度数。 dms 将显示数字转换为度-分-秒格式（假设显示数字是用度数表示的）。若要将显示数字转换为用度数表示的格式（假设显示数字是用度-分-秒格式表示的），请使用“Inv”+“dms”。dms 只能用 于十进制数字系统。 Exp 允许输入用科学计数法表示的数字。指数限制为四位数。指数中只能使用十进制数（键0-9）。 Exp 只能用于十进制数字系统。 F-E 打开或关闭科学计数法。大于10^32 的数总是以指数形式表示。F-E 只能用于十进制数字系统。 梯度在十进制模式中，将三角函数输入设置为梯度。 十六进制将显示数字转换为十六进制数字系统。最大的无符号十六进制数值是将64 位全都设置为1。 Hyp 设置“sin”、“cos”和“tan”的双曲函数。完成一次计算后自动关闭双曲函数功能。 Int 显示十进制数值的整数部分。若要显示十进制数值的小数部分，请使用“Inv”+“Int”。 Inv 设置“sin”、“cos”、“tan”、“PI”、“x^y”、“x^2”、“x^3”、“ln”、“log”、“Ave”、“Sum” 和“s”的反函数。完成一次计算后自动关闭反函数功能。

计算器有关按键说明大全

计算器有关按键说明大全 一、基本按键 ON 开机 OFF 关机 AC 总清，清除所有存储和显示数值（又：CA， All Clear C 清除所有显示和当前运算、归零（又：CLR、Esc，英文名Clear 注：以上又有组成组合键的情况为ON/OFF、ON/AC、ON/C CE 清除输入，清除当前输入数据中最后一个不正确的输入数据并显示“0”，可重新更正输入（英文名Clear Error或Clear Entry ?清除光标前一字符（又：←、Backspace、BS、DEL(delete) INS 改写模式，从当前位置插入（英文名insert REPLAY 指令状态移动方向，上下查记录，左右移动当前表达式中光标（一般此键上有成十字排列的方向标识：▲▼?? SHIFT 转换，上档选择（又： 2ndF、2nd、2nd（第二功能选择，Second Function）、ALT，按键设定为与其同色的功能 ALPHA 阿尔法，字母，按键设定为与其同色的功能 MODE 方式、模式，用于模式切换（不同的计算器有所不同，常用的见下表：

对于数值计数法有： Norm（normal）标准计数法 Fix（fixed）固定小数点 Eng（engineering）工程计数法 Sci（scientific）科学计数法 Inv 反、倒置，用于使用其它有关按键的相反功能，多用于电子计算器。如ln键变为e x键，sin键变为sin-1键，lsh键变为rsh键等EXP 以科学记数法输入数字，即表示以10为底的方幂（又：EE，英文名Exponent 说明：科学记数法：将一个数字表示成a×10的n次幂的形式，其中1≤|a|＜10，n表示整数，这种记数方法叫科学记数法。如：5EXP2即5×102，就是500 F-E 科学记数法开关，显示方式转换 作用：十进制浮点（Floating Point）与科学记数法（Exponent）显示转换 S?D 数值在标准形式（Standard）和小数形式（Decimal fraction）之间转换 作用：分数与小数显示转换 Ran# 随机数（又：RAND、RND、Rnd#，英文名Random , : 分隔符，用于输入方程式之间、坐标数据之间分隔用 ∠角，用于标识极坐标数据的角度数据或复数的虚数 二、基础运算 0、00、1、2、3、4、5、6、7、8、9 数字

4X4扫描式矩阵键盘课程设计

4X4扫描式矩阵键盘课程设计 课程设计名称: 4_4扫描式矩阵键盘设计 姓名：DUKE 班级：电子1008班 学号：10086 成绩： 日期：2014年1月6日

摘要 随着21世纪的到来，电子信息行业将是人类社会的高科技行业之一，式设施现代化的基础，也是人类通往科技巅峰的直通路。电子行业的发展从长远来看很重要，但最主要的还是科技问题。 矩阵式键盘提高效率进行按键操作管理有效方法，它可以提高系统准确性，有利于资源的节约，降低对操作者本身素质的要求。是它能准时、实时、高效地显示按键信息，以提高工作效率和资源利用率。 矩阵式键盘乃是当今使用最为广泛的键盘模式，该系统以N个端口连接控制N*N个按键，显示在LED数码管上。单片机控制依据这是键盘显示系统，该系统可以对不同的按键进行实时显示，其核心是单片机和键盘矩阵电路部分，主要对按键与显示电路的关系、矩阵式技术及设备系统的硬件、软件等各个部分进行实现。 4*4矩阵式键盘采用AT89C51单片机为核心，主要由矩阵式键盘电路、译码电路、显示电路等组成，软件选用C语言编程。单片机将检测到的按键信号转换成数字量，显示于LED显示器上。该系统灵活性强，易于操作，可靠性高，将会有更广阔的开发前景。

目录 第一章：系统功能要求-------------------------------------------------------- 1.1 4*4 矩阵式键盘系统概述------------------------------------------------ 1.2 本设计任务和主要内容--------------------------------------------------- 第二章：方案论证--------------------------------------------------------------- 第三章：系统硬件电路的设计------------------------------------------------ 3.1 单片机控制系统原理----------------------------------------------------- 3.2 原理图绘制说明---------------------------------------------------------- 3.3 画出流程图---------------------------------------------------------------- 3.4 原理图绘制--------------------------------------------------------------- 第四章：系统程序的设计------------------------------------------------------ 4.1 程序的编写步骤----------------------------------------------------------- 4.2 编写的源程序-------------------------------------------------------------- 第五章：调试及性能分析------------------------------------------------------ 第六章：心得体会--------------------------------------------------------------- 参考文献----------------------------------------------------------------------------

STM32_4x4矩阵键盘

/*--------------------------------------------------------------------------------------* 矩阵键盘驱动 * 文件: keyboard.c * 编写人：LiuHui * 描述：扫描4x4 矩阵键盘输入，并返回键值 * 适用范围：驱动采用ST3.5 库编写，适用于STM32F10x 系列单片机 * 所用引脚：PA0-PA7 * 编写时间：2013 年11 月22 日 * 版本：1.0 --------------------------------------------------------------------------------------*/ #include "stm32f10x.h" #include "keyboard.h" #include "dealy.h" /*--------------------------------矩阵键盘初始化----------------------------------------* 功能：初始化stm32 单片机GPIO //PA0-PA7 * 参数传递： * 输入：无 * 返回值：无 --------------------------------------------------------------------------------------*/ void KeyBoard_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3); GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7); } /*------------------------------矩阵键盘扫描--------------------------------------------* 功能：扫描矩阵键盘，并返回键值 * 参数： * 输入：无 * 返回：有键按下返回该键值 * 无键按下时则返回0 --------------------------------------------------------------------------------------*/ u8 Read_KeyV alue(void) { u8 KeyV alue=0; if((GPIO_ReadInputData(GPIOA)&0xff)!=0x0f) {

课程设计-制作单片机的4X4矩阵键盘

课程设计-制作单片机的4X4矩阵键盘

目录 摘要.............................................. 错误!未定义书签。第一章硬件部分 (5) 第一节AT89C51 (5) 第二节4*4矩阵式键盘 (8) 第三节LED数码管 (11) 第四节硬件电路连接 (13) 第二章软件部分 (15) 第一节所用软件简介 (15) 第二节程序流程图 (18) 第三节程序 (20) 第三章仿真结果 (23) 心得体会 (26) 参考文献 (27)

第一章硬件部分 第一节AT89C51 AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。引脚如图所示 AT89C5 图1 AT89C51管脚 图 AT89C51其具有以下特性： 与MCS-51 兼容 4K字节可编程FLASH存储器 寿命：1000写/擦循环 数据保留时间：10年

全静态工作：0Hz-24MHz 三级程序存储器锁定 128×8位内部RAM 32可编程I/O线 两个16位定时器/计数器 5个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路 特性概述: AT89C51 提供以下标准功能：4k 字节Flash 闪速存储器，128字节内部RAM，32 个I/O 接口，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。 管脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。

06 12864LCD显示计算器键盘按键实验

目录 1 课程设计概述和要求 (1) 1.1 课程设计要求与任务 (2) 1.2 课程设计思路 (2) 1.3 课程设计需要配置的环境 (3) 2 系统设计 (3) 2.1 设计框图 (3) 2.2 元件解析 (3) 2.2.1 LCD12864芯片……………………………………………………………４ 2.2.2 AT89C51芯片 (5) 2.2.3 其他部件 (6) 2.2.4 电路分析 (7) 3 软件设计 (12) 3.1 程序流程图 (12) 3.2 程序代码 (12) 4 系统的仿真与调试 (13) 4.1 硬件调试 (13) 4.2 软件调试 (14) 4.3 软硬件调试 (14) 5 总结 (14) 附录1：程序代码 附录2：12864LCD显示计算器键盘按键实验Proteus仿真图

1 课程设计概述和要求 1.1 课程设计任务与要求 设计任务：利用AT89C51单片机结合12864LCD显示器设计计算器键盘按键。 设计要求1：本设计实现一个12864LCD显示12864LCD显示器设计计算器键盘按键 2.利用AT89C51控制整个电路来实现. 显示12864LCD显示器 设计计算器键盘按键，系统主要包括硬件和软件两部分。重点就 是各部分硬件的连接设计以及程序的编写。本章讲述的就是系统 硬件的设计，其中包括各模块的器件选择和电路设计。将计算器 按键上的信息传送至AT89C51主芯片之中，利用P2端口使之显 示于12864LCD液晶显示屏上。 1.2 课程设计目的思路 1、先把与题目有关的芯片资料找到，熟悉一下芯片资料 2、把此程序的电路图看懂，了解一下它的实现原理，以及实现的功能。 3、分析一下此程序的各部分的功能，各零件的工作原理。 4、对程序进行调试，分析调试结果，观察并得出结论。 1.3 课程设计需要配置的环境 1、一台主机，一台显示器 2、Keil uVision3/Keil uVision4 应用程序软件 3、ISIS 7 Professional 仿真软件 4、老师交给的仿真电路图，及案例 5、纸张，以及一些参考资料 2 系统设计 2.1．设计框图 框图设计是为了能够从整体上把握系统的各个大的模块以及各个模块之间的联系。同时罗列出需要主要使用到的各个器件，以方面系统开发中器件的选取。通过框图设计，让设计者从整体上把握系统的开发。 12864LCD显示计算器键盘按键实验设计框图如下所示

单片机课程设计4X4矩阵键盘显示要点

长沙学院 《单片机原理及应用》 课程设计说明书 题目液晶显示4*4矩阵键盘按键号 程序设计 系(部) 电子与通信工程系 专业(班级) 电气1班 姓名龙程 学号2011024109 指导教师刘辉、谢明华、王新辉、马凌 云 起止日期2014.5.19—2014.5.30

长沙学院课程设计鉴定表

《单片机技术及应用》课程设计任务书系(部)：电子与电气工程系专业：11级电子一班指导教师：谢明华、刘辉

目录 前言 (5) 一、课程设计目的 (6) 二、设计内容及原理 (6) 2.1 单片机控制系统原理 (6) 2.2阵键盘识别显示系统概述 (6) 2.3键盘电路 (7) 2.4 12864显示器 (8) 2.5整体电路图 (9) 2.6仿真结果 (9) 三、实验心得与体会 (10) 四、实验程序 (10) 参考文献 (18)

前言 单片机，全称单片微型计算机（英语：Single-Chip Microcomputer），又称微控制器 应（不用外接硬件）和节约成本。它的最大优点是体积小，可放在仪表内部，但存储量小，输入输出接口简单，功能较低。由于其发展非常迅速，旧的单片机的定义已不能满足，所以在很多应用场合被称为范围更广的微控制器；从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的32位300M的高速单片机。现代人类生活中所用的几乎每件有电子器件的产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电子产品中都含有单片机。汽车上一般配备40多片单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百片单片机在同时工作!单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算机的总和，甚至比人类的数量还要多。 是以电流刺激液晶分子产生点、线、面配合背部灯管构成画面。由一定数量的彩色或黑白像素组成，放置于光源或者反射面前方。液晶显示器功耗低，因此倍受工程师青睐，适用于使用电池的电子设备。英国科学家在上世纪制造了第一块液晶显示器即LCD。而第一台可操作的LCD基于动态散射模式(Dynamic Scattering Mode,DSM)，是RCA公司乔治·海尔曼带领的小组开发的。 LED点阵屏通过LED(发光二极管）组成，以灯珠亮灭来显示文字、图片、动画、视频等，是各部分组件都模块化的显示器件，通常由显示模块、控制系统及电源系统组成。LED点阵显示屏制作简单，安装方便，被广泛应用于各种公共场合，如汽车报站器、广告屏以及公告牌等。 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， 键盘是合理的。

计算器按键的使用说明

计算器按键的使用说明 . 1、电源开关键： ON、 OFF 2、输入键： 0— 9、. +/ —：正负转换键 3、运算功能键： + - * / ( 注意 : 加、减、乘、除键在计算时都可能代替等号键 ) √：开平方键，用来进行开平方运算。先输入数字，再按下此键，不必按等号键即可得 出结果。 4、等号键：＝ 5、清除键： ①C：清除键。在数字输入期间 , 第一次按下此键将清除除存储器内容外的所 有数值 . 如果是太阳能计算器，在计算器关闭状态下，按此键则开启电源，显示 屏显示出“ 0”。 ②AC或 CA键：全部清除键，也叫总清除键，作用是将显示屏所显示的数 字全部清除。 ③→：右移键。其功能是荧屏值向右位移，删除最右边的尾数。 ④CE：部分清除键，也叫更正键。其功能是清除当前输入的数字，而不是清除 以前输入的数。如刚输入的数字有误，立即按此键可清除，待输入正确的数字后，原运算继续进行。如 5+13，这时发现“ 13”输入错了，则按“ CE”键就可以清除 刚才的“ 13”，但还保留“ 5”这个数。值得注意的是，在输入数字后，按“ +”、“- ”、“/ ”、“* ”键的，再按“ CE”键，数字不能清除。 ⑤MC：累计清除键，也叫记忆式清除键。其功能是清除储存数据，清除存储 器内容，只清除存储器中的数字，内存数据清除，而不是清除显示器上的数字。 6、累计显示键： （1）M+：记忆加法键，也叫累加键。是计算结果并加上已经储存的数；用 作记忆功能，它可以连续追加，把目前显示的值放在存储器中（也就是将显示的 数字与内存中已有的任何数字相加，结果存入存储器，但不显示这些数字的和）。 如先输入“ 5×1.6 ”→按“ M+”键（把“ 5×1.6 ”的结果计算出来并储存起来）→然后输入“10×0.8 ”→按“M+”键（把“10×0.8 ”的结果计算出来并和前面储存的数相加）→接着输入“15×0.4 ”→按“M+”键（把“15×0.4 ”的结果计算出来并和前面储存的数相加）→最后按“MR”键（把储存的数全部取出来）→则出结果“ 22” （2）M-：记忆减法键，也叫累减键。是计算结果并用已储存的数字减去目前 的结果；从存储器内容中减去当前显示值（也就是将显示的数字与内存中已有 的任何数字相减，结果存入存储器，但不显示这些数字的差）. 计算“ 50- （23+4）”时→先输入“ 50”→按“ M+”（把“ 50”储存起来）→再输入“ 23+4”→按“ M-”键（计算结果是“ 27”）→再按“ MR”（用储存的“ 50”减去目前的结果“ 27”）→则出结果“ 23” 7、存储读出键： MR MRC GT ①MR：存储读出键。表示用存储器中数值取代显示值。按下此键后，可使存储在“ M+”或“ M－”中的数字显示出来或同时参加运算，数字仍保存在存储器中，在未按“ MC”键以前有效。 MR调用存储器内容，读取储存的数据。如有三组数字不连续在一起相加的时候，则用这个“ MR”键。举例：如输入“ 3+2”时，按“ M+”键，再输入“ 6+7”时，按“ M+”键，再输入“8+9”时按“ M+”键，然后再按“MR”，则三组数字的总和“ 35”就出来了。 ②MRC：MR和 MC功能的组合，即存储读出和清除键。按一次为 MR功能， 即显示存储数，按第二次为 MC功能，即清除存储数。

数码管显示4×4矩阵键盘的键盘号程序解释好了大作业.doc

《单片机原理及应用课程设计》报告 ——数码管显示4×4矩 阵键盘的键盘号 专业：电子信息科学与技术 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 2012年5月15日

1、课程设计目的 1.1巩固和加深对单片机原理和接口技术知识的理解； 1.2培养根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料的能力； 1.3学会方案论证的比较方法，拓宽知识，初步掌握工程设计的基本方法； 1.4掌握常用仪器、仪表的正确使用方法，学会软、硬件的设计和调试方法； 1.5能按课程设计的要求编写课程设计报告，能正确反映设计和实验成果，能用计算机绘制电路图和流程图。 2、课程设计要求 单片机的P1口的P1.0～P1.7连接4×4矩阵键盘，P0口控制一只数码管，当4×4矩阵键盘中的某一按键按下时，数码管上显示对应的键号。例如，1号键按下时，数码管显示“1”， 14号键按下时，数码管显示“E”等等。 3、硬件设计 3.1 设计思想 分析本任务的要求，在课程设计的基础上，添加要求，使设计能够完成当4×4矩阵键盘中的某一按键按下时，数码管上显示对应的键号。 3.2主要元器件介绍： AT89C51单片机 LED数码管 4X4矩阵键盘 3.3 功能电路介绍 AT89C51单片机：控制器。程序中将单片机的引脚置高电平低电平，单片机通过读取IO引脚的电平，在根据读取的数据去查找数组中相应的按键值，然后在送到数码管也就是P0口去显示.(51单片机通过IO口来读取键盘的电平，再通过程序来查找对应的数值，在送到数码管去显示) LED数码管 :输出设备 4X4矩阵键盘：输入设备

4、软件设计 4.1 设计思想 通过对矩阵键盘的逐行扫描，来获得所按下键的键盘号，最终通过数码管显示出来。 4.2软件流程图

扫描式矩阵键盘课程设计

扫描式矩阵键盘课程设 计 Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】

4X4扫描式矩阵键盘课程设计课程设计名称: 4_4扫描式矩阵键盘设计 姓名： DUKE 班级：电子1008班 学号： 10086 成绩： 日期： 2014年1月6日 摘要 随着21世纪的到来，电子信息行业将是人类社会的高科技行业之一，式设施现代化的基础，也是人类通往科技巅峰的直通路。电子行业的发展从长远来看很重要，但最主要的还是科技问题。 矩阵式键盘提高效率进行按键操作管理有效方法，它可以提高系统准确性，有利于资源的节约，降低对操作者本身素质的要求。是它能准时、实时、高效地显示按键信息，以提高工作效率和资源利用率。 矩阵式键盘乃是当今使用最为广泛的键盘模式，该系统以N个端口连接控制N*N个按键，显示在LED数码管上。单片机控制依据这是键盘显示系统，该系统可以对不同的按键进行实时显示，其核心是单片机和键盘矩阵电路部分，主要对按键与显示电路的关系、矩阵式技术及设备系统的硬件、软件等各个部分进行实现。 4*4矩阵式键盘采用AT89C51单片机为核心，主要由矩阵式键盘电路、译码电路、显示电路等组成，软件选用C语言编程。单片机将检测到的按键信号

转换成数字量，显示于LED显示器上。该系统灵活性强，易于操作，可靠性高，将会有更广阔的开发前景。 目录 第一章：系统功能要求-------------------------------------------------------- 1.1 4*4 矩阵式键盘系统概述------------------------------------------------ 1.2 本设计任务和主要内容--------------------------------------------------- 第二章：方案论证--------------------------------------------------------------- 第三章：系统硬件电路的设计------------------------------------------------ 3.1 单片机控制系统原理----------------------------------------------------- 3.2 原理图绘制说明---------------------------------------------------------- 3.3 画出流程图---------------------------------------------------------------- 3.4 原理图绘制---------------------------------------------------------------

4X4矩阵键盘

题目名称:4×4矩阵式键盘 队员：伍星刘晓峰陈仁凤 摘要： 本系统采用AT89S52为控制核心。采用4X4键盘，通过8位数码管显示动态扫描0—F 16个数字。 关键词： AT89S52键盘数码管显示 Abstract: This system USES AT89S52 devices as control https://www.sodocs.net/doc/e813076746.html,ing 4X4 keyboard, through eight digital tube display dynamic scan 0-16 F. Keyword: AT89S52 Keyboard LED Display

目录 1 方案论证与比较 (3) 1.1采样方法方案论证 (3) 1.2处理器的选择方案论证................................................. 错误！未定义书签。 1.3周期性判别与测量方法方案论证................................. 错误！未定义书签。 2 系统设计 (3) 2.1总体设计 (3) 2.2单元电路设计 (5) 2.2.1 前级阻抗匹配和放大电路设计 (5) 2.2.2 AD转换及控制模块电路设计 (6) 2.2.3 功率谱测量单元电路设计 (6) 3 软件设计 (7) 4系统测试 (8) 5 结论 (9) 参考文献： (9) 附录： (9) 附1：元器件明细表： (9) 附2：仪器设备清单 (9) 附3：电路图图纸 (10) 附4：程序清单 (11)

1.方案论证与比较 1.1采样方法比较与选择 方案一：采用FPGA作为系统主控器。FPGA可实现各种复杂逻辑功能，规模大，集成度高，体积小，稳定性好，IO资源丰富、易于进行功能扩展，处理速度快，但适用于大规模实时性要求较高的系统，价格高，编程实现难度大。用液晶显示器进行键盘扫描，价格偏高，程序复杂，故不选择此方案 方案二: 采用Atmel公司的AT89S52单片机作为主控制器。AT89S52是一个低功耗、高性能8位单片机，片内含8 KB Flash片内程序存储器，256 Bytes RAM，32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级，2层中断嵌套中断等。价格便宜，使用方便，编程实现难度低，适合用来实现本系统的控制功能。 P0.0-P0.7端口作为数码管段选，P2.0-P2.7端口作为数码管位选，P3.0-P3.7作为键盘输入端口。8位LED数码管进行动态显示。 综上分析，本设计选择方案二。 2 系统设计 2.1 总体设计 16个键盘通过AT89S52进行动态扫描，在8位数码管可以动态显示0-F 16个数字。手动复位键可以达到清零的效果。

4X4矩阵式键盘输入程序

4*4键盘程序readkeyboard: begin: acall key_on jnz delay ajmp readkeyboard delay:acall delay10ms acall key_on jnz key_num ajmp begin key_num:acall key_p anl a,#0FFh jz begin acall key_ccode push a key_off:acall key_on jnz key_off pop a ret key_on: mov a,#00h orl a,#0fh mov p1,a mov a,p1 orl a,#0f0h cpl a ret key_p: mov r7,#0efh l_loop:mov a,r7 mov p1,a mov a,p1 orl a,#0f0h mov r6,a cpl a jz next ajmp key_c next: mov a,r7 jnb acc.7,error rl a mov r7,a ajmp l_loop error:mov a,#00h ret key_c:mov r2,#00h mov r3,#00h mov a,r6

mov r5,#04h again1:jnb acc.0,out1 rr a inc r2 djnz r5, again1 out1: inc r2 mov a,r7 mov r5,#04h again2:jnb acc.4,out2 rr a inc r3 djnz r5,again2 out2: inc r3 mov a, r2 swap a add a,r3 ret key_ccode:push a swap a anl a,#0fh dec a rl a ;行号乘4 rl a mov r7,a pop a anl a,#0fh dec a add a,r7 ret delay10ms: anl tmod,#0f0h orl tmod,#01h mov th0,#0d8h mov tl0,#0f0h setb tr0 wait:jbc tf0,over ajmp wait clr tr0 over:ret 单片机键盘设计 （二）从电路或软件的角度应解决的问题 软件消抖：如果按键较多，硬件消抖将无法胜任，常采用软件消抖。通常采用软件延时的方法：在第一次检测到有键按下时，执行一段延时10ms的子程序后，再确认电平是否仍保持闭合状态电平，如果保持闭合状态电平，则确认真正有键按下，进行相应处理工作，消除了抖动的影响。（这种消除抖动影响的软件措施是切实可行的。）

4乘4矩阵键盘总结

9

39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 // | // | // P X.0 ----------|------|-----|-----| // //************************************************************ // 扫描方法二： 06.8.15 添加 4X4矩阵键盘线翻转识别法函数 // 硬件连接 : // | | | | // / | / | / | / | // P X.7 -------/--|---/--|--/--|--/--| 每个按键对应的识别码是：0x77,0x7b,0x7d,0x7e // | | | | // / | / | / | / | // P X.6 -------/--|---/--|--/--|--/--| 0xb7,0xbb,0xbd,0xbe // | | | | // / | / | / | / | // P X.5 -------/--|---/--|--/--|--/--| 0xd7,0xdb,0xdd,0xde // | | | | // / | / | / | / | // P X.4 -------/--|---/--|--/--|--/--| 0xe7,0xeb,0xed,0xee // | | | | // | | | | // P X.3 ----------| | | | // | | | // | | | // P X.2 ----------|------| | | // | | // | | // P X.1 ----------|------|-----| | // | // | // P X.0 ----------|------|-----|-----| // //***************************************************************** // 扫描方法三： 06.8.16 添加 4X4矩阵键盘行扫描识别法函数（只返回4个识别码） // 硬件连接 : // | | | |

矩阵键盘简易计算器要点

《微处理器系统与接口技术》课程实践报告 计算器 班级： 学号： 学生姓名： 指导老师： 日期： 2014.7.5 ******电子与信息工程学院

目录 1、设计题目:计算器 (3) 2、设计目的 (3) 3、计算器总体设计框图 (3) 4、计算器详细设计过程 (4) 4.1输入模块 (4) 4.2键盘输入电路 (5) 4.3主程序模块 (6) 5、分析与调试 (6) 7、运行结果 (8) 8、结束语 (8) 8、参考文献 (8) 9、源程序附录 (9) 9.1主程序 (9) 9.2延时函数delay (12) 9.3显示函数display (12) 9.4键盘扫描函数 (14) 9.5预定义函数 (15)

1、设计题目:计算器 2、设计目的 此次课程实践题目是基于单片机简单计数器的设计，本此设计使用的是Intel公司MCS-51系列的8051AH单片机。设计的计算器可以实现2位小数的加、减、乘、除运算以及整数的乘方运算，其中用4*4矩阵键盘来输入待参与运算的数据和运算符；八位数码管动态显示输入待参与运算的数据以及运算后产生的结果，每个硬件模块的调用过程中涉及到了函数入口及出口参数说明，函数调用关系描述等。 3、计算器总体设计框图 计算器以MCS-51系列的8051AH单片机作为整个系统的控制核心，应用其强大的I/O功能和计算速度，构成整个计算器。通过矩阵键盘输入运算数据和符号，送入单片机进行数据处理。经单片机运算后控制LED数码管的输出。整体框图如图1所示： 图3 整体框图 本系统硬件主要由矩阵键盘、独立键盘I/O输入输出、数码管显示等主要部分组成。各模块的主要功能如下： (1)矩阵键盘将十六进制编码的数字送到单片机。 (2) 单片机扫描键盘信号并接收，对输入的键盘信号进行处理 (3) LED以动态扫描的方式移位显示每次输入的数据和最后的运算结果。实践设计的具体流程图如下图2所示：

4X4扫描式矩阵键盘课程设计讲解

4x4矩阵键盘识别设计班级：1221201 专业：测控技术与仪器 姓名：涂勇 学号：2012 2012 0110 指导老师：钟念兵 东华理工大学 2016年1月1日

摘要 随着21世纪的到来，电子信息行业将是人类社会的高科技行业之一，电子式设施现代化的基础，也是人类通往科技巅峰的直通路。电子行业的发展从长远来看很重要，但最主要的还是科技问题。 矩阵式键盘提高效率进行按键操作管理有效方法，它可以提高系统准确性，有利于资源的节约，降低对操作者本身素质的要求。是它能准时、实时、高效地显示按键信息，以提高工作效率和资源利用率。 矩阵式键盘乃是当今使用最为广泛的键盘模式，该系统以N个端口连接控制N*N 个按键，显示在LED数码管上。单片机控制依据这是键盘显示系统，该系统可以对不同的按键进行实时显示，其核心是单片机和键盘矩阵电路部分，主要对按键与显示电路的关系、矩阵式技术及设备系统的硬件、软件等各个部分进行实现。 4*4矩阵式键盘采用STM32嵌入式微处理器为核心，主要由矩阵式键盘电路、硬件电路、显示电路等组成，软件选用C语言编程。STM32将检测到的按键信号转换成数字量，显示于LED显示器上。该系统灵活性强，易于操作，可靠性高，将会有更广阔的开发前景。

目录 第一章：系统功能要求--------------------------------------------------------4*4 矩阵式键盘系统概述------------------------------------------------ 本设计任务和主要内容--------------------------------------------------- 第二章：系统硬件电路的设计------------------------------------------------硬件系统主要思路和电路原理图- -------------------------------------- 硬件上键盘规划- --------------------------------------------------------- 第三章：系统程序的设计------------------------------------------------------程序的编写步骤----------------------------------------------------------- 编写的源程序-------------------------------------------------------------- 第四章：心得体会---------------------------------------------------------------

计算器按键的使用说明

计算器按键的使用说明. 1、电源开关键：ON、OFF 2、输入键：0—9、. +/—：正负转换键 3、运算功能键：+ - * / (注意:加、减、乘、除键在计算时都可能代替等号键) √：开平方键，用来进行开平方运算。先输入数字，再按下此键，不必按等号键 即可得出结果。 4、等号键：＝ 5、清除键： ①C：清除键。在数字输入期间,第一次按下此键将清除除存储器内容外的所 有数值.如果是太阳能计算器，在计算器关闭状态下，按此键则开启电源，显示 屏显示出“0”。 ②AC或CA键：全部清除键，也叫总清除键，作用是将显示屏所显示的数字 全部清除。 ③→：右移键。其功能是荧屏值向右位移，删除最右边的尾数。 ④CE：部分清除键，也叫更正键。其功能是清除当前输入的数字，而不是清 除以前输入的数。如刚输入的数字有误，立即按此键可清除，待输入正确的数字后，原运算继续进行。如5+13，这时发现“13”输入错了，则按“CE”键就可 以清除刚才的“13”，但还保留“5”这个数。值得注意的是，在输入数字后，按“+”、“-”、“/”、“*”键的，再按“CE”键，数字不能清除。 ⑤MC：累计清除键，也叫记忆式清除键。其功能是清除储存数据，清除存储 器内容，只清除存储器中的数字，内存数据清除，而不是清除显示器上的数字。6、累计显示键： （1）M+：记忆加法键，也叫累加键。是计算结果并加上已经储存的数；用 作记忆功能，它可以连续追加，把目前显示的值放在存储器中（也就是将显示的 数字与内存中已有的任何数字相加，结果存入存储器，但不显示这些数字的和）。 如先输入“5×1.6”→按“M+”键（把“5×1.6”的结果计算出来并储存起来）→然后输入“10×0.8”→按“M+”键（把“10×0.8”的结果计算出来并和 前面储存的数相加）→接着输入“15×0.4”→按“M+”键（把“15×0.4”的结 果计算出来并和前面储存的数相加）→最后按“MR”键（把储存的数全部取出来）→则出结果“22” （2）M-：记忆减法键，也叫累减键。是计算结果并用已储存的数字减去目 前的结果；从存储器内容中减去当前显示值（也就是将显示的数字与内存中已有 的任何数字相减，结果存入存储器，但不显示这些数字的差）. 计算“50-（23+4）”时→先输入“50”→按“M+”（把“50”储存起来）→ 再输入“23+4”→按“M-”键（计算结果是“27”）→再按“MR”（用储存的“50”减去目前的结果“27”）→则出结果“23” 7、存储读出键：MR MRC GT ①MR：存储读出键。表示用存储器中数值取 代显示值。按下此键后，可使存储在“M+”或“M－”中的数字显示出来或同时 参加运算，数字仍保存在存储器中，在未按“MC”键以前有效。MR调用存储器 内容，读取储存的数据。如有三组数字不连续在一起相加的时候，则用这个“MR”键。举例：如输入“3+2”时，按“M+”键，再输入“6+7”时，按“M+”键，再 输入“8+9”时按“M+”键，然后再按“MR”，则三组数字的总和“35”就出来了。 ②MRC：MR和MC功能的组合，即存储读出和清除键。按一次为MR功能，即 显示存储数，按第二次为MC功能，即清除存储数。