一、实验目的
1.掌握4×4矩阵式键盘程序识别原理。
2.掌握4×4矩阵式键盘按键的设计方法。
二、设计原理
（1）如图14.2所示，用单片机的并行口P3连接4×4矩阵键盘，并以单片机的P3.0－P3.3各管脚作输入线，以单片机的P3.4－P3.7各管脚作输出线，在数码管上显示每个按键 “0－F”的序号。
（2）键盘中对应按键的序号排列如图14.1所示。
三、参考电路
图14.2 4×4矩阵式键盘识别电路原理图
图14.1 4×4键盘0-F显示
图14.3 4×4矩阵式键盘识别程序流程图
四、电路硬件说明
（1）在“单片机系统”区域中，把单片机的P3.0－P3.7端口通过8联拨动拨码开关JP3连接到“4×4行列式键盘”区域中的M1－M4，N1－N4端口上。
（2）在“单片机系统”区域中，把单片机的P0.0－P0.7端口连接到“静态数码显示模块”区域中的任何一个a－h端口上；要求：P0.0对应着a，P0.1对应着b，……，P0.7对应着h。
五、程序设计内容
（1）4×4矩阵键盘识别处理 。
（2）每个按键都有它的行值和列值，行值和列值的组合就是识别这个按键的编码。矩阵的行线和列线分别通过两并行接口和CPU通信。键盘的一端（列线）通过电阻接VCC，而接地是通过程序输出数字“0”实现的。键盘处理程序的任务是：确定有无键按下，判断哪一个键按下，键的功能是什么？还要消除按键在闭合或断开时的抖动。两个并行口中，一个输出扫描码，使按键逐行动态接地；另一个并行口输入按键状态，由行扫描值和回馈信号共同形成键编码而识别按键，通过软件查表，查出该键的功能。
六、程序流程图(如图14.3所示)
七、汇编源程序
;;;;;;;;;;定义单元;;;;;;;;;;
COUNT EQU 30H
;;;;;;;;;;入口地址;;;;;;;;;;
ORG 0000H
LJMP START
ORG 0003H
RETI
ORG 000BH
RETI
ORG 0013H
RETI
ORG 001BH
RETI
ORG 0023H
RETI
ORG 002BH
RETI
;;;;;;;;;;主程序入口;;;;;;;;;;
ORG 0100H
START: LCALL CHUSHIHUA
LCALL PANDUAN
LCALL XIANSHI
LJMP START
;;;;;;;;;;初始化程序;;;;;;;;;;
CHUSHIHUA: MOV COUNT,#00H
RET
;;;;;;;;;;判断哪个按键按下程序;;;;;;;;;;
PANDUAN: MOV P3,#0FFH
CLR P3.4
MOV A,P3
ANL A,#0FH
XRL A,#0FH
JZ SW1
LCALL DELAY10MS
JZ SW1
MOV A,P3
ANL A,#0FH
CJNE A,#0EH,K1
MOV COUNT,#0
LJMP DK
K1: CJNE A,#0DH,K2
MOV COUNT,#4
LJMP DK
K2: CJNE A,#0BH,K3
MOV COUNT,#8
LJMP DK
K3: CJNE A,#07H,K4
MOV COUNT,#12
K4: NOP
LJMP DK
SW1: MOV P3,#0FFH
CLR P3.5
MOV A,P3
ANL A,#0FH
XRL A,#0FH
JZ SW2
LCALL DELAY10MS
JZ SW2
MOV A,P3
ANL A,#0FH
CJNE A,#0EH,K5
MOV COUNT,#1
LJMP DK
K5: CJNE A,#0DH,K6
MOV COUNT,#5
LJMP DK
K6: CJNE A,#0BH,K7
MOV COUNT,#9
LJMP DK
K7: CJNE A,#07H,K8
MOV COUNT,#13
K8: NOP
LJMP DK
SW2: MOV P3,#0FFH
CLR P3.6
MOV A,P3
ANL A,#0FH
XRL A,#0FH
JZ SW3
LCALL DELAY10MS
JZ SW3
MOV A,P3
ANL A,#0FH
CJNE A,#0EH,K9
MOV COUNT,#2
LJMP DK
K9: CJNE A,#0DH,KA
MOV COUNT,#6
LJMP DK
KA: CJNE A,#0BH,KB
MOV COUNT,#10
LJMP DK
KB: CJNE A,#07H,KC
MOV COUNT,#14
KC: NOP
LJMP DK
SW3: MOV P3,#0FFH
CLR P3.7
MOV A,P3
ANL A,#0FH
XRL A,#0FH
JZ SW4
LCALL DELAY10MS
JZ SW4
MOV A,P3
ANL A,#0FH
CJNE A,#0EH,KD
MOV COUNT,#3
LJMP DK
KD: CJNE A,#0DH,KE
MOV COUNT,#7
LJMP DK
KE: CJNE A,#0BH,KF
MOV COUNT,#11
LJMP DK
KF: CJNE A,#07H,KG
MOV COUNT,#15
KG: NOP
LJMP DK
SW4: LJMP PANDUAN
DK: RET
;;;;;;;;;;显示程序;;;;;;;;;;
XIANSHI: MOV A,COUNT
MOV DPTR,#TABLE
MOVC A,@A+DPTR
MOV P0,A
LCALL DELAY
SK: MOV A,P3
ANL A,#0FH
XRL A,#0FH
JNZ SK
RET
;;;;;;;;;;10ms延时程序;;;;;;;;;;
DELAY10MS: MOV R6,#20
D1: MOV R7,#248
DJNZ R7,$
DJNZ R6,D1
RET
;;;;;;;;;;200ms延时程序;;;;;;;;;;
DELAY: MOV R5,#20
LOOP: LCALL DELAY10MS
DJNZ R5,LOOP
RET
;;;;;;;;;;共阴码表;;;;;;;;;;
TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H
DB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H
;;;;;;;;;;结束标志;;;;;;;;;;
END
八、C语言源程序
#include<AT89X51.H>
unsigned char code table[]={0x3f,0x66,0x7f,0x39,
0x06,0x6d,0x6f,0x5e,
0x5b,0x7d,0x77,0x79,
0x4f,0x07,0x7c,0x71};
void main(void)
{ unsigned char i,j,k,key;
while(1)
{ P3=0xff; //给P3口置1//
P3_4=0; //给P3.4这条线送入0//
i=P3;
i=i&0x0f; //屏蔽低四位//
if(i!=0x0f) //看是否有按键按下//
{ for(j=50;j>0;j--) //延时//
for(k=200;k>0;k--);
if(i!=0x0f) //再次判断按键是否按下//
{ switch(i) //看是和P3.4相连的四个按键中的哪个//
{ case 0x0e:
key=0;
break;
case 0x0d:
key=1;
break;
case 0x0b:
key=2;
break;
case 0x07:
key=3;
break;
}
P0=table[key]; //送数到P0口显示//
}
}
P3=0xff;
P3_5=0; //读P3.5这条线//
i=P3;
i=i&0x0f; //屏蔽P3口的低四位//
if(i!=0x0f) //读P3.5这条线上看是否有按键按下//
{ for(j=50;j>0;j--) //延时//
for(k=200;k>0;k--);
i=P3; //再看是否有按键真的按下//
i=i&0x0f;
if(i!=0x0f)
{ switch(i) //如果有,显示相应的按键//
{ case 0x0e:
key=4;
break;
case 0x0d:
key=5;
break;
case 0x0b:
key=6;
break;
case 0x07:
key=7;
break;
}
P0=table[key]; //送入P0口显示//
}
}
P3=0xff;
P3_6=0; //读P3.6这条线上是否有按键按下//
i=P3;
i=i&0x0f;
if(i!=0x0f)
{ for(j=50;j>0;j--)
for(k=200;k>0;k--);
i=P3;
i=i&0x0f;
if(i!=0x0f)
{ switch(i)
{ case 0x0e:
key=8;
break;
case 0x0d:
key=9;
break;
case 0x0b:
key=10;
break;
case 0x07:
key=11;
break;
}
P0=table[key];
}
}
P3=0xff;
P3_7=0; //读P3.7这条线上是否有按键按下//
i=P3;
i=i&0x0f;
if(i!=0x0f)
{ for(j=50;j>0;j--)
for(k=200;k>0;k--);
i=P3;
i=i&0x0f;
if(i!=0x0f)
{ switch(i)
{ case 0x0e:
key=12;
break;
case 0x0d:
key=13;
break;
case 0x0b:
key=14;
break;
case 0x07:
key=15;
break;
}
P0=table[key];
}
}
}
}
九、注意事项
在硬件电路中，要把8联拨动拨码开关JP2拨下，把8联拨动拨码开关JP3拨上去。