实验四 键盘扫描及显示设计实验报告

实验四键盘扫描及显示设计实验报告

一、实验要求

1. 复习行列矩阵式键盘的工作原理及编程方法。 2. 复习七段数码管的显示原理。 3. 复习单片机控制数码管显示的方法。

二、实验设备

1.PC 机一台

2.TD-NMC+教学实验系统

三、实验目的

1. 进一步熟悉单片机仿真实验软件 Keil C51 调试硬件的方法。 2. 了解行列矩阵式键盘扫描与数码管显示的基本原理。 3. 熟悉获取行列矩阵式键盘按键值的算法。 4. 掌握数码管显示的编码方法。 5. 掌握数码管动态显示的编程方法。

四、实验内容

根据 TD-NMC+实验平台的单元电路，构建一个硬件系统，并编写实验程序实现如下功能： 1.扫描键盘输入，并将扫描结果送数码管显示。

2.键盘采用 4×4 键盘，每个数码管显示值可为 0～F 共 16 个数。 实验具体内容如下：

将键盘进行编号，记作 0～F，当按下其中一个按键时，将该按键对应的编号在一个数码管上显示出来，当再按下一个按键时，便将这个按键的编号在下一个数码管上显示出来，数码管上可以显示最近 4 次按下的按键编号。

五、实验单元电路及连线

矩阵键盘及数码管显示单元

图1 键盘及数码管单元电路

实验连线

图2实验连线图

六、实验说明

1. 由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动。抖动时间的长短由按键的机械特性决定，一般为 5～10ms。这是一个很重要的时间参数，在很多场合都要用到。

键抖动会引起一次按键被误读多次。为了确保 CPU 对键的一次闭合仅做一次处理，必须去除键抖动。在键闭合稳定时，读取键的状态，并且必须判别；在键释放稳定后，再作处理。按

键的抖动，可用硬件或软件两种方法消除。

2. 为了减少键盘与单片机接口时所占用 I/O 线的数目，在键数较多时，通常都将键盘排列成行列矩阵形式。

3. 从数码管显示方式看，数码管分为静态显示和动态显示两种方式。静态显示就是系统中每位数码管的显示值都保持不变，直到显示新值为止；动态显示就是系统工作的每个时刻仅仅显示 1 位数码管的值，在人眼的视觉暂留效应（时间为 100ms）的时间范围内，显示完所有数码管的值。

这两种方式各有优缺点，两种方式的比较情况如表所列。实际使用要根据不同需要选用不同的显示方式。比如，设计一个亮暗显示可程序控制的数码管显示系统，控制亮暗实际上就是控制数码管动态刷新时间的问题，因此可以利用动态显示方式。

表数码管静态显示和动态显示方式的比较

显示方式 n位数码管占用 硬件成本 显示亮度 I/O口线数目 静态显示 动态显示 8n N 较高 较低 亮 较亮 较少 需动态刷新 简单 较复杂 CPU干预 程序设计 七、思考题

1. 简述行列矩阵键盘的工作原理。 2. 图 4.4.1 中，7407 的作用是什么？ 3. 简述数码管静态显示和动态显示的区别。

4. 根据图 4.4.1 和图 4.4.2，则数码管显示数据“5”的编码为多少？