基于msp430上的矩陣鍵盤

1、基于MSP430 系列單片機(jī)的鍵盤與顯示模塊的設(shè)計(jì)申報(bào)者 ： 隊(duì)長 : 隊(duì)員 ： 摘要： 矩陣式鍵盤提高效率進(jìn)行按鍵操作管理有效方法，它可以提高系統(tǒng)準(zhǔn)確性，有利于資源的節(jié)約，降低對(duì)操作者本身素質(zhì)的要求。是它能準(zhǔn)時(shí)、實(shí)時(shí)、高效地顯示按鍵信息，以提高工作效率和資源利用率。 矩陣式鍵盤乃是當(dāng)今使用最為廣泛的鍵盤模式，該系統(tǒng)以N個(gè)端口連接控制N*N個(gè)按鍵，顯示在LED數(shù)碼管上。單片機(jī)控制依據(jù)這是鍵盤顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以對(duì)不同的按鍵進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，其核心是單片機(jī)和鍵盤矩陣電路部分，主要對(duì)按鍵與顯示電路的關(guān)系、矩陣式技術(shù)及設(shè)備系統(tǒng)的硬件、軟件等各個(gè)部分進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。 4*4矩陣式鍵盤采用MSP430單片機(jī)為核心

2、，主要由矩陣式鍵盤電路,顯示電路等組成，軟件選用C語言編程。單片機(jī)將檢測到的按鍵信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，顯示于LED顯示器上。該系統(tǒng)靈活性強(qiáng)，易于操作，可靠性高，將會(huì)有更廣闊的開發(fā)前景。關(guān)鍵詞MSP430；單片機(jī)；顯示電路；矩陣鍵盤；Abstract: Matrix keyboard key operation management efficiency and effective method, which can improve the system accuracy, to save resources,

3、 reduce the operator itself quality requirements. Is it to be on time, real-time, efficient display key information, so as to improve the work efficiency and the utilization rate of resources.Matrix keyboard is today the

4、 most widely used keyboard mode,the system is connected to the N port control N*N keys, displayed on the LED digital tube. SCM control according to the keyboarddisplay system, the system can real-time display of the different keys

5、, its core is the MCU and the keyboard matrix circuit part,mainly on the buttons and display each part of the circuit, therelationship matrix technology and equipment, system hardware,software and implementation.4*4 matrix keyboar

6、d using MSP430 microcontroller as the core,mainly by the matrix keyboard circuit, display circuit, the software uses C language programming. The key to the detected signalsinto digital signals, shown on the LED display. The system is flexib

7、le, easy operation, high reliability, there will be a broader development prospects.Key words: MSP430; MCU; display circuit; matrix keyboard; 目錄 一總體設(shè)計(jì)1.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 31.2設(shè)計(jì)軟件介紹 31.2.1 PROTEUS軟件簡介 31.2.2 IAR Embedded Workbench IDE簡介 3二硬件電路設(shè)計(jì)2.1芯片選型 42.2 顯示電路 52.3鍵盤電路 52.4 總電路

8、6三系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1軟件流程圖 73.2 程序代碼 8 9四系統(tǒng)測試與數(shù)據(jù)分析10 11五實(shí)驗(yàn)總結(jié) 12六參考文獻(xiàn) 12附錄一 13一總體設(shè)計(jì)1.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)MSP430單片機(jī)矩陣鍵盤顯示器圖 1系統(tǒng)組成框1.2設(shè)計(jì)軟件介紹本設(shè)計(jì)利用IAR Embedded Workbench IDE編程軟件進(jìn)行編程并調(diào)試，配合PROTEUS仿真軟件對(duì)硬件進(jìn)行仿真調(diào)試，兩種軟件的簡介如下。1.2.1 PROTEUS軟件簡介Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真

9、單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)

10、增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。1.2.2 IAR Embedded Workbench IDE簡介IAR Embedded Workbench IDE提供一個(gè)框架，任何可用的工具都可以完整地嵌入其中，這些工具包括：  1.高度優(yōu)化的 IAR AVR C/C+編譯器；2.AVR IAR 匯編器；   3通用 IAR XLINK Linker；   4IAR XAR 庫創(chuàng)建器和 IAR XLIB Librarian；   5一個(gè)強(qiáng)大的編輯器； 

11、  6一個(gè)工程管理器；7TM  IAR C-SPY 調(diào)試器，8一個(gè)具有世界先進(jìn)水平的高級(jí)語言調(diào)試器。嵌入式IAR Embedded Workbench適用于大量8位、16位以及32位的微處理器和微控制器，使用戶在開發(fā)新的項(xiàng)目時(shí)也能在所熟悉的開發(fā)環(huán)境中進(jìn)行。它為用戶提供一個(gè)易學(xué)和具有最大量代碼繼承能力的開發(fā)環(huán)境，以及對(duì)大多數(shù)和特殊目標(biāo)的支持。嵌入式 IAR Embedded Workbench 有效提高用戶的工作效率，通過 IAR 工具，用戶可以大大節(jié)省工作時(shí)間。 我們稱這個(gè)理念為：“不同架構(gòu)，同一解決方案”。二硬件電路設(shè)計(jì)2.1芯片選型 圖2 Msp430引腳圖在

12、運(yùn)算速度方面，MSP430系列單片機(jī)能在8MHz晶體的驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)125us的指令周期。16位的數(shù)據(jù)寬度、125us的指令周期以及多功能的硬件乘法器（能實(shí)現(xiàn)乘加）相配合，能實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理的某些算法（如FFT等）。MSP430系列單片機(jī)的中斷源較多，并且可以任意嵌套，使用時(shí)靈活方便。當(dāng)系統(tǒng)處于省電的備用狀態(tài)時(shí)，用中斷請(qǐng)求將它喚醒只需6us。其主要特性如下：1、超低功耗；2、豐富的片上外圍模塊；3、方便高效的開發(fā)環(huán)境；4、適應(yīng)工業(yè)級(jí)運(yùn)行環(huán)境2.2 顯示電路本設(shè)計(jì)用單片機(jī)的P0口來控制LED顯示器的數(shù)字顯示。當(dāng)按鍵有按下時(shí)，LED數(shù)碼管將對(duì)應(yīng)顯示出該數(shù)字或字母。 圖3 顯示電路部分2.3鍵盤電路圖

13、4鍵盤電路部分 2.4 總電路 圖5 總電路仿真三系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1軟件流程圖開始鍵盤值初始化N讀列線是否有鍵按下Y延時(shí)去抖動(dòng)N讀列線是否有鍵按下Y根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)識(shí)別按鍵顯示按鍵值結(jié)果 圖6 軟件流程示意圖3.2 程序代碼#include "msp430f149.h"#define UNIT unsigned intUNIT LED=0X3F,0X06,0X5B,0X4F;UNIT LED2=0x01,0x03,0x07,0x0f,0xff,0xf0,0xe0,0xc0,0x80,0xff;UNIT ch=0x00,0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,

14、0x40,0x80,0x00;int m=0;int n=9,num,temp;int b=0;int a=0x01; void delay(unsigned int i) unsigned int j; while(i-) for(j=0;j<1000;j-);void show1() if(P1IN=0X0F)P4OUT=chm-chn;delay(10000); else if(P1IN=0X0E)P4OUT=chm+chn;delay(10000);void show2() P4OUT=(a*b)0xff; delay(10000); void show3()P4OUT=LED2

15、m;delay(10000);void keycod() temp=P1IN; if(temp!=0x08) temp&=0x07; switch(temp) case 0x06:num=1;break; case 0x05:num=2;break; case 0x03:num=3;break; void main() WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD; /P1IES|=BIT7+BIT6+BIT5+BIT4; /P1IE|=BIT7+BIT6+BIT5+BIT4; /_EINT(); P1DIR=0Xf0; P4DIR=0xff; P5DIR=0XFF; P1IE=0x0f;

16、 P1IES=0x0f; _EINT(); #pragma vector=PORT1_VECTOR _interrupt void PORT_1 () while(1) keycod(); switch (num) case 1: show1();P5OUT=LED1;break; case 2: show2();P5OUT=LED2;break; case 3: show3();P5OUT=LED3;break; if(P1IN !=0x07) m+; if(m>9)m=0; a+; b=b+2; if(b>4)b=0; n-; if(n<0)n=9; P1IFG=0X00

17、; 四系統(tǒng)測試與數(shù)據(jù)分析 依次按下開關(guān)，數(shù)碼顯示管會(huì)對(duì)應(yīng)顯示出0f共16個(gè)數(shù)字圖 7-1 初始界面圖7-2 部分效果圖 7-3 部分效果圖 7-4 實(shí)物效果圖五實(shí)驗(yàn)總結(jié) 經(jīng)過一周左右時(shí)間的努力，我們小組終于完成了本次設(shè)計(jì)。一個(gè)星期的設(shè)計(jì)對(duì)于我們初學(xué)者來說并不簡單。因?yàn)槲覀儗?duì)單片機(jī)這門課程學(xué)習(xí)的時(shí)間很少，這是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，需要我們不斷的學(xué)習(xí)與實(shí)踐才能真正掌握這門課程。 剛開始拿到選題，我們先是查找相關(guān)資料，從網(wǎng)上找到相關(guān)的課題，參考借鑒別人的成果從而理清我們?cè)O(shè)計(jì)的思路。此次學(xué)年設(shè)計(jì)大致可以分為兩部分，電路圖部分和程序編程部分。其中電路圖又用到了Proteus仿真軟件，由于之前沒有使用過該仿真軟件，所以在操作的過程中遇到了很多困難，但慶幸的是通過我們從網(wǎng)上找到的資料，對(duì)Proteus軟件有了很大的了解，同樣學(xué)會(huì)了一些簡單的操作。至于編程部分我們感到也是有很大的難度，首先就是編程的IAR Embedded Workbench ID軟件的操作與使用，這與我們往常使用的C語言編程軟件不同，相比之下更難使用。更有難度的是程序的編寫與調(diào)試。在編寫程序的過程中，我們遇到了各種各樣的問題，這就需要我們冷靜的思考與集體的討論。到后來我們還請(qǐng)教了其他的同學(xué)，最終一個(gè)