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基于C51的矩阵键盘程序设计优化滕艳菲陈孜杰

发表时间：2021/7/12 来源：《基层建设》2021年第12期作者：滕艳菲陈孜杰

[导读] 在单片机课程中，矩阵键盘实验是学生必学的项目，很多教材的矩阵键盘设计程序编程规范，通用性强，但是对于刚入门的学生来说，除了要理解矩阵键盘扫描法的原理，还要把C语言、单片机知识融汇贯通，着实要花费一些精力

        广东科技学院
        摘要：在单片机课程中，矩阵键盘实验是学生必学的项目，很多教材的矩阵键盘设计程序编程规范，通用性强，但是对于刚入门的学生来说，除了要理解矩阵键盘扫描法的原理，还要把C语言、单片机知识融汇贯通，着实要花费一些精力。本文对矩阵键盘设计了基础版程序和优化版程序，降低了学习难度，提升了学习效果，适用于初学者。
        关键词：矩阵键盘；设计程序；优化

        一引言
        键盘具有向单片机输入数据、命令等功能，是人与单片机对话的主要手段。在几乎所有的单片机教材中，矩阵键盘项目都占有一席之地，可见其重要性。矩阵键盘项目练习一般都是安排在教材的上半部分，有些难度，对于学生来说，处于单片机学习的“爬坡期”，如果学不透，学习积极性将会受到打击，很难有信心学好后面的中断、定时系统。优化矩阵键盘设计程序，降低学习难度，提升学习兴趣是有必要的。
        二矩阵键盘硬件电路
        矩阵键盘硬件电路如图1所示，由4*4的行、列结构组成。行列分别由P1口的低4位和高四位控制。

        图1 矩阵键盘硬件电路图
        三矩阵键盘基础程序设计
        我们最初的程序设计如图2所示，完全按照初学者的思路，一步一步的来，第一步给P1赋值0XFE，即行线赋值1110，H0=0，H1、H2、H3均为1，列线赋值1111，即l0~l3均为1，此时如果按下K0时，会使得l0

从1变为0，按下其他键l0不会跳变，具有唯一性，因此可通过读l0的值判断K0键是否按下，如果按下，则驱动数码管显示0.同理，通过读l1~l3的值可以判断K1~K3是否按下，再驱动数码管显示对应的值。依次给P1赋值0XFD、0XFB、0XF7，把16个键按下的情况全部罗列出来，显示对应的值。这种编程设计看上去有点繁琐，但是思路简单，能让学生清楚的理解矩阵键盘扫描法的原理。

        图2 矩阵键盘程序设计
        四矩阵键盘软件优化设计
        在学生学会图2程序的基础上，我们可以进一步的利用循环的思想去优化程序，把重复的判断语句、P1口赋值语句放到for循环里，优化后的程序如图3所示，在这一次的程序优化过程中，使学生学会利用C语言循环语句来简化程序，达到C语言和单片机知识融汇贯通的效果。

图3 矩阵键盘程序优化设计

        五结论
        本文通过先是对矩阵键盘进行了基础程序设计，思路简单，易学易懂，让学生清楚的理解扫描法的基本原理。接着利用for循环对程序进行了优化，让学生通过两步，不仅学会了矩阵键盘扫描法的基本原理，也掌握了程序优化的技巧。
        参考文献：
        [1]陈朝大.单片机原理与应用案例教程[M].武汉：华中科技大学出版社，2020.
        [2]张毅刚.单片机原理及应用技术（C51编程）[M].北京：人民邮电出版社，2016.
        [3]张培仁.基于c语言编程MCS-51单片机原理与应用[M].北京：清华大学出版社，2003.