蓝桥杯之单片机设计与开发（7）——矩阵键盘输入数字

我会带着你远行 2022-04-23 09:00 141阅读 0赞

J5跳线帽接到KBD端，为矩阵按键功能

功能：  
        矩阵键盘分布  
        1, 2, 3, ↑  
        4, 5, 6, ←  
        7, 8, 9，↓  
        0, ESC, ENTER, →  
        根据键值，在数码管显示所按数字，并支持修改

尚未开发完整

**main.c**

/*******************************************************************************
    * 文件名：main.c
    * 描  述：
    
    * 作  者：小默haa
    * 版本号：v1.0
    * 日  期: 2019年1月28日
    * 备  注：矩阵键盘
    *         
    *******************************************************************************/
    #include <STC15F2K60S2.H>
    #include "sys.h"
    
    u8 Led_flag = 0;
    u8 Led_dat;				//led显示状态
    
    void main(void)
    {
    	All_Init();
    	Time0_Init();
    	EA = 1;			//开总中断
    	while (1)
    	{
    		Key_Scan();
    	}
    }

**sys.c**

/*******************************************************************************
    * 文件名：sys.c
    * 描  述：工程中的系统文件
    * 作  者：小默haa
    * 版本号：v1.0
    * 日  期: 2019年1月28日
    * 备  注：
    *         
    ******************************************************************************/
    #include "sys.h"
    
    /*******************************************************************************
    * 函数名	：All_Init
    * 输入值	：无
    * 返回值	：无
    * 作者		：小默haa
    * 时间		：2019年1月29日
    * 功能描述：开发板初始化函数
    * 备注		：CT107D开发板初始化，关闭所有外设   
    *******************************************************************************/
    void All_Init(void)
    {
    	P2 = (P2 & 0x1f) | 0x80;	//打开Y4C（LED）
    	P0 = 0xff;					//关闭LED
    	P2 = (P2 & 0x1f) | 0xe0;	//打开Y7C（数码管）
    	P0 = 0xff;					//关闭数码管
    	P2 = (P2 & 0x1f) | 0xa0;	//打开Y5C
    	P0 = 0x00;					//关闭蜂鸣器、继电器
    	P2 = P2 & 0x1f;
    }
    
    //定时器0初始化
    void Time0_Init(void)
    {
    	AUXR |= 0x80;	//定时器时钟1T模式
    	TMOD &= 0xF0;	//设置定时器模式
    	TL0 = 0xcd;		//设置定时初值1ms
    	TH0 = 0xd4;		//设置定时初值1ms
    	TF0 = 0;		//清除TF0标志
    	ET0 = 1;		//允许定时器0中断
    	TR0 = 1;		//定时器0开始计时
    }
    
    /*******************************************************************************
    * 函数名	：Time0
    * 输入值	：无
    * 返回值	：无
    * 作者		：小默haa
    * 时间		：2019年1月29日
    * 功能描述：定时器0中断函数
    * 备注		：定时器0中断函数，定时器0定时1ms，
    						执行Key_Drive()和Nixie_Scan()函数。      
    *******************************************************************************/
    void Time0(void) interrupt 1
    {	
    	Key_Drive();
    	Nixie_Scan();
    }

**sys.h**

/*******************************************************************************
    * 文件名：sys.h
    * 描  述：工程中的头文件
    * 作  者：小默haa
    * 版本号：v1.0
    * 日  期: 2019年1月28日
    * 备  注：工程中所有c文件公用这一个头文件
    *         
    ******************************************************************************/
    #ifndef _SYS_H_
    #define _SYS_H_
    
    #include <stc15f2k60s2.h>
    #include <intrins.h>
    
    typedef unsigned char u8;
    typedef unsigned int u16;
    typedef unsigned long u32;
    
    //全局变量定义
    #define FOSC 11059200L		//系统时钟
    
    //外部变量
    extern u8 Led_flag;
    extern u8 Led_dat;
    extern u8 KeySta[4][4],Key_backup[4][4];
    
    
    //sys.c
    void All_Init(void);
    void Time0_Init(void);
    
    
    //led.c
    void Led_illume(u8 dat);
    
    
    //key.c
    sbit KEY_IN_1 = P4^4;
    sbit KEY_IN_2 = P4^2;
    sbit KEY_IN_3 = P3^5;
    sbit KEY_IN_4 = P3^4;
    sbit KEY_OUT_1 = P3^0;
    sbit KEY_OUT_2 = P3^1;
    sbit KEY_OUT_3 = P3^2;
    sbit KEY_OUT_4 = P3^3;
    void Key_Scan(void);
    void Key_Drive(void);
    void Key_Action(u8 keycode);
    
    
    //Nixie_tube.c
    extern u8 smg1, smg2, smg3, smg4, smg5, smg6, smg7, smg8;
    void Nixie_Scan(void);
    void Nixie_Show(void);
    void Show_Num(u32 num);
    
    
    
    
    
    
    #endif

**led.c**

#include "sys.h"
    
    /*******************************************************************************
    * 函数名	：Led_illume
    * 输入值	：LED码 dat
    * 返回值	：无
    * 作者		：小默haa
    * 时间		：2019年1月29日
    * 功能描述：LED点亮函数
    * 备注		：根据输入的LED码值，点亮LED     
    *******************************************************************************/
    void Led_illume(u8 dat)
    {
    	P2 = (P2 & 0x1f) | 0x80;	//打开Y4C（LED）
    	P0 = dat;					//关闭LED
    	P2 = P2 & 0x1f;
    }

**key.c**

/*******************************************************************************
    * 文件名：key.c
    * 描  述：
    * 作  者：小默haa
    * 版本号：v1.0
    * 日  期: 2019年1月28日
    * 备  注：矩阵键盘核心程序
    *         
    *******************************************************************************/
    #include "sys.h"
    
    u8 KeySta[4][4] = {
       {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}};			//当前按键状态
    u8 Key_backup[4][4] = {
       {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}};	//按键状态备份，保存前一次的按键值
    u8 code KeyCodeMap[4][4] = {
       {0x31, 0x32, 0x33, 0x26},			//1,2,3,↑
    														{0x34, 0x35, 0x36, 0x25},			//4,5,6,←
    														{0x37, 0x38, 0x39, 0x28},			//7,8,9，↓
    														{0x30, 0x1b, 0x0d, 0x27}};		//0,ESC,ENTER,→
    
    /*******************************************************************************
    * 函数名	：Key_Scan
    * 输入值	：无
    * 返回值	：无
    * 作者		：小默haa
    * 时间		：2019年1月29日
    * 功能描述：矩阵按键扫描
    * 备注		：按键扫描函数，在定时器中断程序里调用，定时器间隔1ms        
    *******************************************************************************/
    void Key_Scan(void)
    {
    	u8 i;
    	static u8 keyout = 0;		//矩阵按键扫描输出索引
    	static u8 keybuff[4][4] = {
       {0xff, 0xff, 0xff, 0xff},
    														 {0xff, 0xff, 0xff, 0xff},
    														 {0xff, 0xff, 0xff, 0xff},
    														 {0xff, 0xff, 0xff, 0xff}};	//矩阵按键扫描缓存区
    	
    	keybuff[keyout][0] = (keybuff[keyout][0] << 1) | KEY_IN_1;		//将每一行的4个按键值移入缓存区
    	keybuff[keyout][1] = (keybuff[keyout][1] << 1) | KEY_IN_2;
    	keybuff[keyout][2] = (keybuff[keyout][2] << 1) | KEY_IN_3;
    	keybuff[keyout][3] = (keybuff[keyout][3] << 1) | KEY_IN_4;
    		
    	//消抖后更新按键状态
    	for (i = 0;i < 4;i ++)
    	{
    		if ((keybuff[keyout][i] & 0x0f) == 0x00)
    			KeySta[keyout][i] = 0;		//连续4次扫描值都是0，即4×4s内都是按下状态，认为按键已平稳按下
    		else if ((keybuff[keyout][i] & 0x0f) == 0x0f)
    			KeySta[keyout][i] = 1;		//连续4次扫描值都是1，即4×4s内都是松开状态，认为按键已稳定弹起
    	}
    	
    	//执行下一次的扫描输出
    	keyout ++;
    	keyout = keyout & 0x03;		//索引加到4就归零
    	switch (keyout)						//根据索引，释放当前输出引脚，拉低下次的输出引脚
    	{
    		case 0: KEY_OUT_4 = 1; KEY_OUT_1 = 0; break;
    		case 1: KEY_OUT_1 = 1; KEY_OUT_2 = 0; break;
    		case 2: KEY_OUT_2 = 1; KEY_OUT_3 = 0; break;
    		case 3: KEY_OUT_3 = 1; KEY_OUT_4 = 0; break;
    		default:break;
    	}
    }
    
    /*******************************************************************************
    * 函数名	：Key_Drive
    * 输入值	：无
    * 返回值	：无
    * 作者		：小默haa
    * 时间		：2019年1月29日
    * 功能描述：矩阵按键驱动程序
    * 备注		：检测矩阵键盘的动作，调用相应的函数，需要在主循环里调用        
    *******************************************************************************/
    void Key_Drive(void)
    {
    	u8 i, j;
    	for (i = 0; i < 4; i ++)										//循环检测4×4的矩阵按键
    	{	
    		for (j = 0; j < 4; j ++)
    		{
    			if (Key_backup[i][j] != KeySta[i][j])		//检测按键当前动作
    			{
    				if (Key_backup[i][j] != 0)						//按键按下时执行动作
    				{
    					Key_Action(KeyCodeMap[i][j]);				//调用按键活动函数
    				}
    				Key_backup[i][j] = KeySta[i][j];			//更新前一次的备份值
    			}
    		}
    	}
    }
    
    /*******************************************************************************
    * 函数名	：Key_Action
    * 输入值	：键值 keycode
    * 返回值	：无
    * 作者		：小默haa
    * 时间		：2019年1月29日
    * 功能描述：矩阵按键动作函数
    * 备注		：矩阵键盘动作函数，根据键值执行相应程序        
    *******************************************************************************/
    void Key_Action(u8 keycode)
    {
    	static u32 addend = 0, NUM[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
    	u32 result = 0;
    	static u8 num_bit = 0, temp = 0;		//记录输入位数
    	u8 i;
    	
    	if ((keycode >= 0x30) && (keycode <= 0x39) && num_bit < 8)		//输入0~9数字
    	{
    		addend = (addend * 10) + (keycode - 0x30);	//整体十进制左移，新数字进入个位
    		num_bit ++;													//每输入一个数字，位数加1
    		Show_Num(addend);										//数码管显示
    	}
    	else if (keycode == 0x1b)		
    	{		
    		addend = 0;													//ESC键清屏
    		num_bit = 0;
    		temp = 0;
    		Show_Num(addend);										//数码管显示
    	}
    	else if ((keycode == 0x25) && (num_bit > 0))	// ← 删除最后一位
    	{
    		addend = addend / 10;
    		num_bit --;													//删除最后一位
    		Show_Num(addend);										//数码管显示
    	}
    }

**Nixie\_tube.c**

/*******************************************************************************
    * 文件名：Nixie_tube.c
    * 描  述：数码管相关程序
    * 作  者：小默haa
    * 版本号：v1.0
    * 日  期: 2019年1月28日
    * 备  注：与数码管相关的所有函数
    *         
    *******************************************************************************/
    #include "sys.h"
    
    u8 code Nixie[] = {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};	//共阳数码管码字
    u8 NixieBuff[] = {0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff};	//数码管显示缓冲区，初值0xff确保启动时都不亮
    u8 code Symbol[] = {0xff,0xbf};	//全灭，-
    
    u8 smg1 = 0, smg2 = 0, smg3 = 0, smg4 = 0, smg5 = 0, smg6 = 0, smg7 = 0, smg8 = 0;
    
    /*******************************************************************************
    * 函数名	：Nixie_Scan
    * 输入值	：无
    * 返回值	：无
    * 作者		：小默haa
    * 时间		：2019年1月29日
    * 功能描述：数码管扫描函数
    * 备注		：根据数码管显示数组，点亮数码管   
    *******************************************************************************/
    void Nixie_Scan(void)
    {
    	static u8 index = 0;
    	P2 = (P2 & 0x1f) | 0xe0;	//数码管消隐
    	P0 =0xff;
    	
    	P2 = (P2 & 0x1f) | 0xc0;	//数码管片选
    	P0 = 0x01 << index;
    	
    	P2 = (P2 & 0x1f) | 0xe0;	//数码管段选
    	P0 = NixieBuff[index];
    	P2 &= 0x1f;
    	
    	index ++;
    	index &= 0x07;
    }
    
    /*******************************************************************************
    * 函数名	：Nixie_Show
    * 输入值	：无
    * 返回值	：无
    * 作者		：小默haa
    * 时间		：2019年1月29日
    * 功能描述：数码管显示函数
    * 备注		：根据每一位的数码管需要显示内容，选择相应码子存放进数码管显示数组   
    *******************************************************************************/
    void Nixie_Show(void)
    {
        NixieBuff[0] = Nixie[smg1];
    	NixieBuff[1] = Nixie[smg2];
    	NixieBuff[2] = Nixie[smg3];
    	NixieBuff[3] = Nixie[smg4];
    	NixieBuff[4] = Nixie[smg5];
    	NixieBuff[5] = Nixie[smg6];
    	NixieBuff[6] = Nixie[smg7];
    	NixieBuff[7] = Nixie[smg8];
    	
    	for(i = 0; i <= 7; i ++)
    	{
    		if(NixieBuff[i] == 0xc0)		//从最高位开始，遇0转换为空格
    			NixieBuff[i] = 0xff;
    		else
    			break;	
    	}
    }
    
    /*******************************************************************************
    * 函数名	：Show_Num
    * 输入值	：数值 num
    * 返回值	：无
    * 作者		：小默haa
    * 时间		：2019年1月29日
    * 功能描述：数值显示处理
    * 备注		：将数值每一位分离，存放进每一位数码管显示指示变量smg中   
    *******************************************************************************/
    void Show_Num(u32 num)
    {
    	smg8 = num % 10; num /= 10;
    	smg7 = num % 10; num /= 10;
    	smg6 = num % 10; num /= 10;
    	smg5 = num % 10; num /= 10;
    	smg4 = num % 10; num /= 10;
    	smg3 = num % 10; num /= 10;
    	smg2 = num % 10; num /= 10;
    	smg1 = num % 10;
    	
    	Nixie_Show();
    }