【51单片机】萌新持续学习中《矩阵 密码锁 点阵屏》

前言：

大家好！！！

今天继续分享51单片机的有关知识，小萌新学到哪就得小小的分享一下，鼓励自己，总结复习一下，也希望对大家有所帮助。

在上一章节说的单片机的组成和原理，也分享了一些简单的案例如：led的点亮 流动等等。都是比较简单的，今天分享一些高级货色，有趣的。如矩阵密码锁，秒表，矩阵点阵屏的画面显示 动画显示。

欧克 废话不多说直接上正题。。

这里主要写出主函数，其他的头文件会在另一篇文章中完整体现。

有实物视频演示，大家可以进入主页看看奥！！！

一·矩阵密码锁

硬件连接 ：

采用4×4矩阵键盘，

• 消抖与松手检测 ：必须 添加延时函数**（Delay(10ms)** ）和**while(P1!=0xf0)**循环，避免误触发。

密码逻辑：

• 输入：S1-S10为数字键，输入时通过Password = Password*10 + KeyNum%10实现密码左移存储（例：输入"12"即0001×10+2=0012）。
• 验证：循环比较输入值与预设密码，若完全匹配则置标志位Flag=1，触发开锁；否则显示"ERR"。
• 功能键：S11（确认）、S12（取消/清零）。

这里主要写出主函数，其他的头文件会在另一篇文章中完整体现。

代码如下：

逻辑很简单的，学过写C语言的应该都可以理解的。

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"		//包含Delay头文件
#include "LCD1602.h"	//包含LCD1602头文件
#include "MatrixKey.h"	//包含矩阵键盘头文件

unsigned char KeyNum;
unsigned int password,count;

void main()
{
	LCD_Init();							//LCD初始化
	LCD_ShowString(1,1,"password:");	//LCD显示字符串
	while(1)
	{
		KeyNum=MatrixKey();	
		if(KeyNum)						//如果有按键按下
		{
			if(KeyNum<=10)
			{	
				if(count<4)
				{
					password*=10;//左移数字
					password+=KeyNum%10;//获取密码
					count++;
				}
				LCD_ShowNum(2,1,password,4);	//更新显示
			}	
			if(KeyNum==11)
			{
				if(password==2005)//
				{
					LCD_ShowString(1,14,"ok ");
					password=0;
					count=0;
			 	  LCD_ShowNum(2,1,password,4);	//更新显示

				}
				else
				{
					LCD_ShowString(1,14,"err");
					LCD_ShowNum(2,1,password,4);				//更新显示
					password = 0;      // 重置密码
					count = 0;            // 重置计数
				}
			}
			
			if(KeyNum==12)
			{
				password=0;
				count=0;
				LCD_ShowNum(2,1,password,4);	//更新显示
				LCD_ShowString(1,14,"   ");
			}
		}
	}
}

分析：

LCD_ShowString(1,1,"password:"); 这里是库函数类似于C语言中的printf

LCD_ShowString 显示字符串

LCD_ShowNum 显示数字
password*=10;//左移数字，二进制储存 乘10 会向前进一位 如0101 ->0110

password+=KeyNum%10;//获取密码

count++; 次数加加 4次以后会截至储存

if(KeyNum==11) //按下按键11会确定设置答案与所输入的是否一样

{

if(password==2005) //这里设置答案为2005

{

LCD_ShowString(1,14,"ok ");//如果一样就会显示ok

password=0;

count=0;

LCD_ShowNum(2,1,password,4); //更新显示

}

else

{

LCD_ShowString(1,14,"err");

LCD_ShowNum(2,1,password,4); //更新显示

password = 0; // 重置密码

count = 0; // 重置计数

}

}

视频：

按键密码锁

二·秒表计时

实现基础 ：使用单片机内部的定时器

工作模式：将T0设置为16位定时器模式。

计时逻辑：

1. 在中断服务程序中，对中断次数进行计数。

2. 秒变量满60，分钟变量加1，秒变量清零，以此类推。

3. 秒表的启动、暂停、清零功能通过按键来控制状态机。

这里可以直接得到定时计算器的完整代码。

代码如下：

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "LCD1602.h"
#include "Timer0.h"

unsigned char Sec=55,Min=59,Hour=23;
void main()
{
	LCD_Init();
	Timer0Init();
	LCD_ShowString(1,1,"Clock:");
	LCD_ShowString(2,1,"  :  : ");
	while(1)
	{
		LCD_ShowNum(2,1,Hour,2);
		LCD_ShowNum(2,4,Min,2);
		LCD_ShowNum(2,7,Sec,2);
	}
}

void Timer0_Routine() interrupt 1
{
	static unsigned int T0Count;
	TL0 = 0x18;		//设置定时初值
	TH0 = 0xFC;		//设置定时初值
	T0Count++;
	if(T0Count>=1000)
	{
		T0Count=0;
		Sec++;
		if(Sec>=60)
		{
			Sec=0;
			Min++;
			if(Min>=60)
			{
				Min=0;
				Hour++;
				if(Hour>=24)
				{
					Hour=0;
				}
			}
		}
	}
}

分析：

if(T0Count>=1000)    //这里是时间的演示，
	{
		T0Count=0;
		Sec++;
		if(Sec>=60)//秒60分加1
		{
			Sec=0;
			Min++;
			if(Min>=60)//分满60时加1
			{
				Min=0;
				Hour++;
				if(Hour>=24)
				{
					Hour=0;
				}
			}
		}
	}

视频：

三·矩阵点阵屏图形

原理：

一个8x8 LED点阵屏由64个发光二极管组成，排列成8行×8列的矩阵。它有16个引脚：

行引脚 (Anodes - 阳极) ： 通常对应内部LED的阳极。当某一行被给予高电平 （+5V），一列被给予低电平（0V/GND）时，对应位置的LED就会点亮。

列引脚 (Cathodes - 阴极)： 通常对应内部LED的阴极。

共阳 和共阴是两种主要类型，驱动逻辑相反：

共阳 (Common Anode) : 所有LED的阳极连接在一起作为行线。要点亮一个LED，对应的行给高电平 ，列给低电平。

共阴 (Common Cathode) : 所有LED的阴极连接在一起作为列线。要点亮一个LED，对应的行给低电平 ，列给高电平。

具体图形绘制:

可以画一个8*8的正方形，在里面画出自己的图形（1表示亮 0表示熄灭）

如

juzhen(0,0x3C);

juzhen(1,0x42);

juzhen(2,0xA9);

juzhen(3,0x85);

juzhen(4,0x85);

juzhen(5,0xA9);

juzhen(6,0x42);

juzhen(7,0x3C);

图形为笑脸

完整代码：

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "juzhen.h"

sbit RCK=P3^5;
sbit SCK=P3^6;
sbit SER=P3^4;

void _74HC595_WriteByte(unsigned char Byte)
{
	unsigned char i;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
			SER=Byte&(0x80>>i);
			SCK=1;
			SCK=0;
	}
	RCK=1;
	RCK=0;
}

void juzhen(unsigned char lie,Data)
{
	_74HC595_WriteByte(Data);
	P0=~(0x80>>lie);
	Delay(1);
	P0=0xFF;
}
void chushi()
{
	SCK=0;
	RCK=0;
}

void main()
{
  chushi();
	while(1)
	{
		juzhen(0,0x3C);
		juzhen(1,0x42);
		juzhen(2,0xA9);
		juzhen(3,0x85);
		juzhen(4,0x85);
		juzhen(5,0xA9);
		juzhen(6,0x42);
		juzhen(7,0x3C);
	}
}

视频：

点阵屏图形

四·矩阵点阵屏动画

LED点阵屏采用动态扫描技术，其基本原理是：

• 每次只点亮一列(共阴)或一行(共阳)的LED

• 以极快的速度(通常>100Hz)循环扫描所有列/行

• 利用人眼的"视觉暂留"效应(Persistence of Vision)，形成稳定的图像感知

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "MatrixLED.h"

//动画数据
unsigned char code Animation[]={
	0x3C,0x42,0xA9,0x85,0x85,0xA9,0x42,0x3C,
	0x3C,0x42,0xA1,0x85,0x85,0xA1,0x42,0x3C,
	0x3C,0x42,0xA5,0x89,0x89,0xA5,0x42,0x3C,
};

void main()
{
	unsigned char i,Offset=0,Count=0;
	MatrixLED_Init();
	while(1)
	{
		for(i=0;i<8;i++)	//循环8次，显示8列数据
		{
			MatrixLED_ShowColumn(i,Animation[i+Offset]);
		}
		Count++;			//计次延时
		if(Count>15)
		{
			Count=0;
			Offset+=8;		//偏移+8，切换下一帧画面
			if(Offset>16)
			{
				Offset=0;
			}
		}
	}
}

视频

动画

总结：

单片机是一个比较复杂的学科，综合性极强，这个就需要我们更勤快的学习，总结，多运用。

原理图一定要翻好，不然有点无从下手。