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【51单片机】萌新持续学习中《矩阵 密码锁 点阵屏》

网友: 技术文档 2025-09-02 19:17:50

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 #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 #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 #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>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 #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;i15){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。

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