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输入模块

1.矩阵键盘

1.1结构图

4*4的矩阵键盘实验

• 矩阵键盘检测方法：

• 将高位（后4位）设置为输出；

• 将其中一位设置为低电平，其余为高电平；

• 将低位（前4位）设置为输入并上拉

• 如果没有按键按下，其中的那一位值位0xEF

• 若有按键按下，根据实际读取值判断按键（如图）

2.基于TM1638的按键数码管模块

2.1实物图

2.2TM1638简介

TM1638是带键盘扫描接口的LED(发光二极管显示器)驱动控制专用电路，内部集成有MCU 数字接口、数据锁存器、LED 高压驱动、键盘扫描等电路。主要应用于冰箱、空调、家庭影院等产品的高段位显示屏驱动。

2.3特性说明

• 采用功率CMOS 工艺
• 显示模式10 段x8位
• ·键扫描(8x3bit)
• 辉度调节电路(占空比8级可调)·
• 串行接口(CLK，STB，DIO)
• 振荡方式:RC振荡(450KHz+5%)·
• 内置上电复位电路采用SOP28封装

2.4输入输出时序

读取和接收1个BIT都在时钟的上升沿操作。

2.5显示数码管(实操)

main.c

#include "TM1638.h"
#include <msp430.h>  // 假设使用MSP430单片机
#include "SysCLK.h"// TM1638段码表（0-9的显示编码）
//const unsigned char tab1[] = {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F};
//const unsigned char tab_f[] = {0xBF, 0x86, 0xDB,0xCF, 0xE6, 0xED, 0xFD, 0x87, 0xFF, 0xEF};
unsigned char num[8] = {2, 0, 2, 1, 1, 2, 1, 7}; // 数码管初始显示值
char i;
int sum = 2014;// // 延时函数（需根据实际时钟频率调整）
// void delay_ms(unsigned int ms) {
//     while (ms--) {
//         __delay_cycles(1000); // 假设1ms延时
//     }
// }int main(void) {WDTCTL = WDTPW | WDTHOLD;  // 关闭看门狗定时器P1DIR |= BIT2 | BIT3 | BIT4; // 设置P1.2(STB), P1.3(CLK), P1.4(DIO)为输出init_TM1638();  // 初始化TM1638模块// // 示例1：单个LED轮流点亮（需取消注释）// for(i = 0; i < 8; i++) {//     Write_oneLED(i, 1); // 点亮第i个LED//     delay_ms(500);//     Write_oneLED(i, 0); // 熄灭第i个LED// }// // 示例2：多个LED同时点亮（需取消注释）// Write_allLED(0x01);    // 仅第1个LED亮// delay_ms(1000);// Write_allLED(0x0F);    // 第1-4个LED亮// // 示例3：指定数码管显示数字（需取消注释）// Write_DATA(0, tab1[2]);  // 第1个数码管显示"2"// Write_DATA(2, tab1[0]);  // 第2个数码管显示"0"// // 示例4：按键扫描与显示（需取消注释）// while(1) {//     i = Read_key();//     if (i < 8) {  // 有效按键值为0-7//         while(Read_key() == i); // 等待按键释放//         Write_DATA(0, tab1[i]); // 在第一个数码管显示按键编号//     }// }// 示例5：数码管显示函数测试（需取消注释）// TM1638_Show_Left(3254);    // 左4位显示"3254"// TM1638_Show_Right(3521);   // 右4位显示"3521"// TM1638_ShowSEG4_Left_point(6012); // 显示"60.12"// TM1638_ShowSEG4_Left_xs(60.04);   // 显示"60.04"TM1638_ShowSEG4_Right_point(2024); //显示20.24delay_ms(5000);//5秒后切换TM1638_ShowSEG4_Right_xs(20.25); //显示20.25while(1); // 主循环
}

TM1638.c

#include "TM1638.h"
#include "SysCLK.h"  // 包含延时函数头文件
#include <msp430.h>// TM1638段码表（0-9的显示编码）
const unsigned char tab1[] = {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F};
const unsigned char tab_f[] = {0xBF, 0x86, 0xDB, 0xCF, 0xE6, 0xED, 0xFD, 0x87, 0xFF, 0xEF};// TM1638初始化函数
void init_TM1638(void)
{unsigned char i;Write_COM(0x8b);  // 设置亮度为第4级（0x88-0x8f对应8级亮度，0x8b为中间亮度）Write_COM(0x40);  // 设置为地址自动递增模式（写入数据后地址自动+1）CLR_STB;          // 拉低STB，开始通信TM1638_Write(0xc0); // 设置起始地址为0xC0（对应数码管/LED的初始地址）for(i = 0; i < 16; i++) // 清除16个地址的数据（初始化数码管和LED为全灭）{TM1638_Write(0x00); // 写入0x00（关闭所有段）}SET_STB;          // 拉高STB，结束初始化
}// 读数据函数
unsigned char TM1638_Read(void)
{unsigned char i;unsigned char temp = 0;DIO_DIR_IN;  // 设置DIO为输入模式for(i = 0; i < 8; i++){temp >>= 1;       // 右移一位，准备接收新数据CLR_CLK;          // 拉低CLK，准备读取数据if(DIO_READ)      // 读取DIO引脚状态{temp |= 0x80; // 如果DIO为高电平，设置temp的最高位}SET_CLK;          // 拉高CLK，完成一位数据的读取}return temp;          // 返回读取的8位数据
}// 写数据函数
void TM1638_Write(unsigned char S_DATA)
{unsigned char i;DIO_DIR_OUT;  // 设置DIO为输出模式for(i = 0; i < 8; i++){CLR_CLK;  // 拉低CLK，准备发送数据if(S_DATA & 0x01)  // 检查最低位是否为1{SET_DIO;  // 如果最低位为1，设置DIO为高电平}else{CLR_DIO;  // 如果最低位为0，设置DIO为低电平}S_DATA >>= 1;  // 右移一位，准备发送下一位数据SET_CLK;       // 拉高CLK，完成当前位的发送}
}// 写入命令字
void Write_COM(unsigned char cmd)
{CLR_STB;            // 拉低STB，开始通信TM1638_Write(cmd);  // 写入命令字（注意：原代码中函数名拼写错误，应为TM1638_Write）SET_STB;            // 拉高STB，结束通信
}// 指定地址写入数据
void Write_DATA(unsigned char add, unsigned char DATA)
{Write_COM(0x44);    // 发送固定命令字0x44（表示写入数据模式）CLR_STB;            // 拉低STB，开始数据写入TM1638_Write(0xC0 | add);  // 发送地址（add为0~15，0xC0为地址命令前缀）TM1638_Write(DATA);        // 写入数据SET_STB;            // 拉高STB，结束写入
}// 读取按键值
unsigned char Read_key(void)
{unsigned char c[4], i, key_value = 0;CLR_STB;                      // 拉低STB，开始通信TM1638_Write(0x42);           // 发送读键扫数据命令（0x42）for(i = 0; i < 4; i++)        // 读取4个字节的键扫数据{c[i] = TM1638_Read();     // 每次读取1字节}SET_STB;                      // 拉高STB，结束通信for(i = 0; i < 4; i++)        // 将4字节数据合并为1字节{key_value |= c[i] << i;   // 按位合并（c[0]在最低位，c[3]在最高位）}for(i = 0; i < 8; i++)        // 检测按键位置（0~7）{if((0x01 << i) == key_value)  // 检查哪一位为1break;                // 找到按键位置后退出循环}return i;                     // 返回按键编号（0~7）
}// 单独控制一个LED函数
// 参数说明：
//   num  - 需要控制的LED序号（通常为0~7，对应8个LED）
//   flag - 控制标志：0表示熄灭LED，非0表示点亮LED
void Write_oneLED(unsigned char num, unsigned char flag)
{if(flag)  // 如果flag非0，点亮LED{Write_DATA(2 * num + 1, 1);  // 写入数据1到指定地址（奇数地址）}else      // 如果flag为0，熄灭LED{Write_DATA(2 * num + 1, 0);  // 写入数据0到指定地址（奇数地址）}
}// 控制全部LED函数
// 参数说明：
//   LED_flag - 8位无符号字符，每位对应一个LED的状态（1点亮，0熄灭）
void Write_allLED(unsigned char LED_flag)
{unsigned char i;for(i = 0; i < 8; i++)  // 遍历8个LED（0~7）{if(LED_flag & (1 << i))  // 检查第i位是否为1{Write_DATA(2 * i + 1, 1);  // 点亮第i个LED（写入1到对应奇数地址）}else{Write_DATA(2 * i + 1, 0);  // 熄灭第i个LED（写入0到对应奇数地址）}}
}// 显示4位数字（左4位数码管）
void TM1638_Show_Left(unsigned int data)
{unsigned int d[4], i;d[0] = data / 1000;          // 提取千位数字d[1] = data / 100 % 10;      // 提取百位数字d[2] = data / 10 % 10;       // 提取十位数字d[3] = data % 10;            // 提取个位数字for (i = 0; i < 4; i++){Write_DATA(i * 2, tab1[d[i]]);  // 写入数字到左4位数码管（地址0,2,4,6）}
}// 显示4位数字（右4位数码管）
void TM1638_Show_Right(unsigned int data)
{unsigned int d[4], i;d[3] = data / 1000;          // 提取千位数字d[2] = data / 100 % 10;      // 提取百位数字d[1] = data / 10 % 10;       // 提取十位数字d[0] = data % 10;            // 提取个位数字for (i = 0; i < 4; i++)      // 从右4位数码管地址开始（地址14,12,10,8）{Write_DATA((7 - i) * 2, tab1[d[i]]);  // 写入数字到右4位数码管}
}// 显示4位整数（左4位数码管，第2位后有小数点）
void TM1638_ShowSEG4_Left_point(unsigned int data)
{unsigned int gw, sw, bw, qw;gw = data % 10;            // 提取个位sw = (data % 100) / 10;    // 提取十位bw = (data % 1000) / 100;  // 提取百位qw = (data % 10000) / 1000; // 提取千位Write_DATA(0, tab1[qw]);     // 千位数（地址0）Write_DATA(2, tab_f[bw]);   // 百位数带小数点（地址2）Write_DATA(4, tab1[sw]);     // 十位数（地址4）Write_DATA(6, tab1[gw]);     // 个位数（地址6）
}// 显示4位小数（左4位数码管，第2位后有小数点）
void TM1638_ShowSEG4_Left_xs(float data1)
{unsigned int gw, sw, bw, qw, data;data = (int)(data1 * 100); // 将小数转为整数（保留2位小数）gw = data % 10;            // 提取小数第2位（原个位）sw = (data % 100) / 10;    // 提取小数第1位（原十位）bw = (data % 1000) / 100;  // 提取整数部分个位（原百位）qw = (data % 10000) / 1000; // 提取整数部分十位及以上（原千位）Write_DATA(0, tab1[qw]);     // 整数高位（地址0）Write_DATA(2, tab_f[bw]);   // 整数低位带小数点（地址2）Write_DATA(4, tab1[sw]);     // 小数第1位（地址4）Write_DATA(6, tab1[gw]);     // 小数第2位（地址6）
}// 显示4位整数（右4位数码管，第2位后有小数点）
void TM1638_ShowSEG4_Right_point(unsigned int data)
{unsigned int gw, sw, bw, qw;gw = data % 10;            // 提取个位sw = (data % 100) / 10;    // 提取十位bw = (data % 1000) / 100;  // 提取百位qw = (data % 10000) / 1000; // 提取千位Write_DATA(8, tab1[qw]);     // 千位数（地址8）Write_DATA(10, tab_f[bw]);   // 百位数带小数点（地址10）Write_DATA(12, tab1[sw]);     // 十位数（地址12）Write_DATA(14, tab1[gw]);     // 个位数（地址14）
}// 显示4位小数（右4位数码管，第2位后有小数点）
void TM1638_ShowSEG4_Right_xs(float data1)
{unsigned int gw, sw, bw, qw, data;data = (int)(data1 * 100); // 将小数转为整数（保留2位小数）gw = data % 10;            // 提取小数第2位（原个位）sw = (data % 100) / 10;    // 提取小数第1位（原十位）bw = (data % 1000) / 100;  // 提取整数部分个位（原百位）qw = (data % 10000) / 1000; // 提取整数部分十位及以上（原千位）Write_DATA(8, tab1[qw]);     // 整数高位（地址8）Write_DATA(10, tab_f[bw]);   // 整数低位带小数点（地址10）Write_DATA(12, tab1[sw]);     // 小数第1位（地址12）Write_DATA(14, tab1[gw]);     // 小数第2位（地址14）
}

TM1638.h

#ifndef __TM1638_H
#define __TM1638_H
#include "TM1638.h"
#include "msp430.h"
// TM1638模块引脚定义
#define CLR_STB    P1OUT &= ~BIT2  // 将STB引脚置低
#define SET_STB    P1OUT |= BIT2   // 将STB引脚置高#define CLR_CLK    P1OUT &= ~BIT3  // 将CLK引脚置低
#define SET_CLK    P1OUT |= BIT3   // 将CLK引脚置高#define DIO_DIR_IN   P1DIR &= ~BIT4  // 设置DIO引脚为输入模式
#define DIO_DIR_OUT  P1DIR |= BIT4   // 设置DIO引脚为输出模式
#define CLR_DIO    P1OUT &= ~BIT4    // 将DIO引脚置低
#define SET_DIO    P1OUT |= BIT4     // 将DIO引脚置高
#define DIO_READ    P1IN & BIT4      // 读取DIO引脚状态// 外部定义的段码表（需在.c文件中实现）
extern const unsigned char tab1[];
extern const unsigned char tab_f1[];// 函数声明
void init_TM1638(void);
unsigned char TM1638_Read(void);
void TM1638_Write(unsigned char S_DATA);
void Write_COM(unsigned char cmd);
void Write_DATA(unsigned char add, unsigned char DATA);
unsigned char Read_key(void);
void Write_oneLED(unsigned char num, unsigned char flag);
void Write_allLED(unsigned char LED_flag);
void TM1638_Show_Left(unsigned int data);
void TM1638_Show_Right(unsigned int data);
void TM1638_ShowSEG4_Left_point(unsigned int data);
void TM1638_ShowSEG4_Left_xs(float data1);
void TM1638_ShowSEG4_Right_point(unsigned int data);
void TM1638_ShowSEG4_Right_xs(float data1);#endif

时钟部分代码，主要是个延时，有需要留言即可.