片机原理与接口技术-键盘接口技术.ppt
键盘接口原理,生物医学091班,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。下面介绍键盘的工作原理和键盘的工作方式。,键盘由一组规则排列的按键组成，一个按键实际上是一个开关元件，也就是说键盘是一组规则排列的开关。单片机使用的按键是一种常开型的开关，平时按键的两个触点处于断开状态，按下键时它们才闭合（一）键盘输入应解决的问题1键盘的任务(1)判别是否有键按下？若有，进入下一步工作。(2)识别哪一个键被按下，并求出相应的键值。(3)根据键值，找到相应键值的处理程序入口,2键盘输入的特点,常见键盘：触摸式键盘、薄膜键盘和按键式键盘，最常用的是按键式键盘。如图（a）所示，按键开关的两端分别连接在行线和列线上，通过键盘开关机械触点的断开、闭合，其行线电压输出波形如图（b）所示。,3按键的识别,键的闭合与否，行线输出电压上就是呈现高电平或低电平。高电平，表示键断开，低电平则表示键闭合，通过对行线电平的高低状态的检测，可确认按键按下以及按键释放与否。为了确保对一次按键动作只确认一次按键有效，必须消除抖动期t1和t3的影响。,4如何消除按键的抖动,单片机系统中应用的一般是由机械触点构成的按键。当机械触点断开、闭合时，会有抖动，如下图所示。在触点抖动期间检测按键的通与断状态，可能导致判断出错。即按键一次按下或释放被错误地认为是多次操作，这种情况是不允许出现的。,按键去抖动的方法有两种：一种软件延时；另一种是采用专用的键盘/显示器接口芯片，这类芯片中都有自动去抖动的硬件电路。,(二）键盘的工作原理,1非编码键盘常见的为两种结构：独立式键盘和矩阵式键盘（1）独立式键盘特点是：一键一线，各键相互独立，每个键各接一条I/O口线，通过检测I/O输入线的电平状态，可容易地判断哪个按键被按下,2）矩阵式键盘矩阵式（也称行列式）键盘用于按键数目较多的场合，由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上，在按键数目较多的场合，要节省较多的I/O口线。由于矩阵式键盘中行、列线为多键共用，各按键彼此将相互发生影响，所以必须将行、列线信号配合，才能确定闭合键位置。,下面讨论矩阵式键盘按键的识别方法。,扫描法。第1步，识别键盘有无键按下；第2步，如有键被按下，识别出具体的键位。扫描法的思想是，先把某一列置为低电平，其余各列置为高电平，检查各行线电平的变化，如果某行线电平为低电平，则可确定此行此列交叉点处的按键被按下,线反转法。扫描法要逐列扫描查询，有时则要多次扫描。而线反转法则很简练，无论被按键是处于第一列或最后一列，均只需经过两步便能获得此按键所在的行列值，让行线编程为输入线，列线编程为输出线，再把行线编程为输出线，列线编程为输入线,键盘的工作方式,单片机在忙于其他各项工作任务时，如何兼顾键盘的输入，这取决于键盘的工作方式。工作方式选取原则是，既要保证及时响应按键操作，又不过多占用单片机工作时间。键盘工作方式有3种，即编程扫描、定时扫描和中断扫描。,编程扫描方式,1编程扫描方式也称查询方式，利用单片机空闲时，调用键盘扫描子程序，反复扫描键盘。如果单片机的查询的频率过高，虽能及时响应键盘的输入，但也会影响其他任务的进行。查询的频率过低，可能会键盘输入漏判。所以要根据单片机系统的繁忙程度和键盘的操作频率，来调整键盘扫描的频率,定时扫描方式,2定时扫描方式每隔一定的时间对键盘扫描一次。在这种方式中，通常利用单片机内的定时器产生的定时中断，进入中断子程序来对键盘进行扫描，在有键按下时识别出该键，并执行相应键的处理程序。为了不漏判有效的按键，定时中断的周期一般应小于100ms。,中断扫描方式,3中断扫描方式为提高单片机扫描键盘的工作效率，可采用中断扫描方式，如图10-11所示。图中的键盘只有在键盘有按键按下时，发出中断请求信号，单片机响应中断，执行键盘扫描程序中断服务子程序。如无键按下，单片机将不理睬键盘。此种方式的优点是，只有按键按下时，才进行处理，所以其实时性强，工作效率高。,图10-11 采用线反转法的矩阵式键盘,非编码矩阵式键盘所完成的工作分为3个层次。（1）单片机如何来监视键盘的输入，体现在键盘的工作方式上就是：编程扫描；定时扫描；中断扫描。（2）确定按下键的键号。体现在按键的识别方法上就是：扫描法；线反转法。（3）根据按下键的键号，实现按键的功能，即跳向对应的键处理程序。,编程扫描方式,编程扫描方式是利用CPU完成其他工作的空余调用键盘扫描子程序来响应键盘输入的要求。在执行键功能程序时，CPU不再响应键输入要求，直到CPU重新扫描键盘为止。键盘扫描程序一般应包括以下内容：（1）判别有无键按下。（2）键盘扫描取得闭合键的行、列值。（3）用计算法或查表法得到键值。（4）判断闭合键是否释放，如没释放则继续等待。（5）将闭合键键号保存，同时转去执行该闭合键的功能。,定时扫描方式,定时扫描方式就是每隔一段时间对键盘扫描一次，它利用单片机内部的定时器产生一定时间（例如10ms）的定时，当定时时间到就产生定时器溢出中断，CPU响应中断后对键盘进行扫描，并在有键按下时识别出该键，再执行该键的功能程序。,中断扫描方式,当无键按下时，CPU处理自己的工作，当有键按下时，产生中断请求，CPU转去执行键盘扫描子程序，并识别键号。中断扫描方式可以提高CPU工作效率。,图中的4输入与门用于产生按键中断，其输入端与各列线相连，再通过上拉电阻接至+5V电源，输出端接至8051的外部中断输入端。具体工作如下：当键盘无键按下时，与门各输入端均为高电平，保持输出端为高电平；当有键按下时，端为低电平，向CPU申请中断，若CPU开放外部中断，则会响应中断请求，转去执行键盘扫描子程序。,UpDown；上下行标志StartEnd；启动及停止标志LAMPCODE；存放流动的数据代码,程序中用到的变量和常量的定义,程序中调用的子程序,KEY；键盘程序 KEYPROC；键盘处理程序 LAMP；灯显示程序 DELAY；延时程序，键盘处理中调用,8279可编程键盘/显示器接口技术8279的工作原理键盘部分 提供64按键阵列(可扩展为128)的扫描接口，也可以接传感器阵列。键的按下可以是双键锁定或N键互锁。键盘输入经过反弹跳电路自动消除前后沿按键抖动影响之后，被选通送入一个8字符的FIFO(先进先出栈)存储器。如果送入的字符多于8个，则溢出状态置位。按键输入后将中断输出线升到高电平向CPU发中断申请。显示部分 对7段LED、白炽灯或其他器件提供显示接口。8279有一个内部的168显示RAM，组成一对164存储器。显示RAM可由CPU写入或读出。显示方式有从右进入的计算器方式和从左进入的电传打字方式。显示RAM每次读写之后，其地址自动加1。,谢谢观看,Thank you,
