输入输出设备及接口技术(键盘)

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1、第十章 输入/输出设备及接口技术10.2 键盘接口技术常用的按键，都存在两种状态：断开和闭合 当某一键被按下，则为闭合状态键释放，则为断开状态键盘电路的功能就是将键的闭合和断开状态用 “0”和“1”来表示，然后通过数据线送到CPU内进 行键的识别一 键盘工作原理1. 键盘的可靠性按键的机械抖动：在实际按键操作中，由于按键动作是一个机械动作，键在闭合或断开的过程会发生抖动 键抖动时间的长短与开关的机械特性和人 的操作有关，一般为5ms10ms左右，然后达到 稳定状态。键盘接口:为了保证CPU对键的一次操作仅 作一次处理，必须去除抖动，使CPU在键的稳定 闭合或断开状态时读取键值。抖动时间 10m

2、s 开关动作时间 100ms“ 1 ”“ 0 ”10msI/O 接 口+5v+5v消除抖动电路按键单片机消除抖动的方法硬件去抖：软件：在键盘接口中，另一种普遍使用的是采用软 件延时来完成消抖的方法。基本思想是：在检测到按键按下或释放时，记 录按键的状态，延时大约10ms，再次检测按键的状 态，若与前一次的状态相同，说明按键的状态已稳 定，可进行处理；否则，表示键的状态不稳定，可 能是误动作，不应被处理。二 、独立式按键 1、接口设计P1.0P1.1P1.7+5v(1) 接口与数据每个按键单独占有一根 I/O接口引线。输入每根I/O接口引线的 信号对应某个按键状态。2、独立式按键接口程序设计键盘

3、处理程序任务 1)键输入检查键盘是否有键被按下，消除按 键抖动。确定被按键的键号。硬件电路消除抖动或软件消除抖动。 2)键译码确定键值 3)键处理根据键值转移到不同程序段。若键 值属于数字、字符键，则调用显示数字 和字符的子程序。若键值属于功能键， 则进行多分支转移，执行各个功能程序 段。延时等待10ms仍有按键信号？ Y有按键信号？NYN键盘处理按键释放？NY3、独立式按键接口程序KEY:SETB P1.0JB P1.0, KEY ；有键按下P1.0=0KEY1: ACALL DELAY ；延时，防止抖动SETB P1.0 JB P1.0, KEY ；键是否仍按下？KEY2:JNB P1.0

4、, KEY2 ；消除了连击功能ACALL PROGRAM ；RET三、矩阵式键盘1、结构 由多条I/O接口引线组成矩阵式键盘由行线和列 线组成，按 键位于行、 列线的交叉 点上行： 输入列： 输出矩阵式键盘中，行、列线分别连接到按键开关的两端当无键按下时，行线处于高电平状态；当有键按下时，行、列线将导通，此时，行线电平将由与此行线相连的列线电平决定。这是识别按键是否按下的关键。矩阵键盘中的行线、列线和多个键相连，各按键按下与否均影响该键所在行线的电平，各按键间将相互影响，因此，必须将行线、列线信号配合起来作适当处理，才能确定闭合键的位置。2. 矩阵式键盘按键的识别识别按键的方法很多，其中，最常

5、见的方法是扫描法。(1) 判断有无键按下。 方法为：输出口全为“0”，读输入口状态，若全为“1”， 则说明无键按下；若不全为“1”，则说明有键按下(2) 消除按键抖动的影响。 方法为：在判断有键按下后，用软件延时的方法延时10ms后 ，再判断键盘状态，如果仍为有键按下状态，则认为有一个 按键按下，否则当作按键抖动来处理。（3）键的识别。 方法为：列线逐列输出“0”，某行有键按下，则对应行线输 入为“0”，若该行无键按下，对应行线输入为“1”。四. 键盘的工作方式对键盘的响应取决于键盘的工作方式，键盘的工作 方式应根据实际应用系统中CPU的工作状况而定，其选取 的原则是既要保证CPU能及时响应按

6、键操作，又不要过多 占用CPU的工作时间。通常，键盘的工作方式有三种，即 编程扫描、定时扫描和中断扫描。1： 编程扫描方式编程扫描方式是利用CPU完成其它工作的空余时间， 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。2： 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。定时扫描方式的硬件电路与编程扫描方式相同按键处理程序：延时消抖键扫

7、描求键号延时键译码求键值输入数字跳转各功能程序有按键输入？确有按键？按键释放？是数字键？3： 中断扫描方式采用上述两种键盘扫描方式时，无论是 否按键，CPU都要定时扫描键盘，而单片机 应用系统工作时，并非经常需要键盘输入， 因此，CPU经常处于空扫描状态。中断式键盘电路 P1.0-P1.3 输出，为“0” P1.4-P1.7 输入无键按下时，与门各输入 端均为高电平，输出端保 持为高电平有键按下时，与门输入有 低，输出端为低电平，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。五：键盘接口原理图程序流程图用行扫描法进行键扫描的程序其中KS1为判键闭合的

8、子程序。有键闭合时（A）=0。DIR为数码显示器扫描显示子程序,执行一次的时间约6ms。程序执行后, 若键闭合, 键值存入A中, 键值的计算公式是: 键值=行号4+列号； 若无键闭合, 则A中存入标志FFH。 键盘扫描程序： KEY1: LCALL KS1 ;检查有闭合键否？JNZ LK1 ;A非0,有键闭合则转LJMP LK8 ;无键闭合转返回 LK1: LCALL DIR ;有键闭合,则延时12msLCALL DIR ;消抖LCALL KS1 ;再次检查有键闭合否？JNZ LK2 ;有键闭合则转LJMP LK8 ;无键闭合转返回 LK2: MOV R3,00H ;行号初值送R3 MOV R

9、2,0FEH ;行扫描初值送R2 LK3: MOV DPTR,7F01H ;指向8155的PA口MOV A,R2 ;行扫描值送AMOVX DPTR,A ;扫描1行INC DPTRINC DPTR ;指向8155的PC口MOVX A,DPTR ;读入列值ANL A,0FH ;保留低4位MOV R4,A ;暂存列值CJNE A,0FH,LK4 ;列值非全“1”（有键按下），转计算键值MOV A,R2 ;行扫描值送AJNB ACC.7,LK8 ;已扫到最后1行则转RL A ;未扫完,则移至下1行MOV R2,A ;行值存入R2中INC R3 ;行号加1SJMP LK3 ;转至扫描下1行LK4: MO

10、V A,R3 ;行号送入AADD A,R3 ;行号2MOV R5,A ;暂存ADD A,R5 ;行号4MOV R5,A ;存入R5中MOV A,R4 ;列值送入ALK5: RRC A ;右移1位JNC LK6 ;该位为0则转INC R5 ;列号加1SJMP LK5 ;列号未判完继续LK6: PUSH R5 ;保护键值LK7: LCALL DIR ;扫描1遍显示器LCALL KS1 ;发全扫描信号JNZ LK7 ;键未释放则等待LCALL DIR ;键已释放LCALL DIR ;延时12ms,消抖POP A ;键值存入A中KND: RET ;返主程序LK8: MOV A,0FFH ;无键闭合标志

11、FFH存入A中RET ;返主程序KS1: MOV DPTR,7F01H ;有无闭合键判断子程序MOV A,00H ;取全扫描信号MOVX DPTR,A ;发全扫描信号INC DPTRINC DPTR ;指向8155的PC口MOVX A,DPTR ;读入列值ANL A,0FH ;保留低4位ORL A,0F0H ;高4位取“1”CPL A ;取反,无键按下则全0RET ;返主程序DIR数码显示器扫描显示子程序参阅LED数码显示器 键盘(显示)接口及程序设计图见P199 图10-7 8155的I/O口地址:7F00H-7F05HPA口:输出,作键盘的列线(键扫描)又作6位显示器的位扫描PB口:输出,

12、作显示器段数据输出PC口:输入,作键盘的行线(键输入) 键输入程序功能:1、判有无键按下2、去抖3、判键号4、其它（键释放才执行，多键等）键输入程序清单KEY1:MOV A,#03HMOV DPTR,#7F00HMOVX DPTR,AACALL KS1JNZ LK1ACALL DIR AJMP KEY1LK1:ACALL DIRACALL DIR ACALL KS1JNZ LK2ACALL DIRAJMP KEY1LK2:MOV R2,#0FEHMOV R4,#0 LK4:MOV DPTR,#7F01HMOV A,R2 MOVX DPTR,A INC DPTRINC DPTR MOVX A,D

13、PTRJB ACC.0,LONEMOV A,#0AJMP LKP LONE:JBACC.1,LTWOMOV A,#08HAJMP LKP LTWO:JB ACC.2,LTHRMOV A,#10HAJMP LKP LTHR:JB ACC.3,NEXTMOV A,#18H LKP:ADD A,R4PUSH ACCLK3:ACALL DIRACALLKS1JNZ LK3POP ACCRET NEXT:INC R4MOV A,R2 JNB ACC.7,KNDRL AMOV R2,AAJMP LK4 KND:AJMP KEY1KS1:MOV DPTR #7F01HMOV A,#0MOVX DPTR,AINC DPTRINC DPTRMOVX A,DPTRCPL AANL A,#0FHRET 注: A为”0”,则无键按下否则有键按下DIR:RET同P194程序,此略实验九 显示:设显示缓冲器为: 7CH（左） 、7DH、7EH、7FH（右）MOV A,#0HMOV 7CH,A MOV 7DH,AMOV 7EH,AMOV 7FH,AACALL DISP