鍵盤接口技術(shù)

鍵盤接口技術(shù)獨(dú)立式鍵盤矩陣式鍵盤訓(xùn)練項(xiàng)目鍵盤由一組規(guī)則排列的按鍵組成，一個(gè)按鍵實(shí)際上是一個(gè)開(kāi)關(guān)元件。在單片機(jī)外圍電路中，通常用到的按鍵是機(jī)械觸點(diǎn)式彈性開(kāi)關(guān)，其主要功能是把機(jī)械上的通斷轉(zhuǎn)換為電氣上的邏輯關(guān)系(1和0)，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合（0）時(shí)，線路導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)（1）時(shí)，線路斷開(kāi)。常見(jiàn)的鍵盤種類有獨(dú)立式鍵盤和矩陣式鍵盤。一、獨(dú)立式鍵盤1、獨(dú)立式鍵盤結(jié)構(gòu)鍵盤實(shí)際上是一組按鍵開(kāi)關(guān)的集合，平時(shí)按鍵開(kāi)關(guān)總是處于斷開(kāi)狀態(tài)，當(dāng)按下鍵時(shí)它才閉合。每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根I/O口線，每個(gè)按鍵工作不會(huì)影響其他I/O口線的狀態(tài)。多用于所需鍵盤不多的場(chǎng)合。2、獨(dú)立式鍵盤接口結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，每個(gè)按鍵接單片機(jī)的一條I/O線，通過(guò)對(duì)輸入線的查詢，可以識(shí)別每個(gè)按鍵的狀態(tài)。3、按鍵觸點(diǎn)的機(jī)械抖動(dòng)機(jī)械式按鍵在按下或釋放時(shí)，由于機(jī)械彈性作用的影響，通常伴隨有一定時(shí)間的觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)，然后其觸點(diǎn)才穩(wěn)定下來(lái)。抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短與開(kāi)關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為5—10ms。4、消抖方法為了克服按鍵觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)所致的檢測(cè)誤判，必須采取去抖動(dòng)措施，可從硬件、軟件兩方面予以考慮。在鍵數(shù)較少時(shí)，可采用硬件消抖；而當(dāng)鍵數(shù)較多時(shí)，采用軟件消抖。①硬件消抖②軟件消抖軟件上采取的措施是在檢測(cè)到有按鍵按下時(shí)，執(zhí)行一個(gè)10—20ms左右(具體時(shí)間應(yīng)視所使用的按鍵進(jìn)行調(diào)整)的延時(shí)程序，再確認(rèn)該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，若仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)該鍵處于閉合狀態(tài)；同理，在檢測(cè)到該鍵釋放后，也應(yīng)采用相同的步驟進(jìn)行確認(rèn)，從而消除抖動(dòng)的影響。二、矩陣式鍵盤1、矩陣式鍵盤結(jié)構(gòu)2、鍵盤掃描方式（1）掃描法

掃描法是在判定有鍵按下后逐列（或逐行）置低電平，同時(shí)讀入行（或列）的狀態(tài)，如果行（或列）的狀態(tài)出現(xiàn)非全1狀態(tài)，這時(shí)0狀態(tài)的行、列交點(diǎn)的鍵就是所按下的鍵。

掃描法需要逐列掃描查詢，當(dāng)被按下的鍵處于最后一列時(shí)，則需要經(jīng)過(guò)多次掃描才能獲得此鍵所處的行列值

（a）將行線編程為輸入線，列線為輸出線，并使輸出線輸出為全零，行線變?yōu)榈碗娖降臑榘存I所在行。（b）將列線編程為輸入線，行線為輸出線，并使輸出線輸出為全零，列線變?yōu)榈碗娖降臑榘存I所在列。（a）線反轉(zhuǎn)法第一步（b）線反轉(zhuǎn)法第二步

（2）反轉(zhuǎn)法三、訓(xùn)練項(xiàng)目1、簡(jiǎn)易數(shù)字調(diào)節(jié)器（1）訓(xùn)練目的①了解獨(dú)立式鍵盤的結(jié)構(gòu)與工作原理。②掌握按鍵的檢測(cè)與軟件消抖方法。③學(xué)會(huì)通過(guò)獨(dú)立式按鍵操作設(shè)置參數(shù)的編程方法。（3）任務(wù)引導(dǎo)（2）訓(xùn)練任務(wù)本項(xiàng)目要完成的任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易數(shù)字調(diào)節(jié)器。用兩位數(shù)碼管顯示數(shù)值，變化范圍00—59。開(kāi)始時(shí)顯示00，每按下key1鍵一次，數(shù)值加1；每按下key2鍵一次，數(shù)值減1；每按下key3鍵一次，數(shù)值歸零；按下key4鍵一次，利用定時(shí)器功能使數(shù)值開(kāi)始自動(dòng)每秒加1，再次按下key4鍵，數(shù)值停止自動(dòng)加1，保持原來(lái)的數(shù)。Key1—key4鍵均采用獨(dú)立式按鍵。由獨(dú)立式鍵盤工作原理知，要通過(guò)四個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)不同的數(shù)字顯示，只需要依次檢測(cè)key1—key4鍵是否有鍵按下，若有，延時(shí)10—20ms消抖后再判斷是否有鍵按下，若確認(rèn)有，再轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的按鍵動(dòng)作即可。（4）任務(wù)實(shí)施①硬件電路設(shè)計(jì)②軟件設(shè)計(jì)#include<reg52.h>//52系列單片機(jī)頭文件#include<stdio.h>//標(biāo)準(zhǔn)I/O庫(kù)函數(shù)頭文件#defineucharunsignedchar //宏定義#defineuintunsignedintucharcodeBitTab[]={0x7F,0xBF,0xDF,0xEF,0xF7,0xFB,0xFD,0xFE};//8字節(jié)位選碼ucharcodetable[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E,0xFF};//共陽(yáng)極0～F字段碼sbitkey1=P3^2;//定義按鍵sbitkey2=P3^3;sbitkey3=P3^4;sbitkey4=P3^5;ucharnumt0,num;voiddelayms(uintxms)//xms延時(shí)函數(shù){ uinti,j; for(i=xms;i>0;i--) for(j=110;j>0;j--);} voiddisplay(ucharnumdis) //顯示子函數(shù){ ucharshi,ge; //將要顯示的2位數(shù)分離成十位、個(gè)位 shi=numdis/10;//十位數(shù) ge=numdis%10;//個(gè)位數(shù) P0=table[shi]; //送十位數(shù)段選碼 P2=0x02; //送位選 delayms(5); //延時(shí) P2=0x00;//消隱 P0=table[ge]; //送個(gè)位數(shù)段選碼 P2=0x01;//送位選 delayms(5);//延時(shí) P2=0x00;//消隱}voidT0_init()//定時(shí)器T0初始化函數(shù){ TMOD=0x01; //設(shè)置定時(shí)器T0為工作方式1(00000001) TH0=(65536-50000)/256; //裝初值50ms中斷一次 TL0=(65536-50000)%256; EA=1; //開(kāi)總中斷 ET0=1; //開(kāi)定時(shí)器0中斷 }voidkeyscan()//鍵盤掃描子函數(shù){ if(key1==0) { delayms(10);//消抖 if(key1==0) { num++;//數(shù)值加1 if(num==60)//當(dāng)?shù)?0時(shí)重新歸0 num=0; while(!key1); //等待按鍵釋放 } } if(key2==0) { delayms(10);//消抖 if(key2==0) { if(num==0) //當(dāng)?shù)?時(shí)重新歸60 num=60; num--; //數(shù)值減1

while(!key2); } } if(key3==0) { delayms(10);//消抖 if(key3==0) { num=0;//數(shù)值歸0 while(!key3); } } if(key4==0) { delayms(10);//消抖 if(key4==0) { while(!key4);//等待按鍵釋放 TR0=~TR0; //啟動(dòng)或停止定時(shí)器T0 } }}voidmain(){ T0_init(); while(1) { keyscan(); display(num); }}voidT0_time()interrupt1//T0中斷服務(wù)函數(shù){ TH0=(65536-50000)/256; //重裝初值 TL0=(65536-50000)%256; numt0++; if(numt0==20) //如果中斷次數(shù)到20次，說(shuō)明1s時(shí)間到 { numt0=0; //numt0清0，