汽車單片機(jī)技術(shù) 課件 3.3矩陣式鍵盤控制數(shù)碼管顯示0~F

矩陣式鍵盤控制數(shù)碼管顯示0~F本次課主要內(nèi)容1.基本任務(wù)使用單片機(jī)AT89C52設(shè)計(jì)一個(gè)4*4矩陣鍵盤，16個(gè)按鍵分別對(duì)應(yīng)0~9、A~F。當(dāng)有按鍵按下時(shí)，數(shù)碼管顯示按下健的對(duì)應(yīng)字符；沒有按鍵按下時(shí)，數(shù)碼管無顯示。編程，自行設(shè)計(jì)proteus仿真圖，實(shí)現(xiàn)功能。認(rèn)識(shí)鍵盤鍵盤是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中人機(jī)交流不可缺少的輸入設(shè)備。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)開關(guān)元件。鍵盤通常使用機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵開關(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）。常見的鍵盤種類有：查詢（獨(dú)立）式鍵盤矩陣式鍵盤鍵盤分類按鍵按照結(jié)構(gòu)原理可分為兩類觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵，如機(jī)械式開關(guān)、導(dǎo)電橡膠式開關(guān)等；無觸點(diǎn)開關(guān)按鍵，如電氣式按鍵，磁感應(yīng)按鍵等。前者造價(jià)低，后者壽命長(zhǎng)。按鍵按照接口原理可分為兩類

編碼鍵盤，主要是用硬件來實(shí)現(xiàn)對(duì)按鍵的識(shí)別，硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜；非編碼鍵盤，主要是由軟件來實(shí)現(xiàn)按鍵的定義與識(shí)別，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，軟件編程量大。我們主要介紹單片機(jī)中常用的觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵、非編碼鍵盤。鍵盤防抖動(dòng)措施機(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，通常伴隨一定時(shí)間的觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)，然后才能穩(wěn)定下來。觸點(diǎn)抖動(dòng)過程如右圖所示，抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為5

10ms。若有抖動(dòng)，按鍵按下會(huì)被錯(cuò)誤地認(rèn)為是多次操作。

防抖動(dòng)措施為了克服按鍵觸點(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。鍵數(shù)較少時(shí)，采用硬件去抖；鍵數(shù)較多時(shí)，采用軟件去抖。

軟件去抖的步驟在檢測(cè)到有按鍵按下時(shí)，執(zhí)行一個(gè)10ms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)，從而消除抖動(dòng)的影響。軟件去抖流程圖在檢測(cè)到有按鍵按下時(shí)執(zhí)行一個(gè)10ms左右延時(shí)程序；再檢測(cè)該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)。若按鍵仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)該鍵是處于閉合狀態(tài)。

矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu)原理矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu)在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，若使用的按鍵較多時(shí)，通常采用矩陣式鍵盤。矩陣式鍵盤是由行線和列線組成的，按鍵位于行、列的交叉點(diǎn)上，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu)原理矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu)由上圖可知，一個(gè)4×4的行、列結(jié)構(gòu)，可以構(gòu)成一個(gè)含有16個(gè)按鍵的鍵盤，節(jié)省了很多I/O口。按鍵開關(guān)的兩端分別接行線和列線，列線通過上拉電阻接到+5V的電源上。將所有行線的電平狀態(tài)讀入；判斷所有行線是否都保持高電平狀態(tài)。若無鍵按下，所有的行線仍保持高電平狀態(tài)；若有鍵按下，行線中至少應(yīng)有一條線為低電平。如果第2行與第2列交叉點(diǎn)的鍵被按下，則第2行與第2列導(dǎo)通，第2行電平被拉低，讀入的行信號(hào)就為低電平，表示有鍵按下。判斷按鍵按下的方法在P1口輸出0x0f時(shí)，若沒有按鍵按下，行線處于高電平狀態(tài)，列線處于低電平狀態(tài)；當(dāng)有按鍵按下，按鍵所在的行線和列線導(dǎo)通，此時(shí)的行線電平由與該行線相連的列線電平來決定。問題：那么，能否肯定認(rèn)為是第2行第2列的鍵被按下呢？識(shí)別按鍵的方法識(shí)別按鍵的方法是采用鍵盤掃描方法，其方法是往列線上按順序一列一列的送出低電平。先送第0列為低電平，其它列為高電平，讀入的行的電平狀態(tài)就表明了第0列的4個(gè)鍵的情況，若讀入的行值全為高電平，則表示無鍵按下；再送第1列為低電平，其它列為高電平，讀入的行的電平狀態(tài)則顯示了該列上的4個(gè)按鍵的情況，若讀入的行值全為高電平，則表示無鍵按下；然后依次輪流給各列送出低電平，直至4列全部送完，再?gòu)牡?列開始，依此循環(huán)。采用鍵盤掃描，我們?cè)賮碛^察第2行與第2列交叉點(diǎn)的鍵按下時(shí)的判斷過程，當(dāng)?shù)?列送出低電平時(shí)，讀第2行為低電平，而其它列送出低電平時(shí)，讀第2行卻為高電平，由此即可斷定按下的鍵應(yīng)是第2行與第2列交叉點(diǎn)的鍵。按鍵編碼由于矩陣式鍵盤的按鍵較多，按鍵的位置又是由行號(hào)和列號(hào)唯一確定的，因此可以對(duì)按鍵進(jìn)行編碼，并把得到的編碼稱為鍵值。鍵值=列號(hào)+行號(hào)×4。例如：第2行與第2列交叉點(diǎn)的鍵的鍵值為0AH（00001010b）。注意：行和列的編號(hào)都是從0開始，如4×4鍵盤，行號(hào)為