单片机原理及应用 教学课件 作者 匡忠辉 第8章--键盘控制LED灯数码管.ppt

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1、第8章键盘控制LED灯、数码管8.1功能要求8.2任务分析8.3键盘接口技术8.3.1键盘工作特性8.3.2独立式键盘接口电路8.3.3矩阵式键盘接口电路8.4键盘接口程序设计8.4.1本项目使用的键盘接口8.4.2独立式键盘控制LED灯8.4.3矩阵式键盘控制数码管8.1功能要求一．基本要求能用独立式键盘控制LED灯。二．发挥部分能用矩阵式键盘输入数据和命令，当键入数字键时，数码管显示相应数字，当输入功能键时，完成相应的功能。回目录8.2任务分析要完成此任务，主要需解决如下四方面的问题：为什么要软件延时去抖动；独立式和矩阵式键盘接口电路的设计方法；独立式和矩阵式键盘程序的设计方法

2、。回目录8.3.1键盘工作特性键盘是一组按键的组合，它是单片机最常用的输入设备，单片机中的键盘一般通过按键开关自己设计焊接，当然也可到厂家定制，如图8－1c)所示。本节主要讲解通过按键开关自己设计键盘的方法，根据按键开关与单片机接口的连接方式，可以分为独立式键盘和矩阵式键盘。8.3键盘接口技术回目录按键开关介绍单片机中的键盘通常由按键开关组成，按键开关的外形和参数如下图所示，它是一种常开型按键开关，为了便于安装固定，它有四个管脚，其管脚说明如下图中的文字所示，在常态时开关触点（1和2）处于断开状态，只有按下按键时开关触点才闭合短路，所以可以用万用表检测开关的管脚排列、好坏和质量。回

3、目录按键闭合、断开时的抖动回目录在单片机中，按键通常与I/O端口相连，如下图左边所示。当按键开关K1未按下时，P1.0输入为高电平，而当按键K1闭合时，P1.0输入为低电平，由于开关为机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时，由于机械触点的弹性作用，一个机械开关闭合时不会马上稳定的闭合接通，断开时也不会马上断开，而是在闭合、断开的瞬间伴随有一连串的抖动，如下图右边所示，抖动时间的长短与开关的机械特性决定，一般为5～10ms。按键抖动消除办法按键抖动是一种普遍的现象，如电流较大的电器开关闭合时，我们有时可以见到电火花，按键抖动将形成干扰和造成误动作。如上页图所示，抖动将造成I/O端口输入

4、的高低电平多次变化，使单片机系统误动作，一次按键产生多次按键效果，因此必须采取措施消除。按键抖动消除可以采用硬件和软件方法消除，硬件去抖动电路如RS触发器等，由于硬件去抖动电路需要额外的硬件电路，使产品成本增加，硬件电路复杂，所以一般应用较少。在单片机中广泛采用的是软件延时去抖动，由图8－4可知，按键闭合时存在前沿抖动，一般时间为5～10ms，因此我们可在按键按下后，延时10ms左右避开前沿抖动，然后再判断按键是否按下，即P1.0是否仍为低电平，如果仍为低电平，此时才确认为一次完整有效的按键闭合，否则认为只是抖动或干扰，系统对此不作出响应。8.3.2独立式键盘接口电路独立式键盘的结

5、构如下图所示，组成键盘的各按键相互独立，每个按键独立地与一个I/O端口相连，结构简单，其中图左图适合于端口内部有上拉电阻的端口，如P1、P2、P3口，所以外部不用上拉电阻，电路更简单，成本更低。右图适合于端口内部没有上拉电阻地端口，如P0口，所以外部必须使用上拉电阻，成本稍高，所以一般尽量使用左图的形式。8.3.3矩阵式键盘接口电路独立式键盘虽然硬件、软件结构简单，但在按键数量较多的情况下，将占有较多的I/O端口，所以在按键数量较多的情况下，一般采用可以有效减少I/O端口数量的矩阵式键盘。矩阵式键盘又称为行列式键盘，采用行、列线结构，按键设置在行列线的交叉点上，如下图所示，H0～H

6、3为四条行线，L0～L3为四条列线，在行列相交的每个交点上通过按键来连通，按键开关的一个触点连行线，一个触点连列线，从而组成4×4矩阵16键键盘回目录2．独立式和矩阵式键盘比较独立式键盘硬件结构简单，软件编程较简单，但每个按键独自占用一个I/O端口，在按键数量较多的情况下，将占有较多的I/O端口。所以，独立式键盘一般运用于按键数量不多的场合。矩阵式键盘能有效的减少I/O端口的占用量，但因为各按键不是单独的占有I/O端口，从而给按键的判断带来难度，造成编程难度加大。8．4键盘接口程序设计8.4.1本项目使用的键盘接口本项目使用的键盘接口如下图所示，它是2×3的矩阵式键盘接口电路，我们

7、选P2口的低五位作为矩阵式键盘的列线和行线，其中P2.3、P2.4作为矩阵式键盘的行线，P2.0、P2.1、P2.2作为矩阵式键盘的列线，选用六个按键主要是为了降低试验板成本和焊接的难度。回目录8.4.2独立式键盘控制LED灯本项目基本任务为利用独立式键盘控制LED灯，为了不增加试验板的成本，我们在上页图的矩阵式键盘电路中，将P2.0设置为低电平,相当于键盘K1、K4一端触点接地，从而使按键K1、K4相当于组成独立式键盘，等效电路如下图所示。。回目录一、独立式键盘任务