《微型计算机控制技术》教案3.2

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1、黑龙江工商职业技术学院第周第次课年月日章节名称第四章键盘及其接口技术授课方式理论课（*　）；实践课（　）；实习（　）教　学时　数2教学目的及要求1．熟悉矩阵式键盘的结构原理及其行扫描法。2．掌握编码器及其编码键盘接口电路。教学重点与难点重点：矩阵式键盘的结构原理及其行扫描法。难点：编码器及其编码键盘接口电路。教学手段介绍、讨论与多媒体教　学主要　内　容时间分配复习矩阵式键盘的结构原理及其行扫描法。编码器及其编码键盘接口电路。小结（5’）（30’）（45’）（5’）复习思考题1．分析说明图二进制编码键盘接口电路的工作原理。2．结合图分析说明硬件电路消除抖动干扰的

2、过程。小结键盘接口电路可分为非编码键盘和编码键盘两种类型。非编码键盘的硬件电路简单，成本低，但占用CPU的时间较长。编码键盘与之相反，硬件电路复杂、成本高，但使用方便，键盘码产生速度快，占用CPU时间少。在一般的小型单片机测控系统中主要使用非编码键盘。3电子工程系黑龙江工商职业技术学院第四章键盘及其接口技术4．4非编码矩阵式键盘1矩阵式键盘的结构组成矩阵式键盘又叫行列式键盘，是用I/O口线组成的行、列矩阵结构，在每根行线与列线的交叉处，二线不直接相通而是通过一个按键跨接接通。采用这种矩阵结构只需M根行输出线和N根列输入线，就可连接M×N个按键。通过键盘扫描程序

3、的行输出与列输入就可确认按键的状态，再通过键盘处理程序便可识别键值。键盘与CPU的接口可采用并行端口8255A、锁存器或缓冲器一类。图5-6给出了一种8×8非编码矩阵式键盘的接口电路。行输出电路由行扫描锁存器74LS273、反相器与行线X0～X7连接组成，列输入电路由三态缓冲器74LS244与列线Y0～Y7以及上拉电阻组成。X、Y线的每一个交叉处跨接一个键，其键值分别是十进制数的01，02，……，64。该键盘的接口地址为PORT1。当键盘中无任何键按下时，所有的行线和列线被断开且相互独立，输入线Y0～Y7列都为高电平；当有任意一键按下时，则该键所在的行线与列线

4、接通，因此，该列线的电平取决于该键所在的行线。基于此，产生了“行扫描法”与“线反转法”两种识别方法。行扫描法又称逐行零扫描查询法，即逐行输出行扫描信号“0”，使各行依次为低电平，然后分别读入列数据，检查此（低电平）行中是否有键按下。如果读得某列线为低电平，则表示此（低电平）行线与此列线的交叉处有键按下，再对该键进行译码计算出键值，然后转入该键的功能子程序入口地址；如果没有任何一根列线为低电平，则说明此(低电平)行没有键按下。接着进行下一行的“0”行扫描与列读入，直到8行全部查完为止，若无键按下则返回。3电子工程系黑龙江工商职业技术学院有时为了快速判断键盘中是否

5、有键按下，也可先将全部行线同时置为低电平，然后检测列线的电平状态，若所有列线均为高电平，则说明键盘中无键按下，立即返回；若要有一列的电平为低，则表示键盘中有键被控下，然后再如上那样进行逐行扫描。4．5编码键盘1二进制编码器具有优先级的二进制8位编码器CD4532B的真值表见表5-1。表示芯片优先级的输入允许端Ei为“0”时，无论编码器的信号输入I7~I0为何状态，编码器输出全为“0”，芯片处于屏蔽状态，同时Eo为“0”，也屏蔽下一级芯片；当输入允许端Ei为“1”时，且编码器的信号输入I7~I0全为“0”时，编码输出也为“0”，但输出允许端Eo为“1”，表明此编

6、码器输入端无键按下，却允许优先级低的相邻编码器处于编码状态；这两种情形下的工作状态端GS均为“0”。该芯片的8个输入端当中，I0的优先级最高，I7的优先级最低。当有多个键按下时，优先级高的被选中，同时自动屏蔽优先级低的各输入端和下一级芯片(使Eo端为“0”)。比如处于正常编码状态即Ei为“1”时，当I0端为“1”，其余输入端无论为“1”或“0”，编码输出均为二进制000，同时GS端为“1”，Eo端为“0”；而当I0端为“0”，当I1端为“1”时，编码输出则为二进制001；……以此类推，输入端的键值号与二进制编码输出一一对应。二进制8位编码器CD4532B真值表

7、2编码键盘接口电路图是一种采用两片CD4532B构成的16个按键的二进制编码接口电路。其中由于U1的Eo作为U2的Ei，所以按键S0的优先级最高，S15的优先级最低。U1和U2的输出O2~O0经或门A3~A1输出，以形成低3位编码D2~D0。而最高位D3则由U2的GS产生。当按键S8~S15中有一个闭合时，其输出为“1”。从而S0~S15中任意一个键被按下，由编码位D3~D0均可输出相应的4位二进制码。3电子工程系黑龙江工商职业技术学院为了消除键盘按下时产生的抖动干扰，该接口电路还设置了由与非门B1、B2、电阻R2、电容C2组成的单稳电路和由或门A4、电阻R1

8、、电容C1组成的延时电路，电路中E、F