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1、第4卷第1期浙江树人大学学报Vol.4,No.12004年1月JOURNALOFZHEJIANGSHURENUNIVERSITYJan.2004基于单片机的硬件编码键盘控制及显示器接口电路设计12唐颖阮文海(1.浙江树人大学信息科技学院,浙江杭州310015;2.浙江树人大学生物与环境工程学院,浙江杭州310015)摘要:本文主要介绍编码键盘接口芯片74922与单片机AT89C51及相关译码器构成多键盘、多位数显示接口电路(以44键盘,8位数显示接口为例)。本电路克服了以往并行接口设计中占用较多I/O口且键盘控制编程
2、较繁的缺点,在构成多按键和多数字显示的较大规模单片机应用系统中有参考和实用价值。关键词:单片机;编码键盘;LED显示;非总线结构中图分类号:TP368;TP334.7文献标识码:A文章编号:1671-2714(2004)01-0079-03抖动,从而可使设计者免除一部分软件编程。74922芯片有16键IC和20键IC,图1所示为44(160引言键)扫描式编码键盘原理图。键盘、显示接口是单片机应用系统中最常用的基本接口电路。因单片机自身体积小,引脚少,在设计单片机系统时,如系统所需的按键较多,需显示的十进制位数较多,
3、单片机自身的引脚不够用,并且此时串行口又要用作它用时,在以往的设计中,往往以总线方式外接8255或8155芯片,以便扩展并行口。这种方法因使用的芯片的体积大,引脚多,而使硬件系统较为庞大。另一种方法是将键盘和显示接口直接与单片机的I/O引脚相接,但这种方法将占用较多有限的I/O口。为了使有限的I/O口用于实现更多的系统功能,同时系统的硬件设计和软件设计尽可能简洁,我们在单片机多键盘、多位数显示接口的应用系统设图1扫描式编码键盘计电路中,选用了片内有4KBFlash存储器的AT89C51单这种键盘的按键排成矩阵形式,以减少按
4、键联线。如片机,接口采用非总线结构。在显示部分通过译码器控制图中有16个键,排列成4行4列,仅需8根引线。时钟发段码和位线,尽量减少I/O口的使用。在键盘部分,键盘生器的输出送给4位计数器进行计数,计数器的低2位经的扫描交给74922集成芯片来完成,使CPU减轻用软件去译码后作为行扫描,高2位经译码后作为列扫描。若没有扫描键盘的负担,提高CPU的利用率,较好地完成了设计检出有键闭合,则计数器周而复始反复计数,即反复进行任务。扫描,一旦检出有键闭合,就发出一个脉冲使时钟振荡器停振,计数器随即停止计数。单片机通过读取计数器的计1
5、74922芯片内部结构、原理数值来获取闭合键所在的行列位置,然后从ROM中查表74922芯片是专用编码键盘接口芯片,当按下某一按得到按键读数。如果有两个键同时按下,则扫描到第一个键时,该芯片能自动给出相应的编码信息,并可自动消除闭合键时就停止扫描,把该键当作有效按键进行处理。收稿日期:2003-06-23作者简介:唐颖(1955-),女,上海人,副教授,电子设计自动化、单片机等教学与研究;阮文海(1955-),男,浙江温岭人,副教授.80浙江树人大学学报2004年74922芯片(16键IC)的引脚排列如图2所示:X1~X
6、4:列线。Y1~Y4:行线。OSC:接振荡电容0.1,以便扫描矩阵键盘KM:键盘消除抖动电路,并发出两种信号(1)内部计数器停止计数。(2)若有键按下,使DA脚由未按键时的低电平变为高电平,若按键未放开则一直保持高电平,当按键放开时,才转为低电平。此引脚外接一个电容是OSC所接电容的10倍。图3键盘、显示接口电路本电路的特点是:不采用通常的总线接口方式,而是采用了非总线结构。其优点在于减少了扩展I/O口部分的芯片使用,用单片机的I/O线直接与外部芯片连接,使得硬件设计和软件编程相对简单。同时在外部芯片的选用中,采用硬
7、件译码和硬件编码键盘控制芯片,实现了用尽可能少的I/O线设计出尽可能大的键盘显示接口电路。电路中,在44键盘中每个按键的值是固定的,具体图274922(16键)引脚排列图DA:数据有效信号。若无键按下,保持低电平。若有位置如图4所示,所以编程时只要建立一个TABLE表,就键按下,变为高电平,直到键放开,才转为低电平。可根据需要设计各种键盘。/OE:输出使能。D~A:按键值输出,按BCD码输出。2电路设计思想在设计单片机系统时,为了实现系统所需的多按键,多位十进制数显示的和节约I/O口资源,简化硬件电路要求,在串行口被用
8、于其它用途的情况下,我们选用了一种图4键盘值示意图新型的键盘、显示接口电路。4程序设计应用实例其设计思想为:在显示部分:用7根I/O线通过七段译码器(7447)和3-8线译码器(74LS138)外接了8个LED设显示器缓冲区为40H~47H单元,起始时均已清数码管即可完成动态显示。其中
