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1、测控系统中标准键盘接口设计李伟光朱金华俞烽华南理工大学机电工程系,广东广州510640摘要:通过实例对标准键盘工作原理及其与单片机测控系统的接口做了介绍,提供了用C51编写的读键函数get-key及应用实例。提供的接口及C51函数可直接移植到其他测控系统开发中。关键词:测控系统;标准键盘;C51中图分类号:TP311.52文献标识码:A文章编号:1001-2265(2004)02-0076-03TheinterfacedesignofstandardkeyboardincontrolandmeasuresystemLIW
2、eiguangZHUJinhuaYUFengAbstract:Thispaperinstructsthetheoryandinterfaceofthestandardkeyboardincontrolandmeasuresystemwithanexample.Thefunctionforreadingkeyboardanditsexampleisalsoaffordedinthispaper.TheinterfaceandfunctionprogrammedbyC51canbeusedinothercontrolandmeas
3、uresystemeasily.Keywords:controlandmeasuresystem;standardkeyboard;C51单片机测控系统在产品的开发应用中常使用的键盘为非标准非编码键盘,这类键盘一般需单独设计并制作,因而周期较长,且需要专门为其编写上电复位、按键扫描、通信等程序。PC标准键盘则恰恰相反,不但价格便宜,稳定可靠,而且是编码键盘,可自动扫描键盘并通过键盘用标准5芯或6芯插口发送按键的扫描码。因此,用PC键盘或对其加以改造而应用于单片机测控系统是一种很好的选择。图2PC键盘与主机之间的通信波形图1
4、标准键盘工作原理到这一变化后,开始接收来自主机的命令。图3a给出了键盘发PC标准键盘由单片微处理器、键盘矩阵和支持逻辑三部分送一个字节的时序。键盘先将键盘数据线SIO拉低,通知主机组成。键盘微处理器的主要功能是扫描键盘,以得到有效的闭准备接收数据。键盘在键盘时钟线SCK的上升沿后改变数据,合键码,一旦键被按下或放开,就向主机发送键扫描码,键扫描在下降沿时数据有效,可以被读取。图3b给出了键盘接收一个码以串行格式传递到主机,同时产生将键扫描码转换为供主机字节的时序。为了避免在同一时刻发送数据,主机先将SCK拉低,通知键盘不要发送数据
5、。然后主机将键盘数据线SIO拉低,使用的并行数据所需的时钟信号。主机可通过设置数据线和时表明发送数据开始,并释放SCK,由键盘接管SCK并产生时钟钟线的状态,确定键盘收发数据的状态。其主要状态有三种:1)时钟线为低电平,禁止键盘传送数据;2)时钟线为高电平,数信号。主机在此时钟信号的同步下发送数据。键盘接收数据是从检测到SIO变低开始的,然后在SCK下降沿读数据的起始据线为低电平,通知键盘接收命令或参数;3)时钟线和数据线位,并在SCK的每个下降沿读取后续数据。键盘在接收完校验都为高电平,允许键盘传送数据。PC键盘采用串行方式与主
6、机进行通信。除早期的XT机键盘采用的数据位为9位外,目前市面上流行的键盘接收/发送均采用11位二进制数据格式,包括1位起始位,8位数据位(低位LSB最先发送),1位奇偶校验位和1位停止位。数据格式如图1所示。这11位数据在时钟脉冲的同步作用下实现传送,传送的信号低位在前,如图2所示。由于只有一根数据线和一根时钟线,所以同一时刻只能有一方发送数据。发送方首先检查信号线的状态。在一定时间内,时钟线和数据线都为高电平时方可发送。无通信时,时钟线和数据线都设定为高电平初始状态。数据线和时钟线同时为高电平时,键盘可以发送数据给主机。如果主机
7、将时钟线拉为低电平,键盘将不发送数据,而是将需发送的数据放到发送缓冲区中,直到时钟线变为高电平后才开始发送数据。如果主机将数据线的电平拉低,则键盘在检测图1PC键盘与主机通信时一帧数据的格式图3键盘发、收数据时序图76组合机床与自动化加工技术位后,如果在下一个时钟周期检测到SIO处于空闲态(高电平),串行数据位1便会接收新数据并开始进行处理。在此期间,键盘将把SIO置成低电平,知道接收数据完成。如果收到校验位后,键盘检测到串行数据10001
8、011100SIO不是处于空闲态,它将继续发送时钟信号直到SIO空闲。说停校2E起在时钟信号的下降沿,主机接收键盘数据或发送命令至键盘。止验始明位位位现举一具体例子说明以上原理。假如按下键盘上的n键,根据表2可知n键对应的扫描码为31则
