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1、2006年第7期大众科技No.7,2006(总第93期)DAZHONGKEJI(CumulativelyNo.93)单片机系统键盘的设计小结杨龙,李建国(1.沈阳东软派斯通医疗系统有限公司,辽宁沈阳110179;2.内蒙古西部天然气股份有限公司,内蒙古鄂尔多斯017000)【摘要】文章介绍了单片机键盘的设计要求和工作原理,并结合开发过程,讨论分析了键盘的分类、结构、功能特点以及应用中需要注意的问题。【关键词】单片机;键盘;编码键盘;非编码键盘【中图分类号】TP274【文献标识码】A【文章编号】1008-1151(2006)07-0
2、063-03一、概述动,有可能令CPU误解为多次按键操作,从而引起误处理。键盘在单片机应用系统中,实现输入数据、传送命令的功为了确保CPU对一次按键动作只确认一次按键,必须消能,是人工干预的主要手段。键盘分两大类:编码键盘和非编除抖动的影响。按键的消抖,通常有软件,硬件两种消除方法。码键盘。编码键盘:由硬件逻辑电路完成必要的键识别工作与可靠性措施。每按一次键,键盘自动提供被按键的读数,同时产生一选通脉冲通知微处理器,一般还具有反弹跳和同时按键这种方法只适用于键的数目较少的情况。保护功能。这种键盘易于使用,但硬件比较复杂,对于主机任
3、软件消抖:如果按键较多,硬件消抖将无法胜任,常采用务繁重之情况,采用8279可编程键盘管理接口芯片构成编码软件消抖。通常采用软件延时的方法:在第一次检测到有键按式键盘系统是很实用的方案。下时,执行一段延时10ms的子程序后,再确认电平是否仍保非编码键盘:只简单地提供键盘的行列与矩阵,其他操作如持闭合状态电平,如果保持闭合状态电平,则确认真正有键按键的识别,决定按键的读数等仅靠软件完成,故硬件较为简单,但下,进行相应处理工作,消除了抖动的影响。(这种消除抖动影占用CPU较多时间。有:独立式按键结构、矩阵式按键结构。响的软件措施是切实
4、可行的。)二、键盘系统设计2.采取串键保护措施。串键:是指同时有一个以上的键按首先,确定键盘编码方案:采用编码键盘或非编码键盘。下,串键会引起CPU错误响应。随后,确定键盘工作方式:采用中断或查询方式输入键操作信通常采取的策略:单键按下有效,多键同时按下无效。息。然后,设计硬件电路。非编码键盘系统中,键闭合和键释放3.处理连击。连击:是一次按键产生多次击键的效果。要有的信息的获取,键抖动的消除,键值查找及一些保护措施的实对按键释放的处理,为了消除连击,使得一次按键只产生一次键施等任务,均由软件来完成。功能的执行(不管一次按键持续的
5、时间多长,仅采样一个数据)。否则的话,键功能程序的执行次数将是不可预知,由按键时间决(一)非编码键盘的键输入程序应完成的基本任务1.监测有无键按下;键的闭合与否,反映在电压上就是呈定。连击是可以利用的。连击对于用计数法设计的多功能键特别现出高电平或低电平,所以通过电平的高低状态的检测,便可有效。确认按键按下与否。三、键盘工作方式2.判断是哪个键按下。单片及应用系统中,键盘扫描只是CPU的工作内容之3.完成键处理任务。一。CPU忙于各项任务时,如何兼顾键盘的输入,取决于键盘(二)从电路或软件的角度应解决的问题的工作方式。考虑仪表系统
6、中CPU任务的份量,来确定键盘1.消除抖动影响。键盘按键所用开关为机械弹性开关,利的工作方式。用了机械触点的合、断作用。由于机械触点的的弹性作用,一个键盘的工作方式选取的原则是:既要保证能及时响应按按键开关在闭合和断开的瞬间均有一连串的抖动,波形如下:键的操作,又不过多的占用CPU的工作时间。键盘的工作方式有:查询方式(编程扫描,定时扫描方式)、中断扫描方式。四、键盘电路结构(一)独立式按键接口设计抖动时间的长短由按键的机械特性决定,一般为5~独立式按键就是各按键相互独立,每个按键单独占用一根10ms,这是一个很重要的参数。抖动过
7、程引起电平信号的波I/O口线,每根I/O口线的按键工作状态不会影响其他I/O口【收稿日期】2006-03-03【作者简介】杨龙,沈阳东软派斯通医疗系统有限公司硬件研发工程师,研究方向:PET和US前端电子学电路的设计。-63-线上的工作状态。因此,通过检测输入线的电平状态可以很容下一次加电时,这些新状态才能生效。易判断哪个按键被按下了。第一,功能开关:主要是根据开关的状态执行一些重要的优点:电路配置灵活,软件结构简单。功能。缺点:每个按键需占用一根I/O口线,在按键数量较多时,第二,拨码盘:单片机应用系统中,有时要输入一些控制I/
8、O口浪费大,电路结构显得复杂。参数,这些参数一经设定,将维持不变,除非给系统断电后重因此,此键盘是用于按键较少或操作速度较高的场合。新设定。这时使用数字拨码盘既简单直观,又方便可靠。七、按键介绍常用的按键有三种:机械触点式按键、导电橡胶式和柔性按键
