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1、第10章人机交互设备接口第10章人机交互设备接口10.1键盘接口键盘:是微型计算机系统中最基本的人机对话输入设备。键盘按键:有机械式、电容式、导电橡胶式、薄膜式等多种，但不管何种形式，其作用都是一个使电路接通与断开的开关。1.编码键盘键盘本身带有实现接口主要功能所必需的硬件电路。由硬件逻辑自动提供与被按键对应的ASCII码。2.非编码键盘键盘只简单地提供按键开关的行列矩阵。一、键盘接口的功能和原理1.接口功能键盘接口必须具有去抖动、防串键、按键识别和键码产生4个基本功能。（1）去抖动每个按键在按下或松开时，都会产生短时
2、间的抖动。抖动的持续时间与键的质量相关，一般为5~20ms。所谓去抖动是指在识别被按键和释放键时必须避开抖动状态，只有处在稳定接通或稳定断开状态才能保证识别正确无误。去抖动问题可通过软件延时或硬件滤波电路（RC滤波或RS去抖）解决。（2）防串键防串键是为了解决多个键同时按下或者前一按键没有释放又有新下时产生的问题。①双键锁定：当检测到有两个或两个以上的键被按下时，只把最后释放的键当作有效键，并产生相应键码。②N键轮回：当检测到有多个键被按下时，能根据发现它们的顺序依次产生相应键的键码。（3）被按键识别①行扫描法：该方法
3、的基本思想是，由程序对键盘进行逐行扫描，通过检测到的列输出的列输出状态来确定闭合键。②线反转法：该方法的基本思想是通过行列颠倒两次扫描来识别闭合键。多用Z-80PIO芯片实现（4）键码产生一般在内存区中键立一个键盘编码表，通过查表获得被按键的键码。2.接口原理①检查是否有键按下，其方法是：输出扫描码，使所有行线为0。然后读入列线状态，检查是否有列线为0。若有，则表明有行线和列线接通，意味着有键按下。②去抖动：当有键按下时，延时20ms左右，待抖动消失后，在稳定状态下进行被按键识别。③被按键识别：从第0行第0列开始，顺序
4、对所有按键编号。通过逐行扫描确定被按键的编号。④产生键码：根据扫描得到的键编号查找键盘编码表，获得与被按键功能对应的键码。例如，假定有一个34的矩阵键盘通过并行接口芯片8255A与微机相连。8255A的A定义为输出口，与键盘行线相连；B口定义为输入口，与键盘列线相连。接口硬件如图10.1所示。PA0PA1PA2PB3PB2PB1PB08255ACPU行0行1行2列0列3列1列2图10.1非编码键盘接口设8255AA口地址为60H，B口地址为61H，控制寄存器地址为63H，则实现接口有关功能的程序如下：；8255A初始化
5、MOVAL,82H；方式0，A口输出，B口输入OUT63H,AL；检查是否有键按下BEGIN：MOVAL,0；低电平有效OUT60H,ALWAIT：INAL,61HANDAL,0FHCMPAL,0FH；低电平有效JZWAITMOVCX,7FFH；；延时去抖动L0：LOOPL0;识别被按下的键ST：MOVBL,03H;行数送BLMOVBH,04H;列数送BHMOVAL,0FEH;扫描码，0行为0MOVCL,0FH;列线屏蔽码送CLMOVCH,0FFH;置键号初值为-1L1:OUT60H,AL;扫描一行ROLALDECBL
6、MOVAH,AL;修改扫描码并送AH保存INAL,61HANDAL,CLCMPAL,CL;读入列线值，检查是否有列填线为0JNZL2;有列线为0时转去找该列线ADDCH,BH;否则，指向该行末列键号MOVAL,AH;取回扫描码DECBLJNZL1;行数减1，未完成转下一行JMPBEGINL2:INCCH;该列非0，检查下一列RCRALJCL2;该列非0，检查下一列MOVAL,CH;该列为0，键号送ALJMPKEYTABLE；转查找键盘编码表子程序，获取与键功能对应的键码二、可编程键盘/LED接口芯片82791.内部结构
7、及各部分功能8279芯片的内部结构框图如图10.2所示。图中各组成部分功能如下：（1）I/O控制及数据缓冲器（2）控制与定时寄存器及定时控制（3）扫描计数器（4）键盘去抖与控制及返回缓冲器（5）FIFORAM及状态寄存器（6）显示RAM、显示寄存器、显示地址寄存器数据缓冲器I/O控制FIFORAM的状态寄存器显示地址寄存器16×8显示RAM片选总线控制与定时寄存器8×8FIFORAM键盘去抖与控制显示寄存器定时控制扫描计数器返回缓冲器时钟CLK复位ResetOUTA0~3OUTB0~3BDSL0~3RL0~3SHIFT
8、CNTL/STBD0~7RDWRCSA0IRQ图10.28279芯片的内部结构框图2.外部特性电信号连接示意图可知，40条引线中与CPU一侧相关的共15条，与键盘、显示接口相关的共23条，电源、地各一条。8279RL0~RL7SHIFTCNTL/STBSL0~SL3OUTA0~3OUTB0~3BDD0~D7IRQRDWRCSA0C
