单片机应用技术 教学课件 作者 谢敏 第8章 应用系统接口技术.ppt

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1、8.1键盘接口8.2中断处理过程8.3定时器/计数器的结构与控制8.4定时器/计数器的工作方式及应用8.1键盘接口8.1.1键盘的结构及其原理键盘是一种按钮，它只有一个稳定的位置。当键盘按下时，改变了开关的位置，但是，一旦放开就会回到原来的位置。图8-1按键时，产生抖动的波形示意图8.1.1键盘的结构及其原理键盘都是以开关状态来设置控制功能或输入数据的，但是，这些开关绝不仅仅是简单的电平输入，往往还要解决消除键的抖动、键的识别和键的保护等任务。在抖动期间CPU不能接收到稳定的电平信号而无法作出正确的判断，因此，需要对键进行去抖动处理。1．硬件消除抖动法

2、利用RS触发器集成电路来实现消除抖动功能的。图8-2硬件消除抖动电路图2．软件消除抖动法在软件消除抖动方法中，若CPU检测到有键按下时，先执行一段延时程序后再检测此按键，若仍为按下状态，则CPU认为该键确实按下，否则，认为上次查询结果为干扰或抖动。同样，当键从按下再松开时，CPU检测到有键松开，并在延时一段时间后仍检测到键在松开状态，则认为键确实松开，这样就消除了抖动的影响，实现了软件消除抖动的作用。延时程序的延时时间一般取10～20ms。2．软件消除抖动法键盘的每一个按键都被赋予一个代码，称为键号。键盘系统的主要工作就是判断是否有键按下，并求闭合键的

3、键号。目前应用较广泛的键盘结构有两种：独立式键盘和矩阵式键盘。无论哪种键盘，都要解决好两个问题：键盘抖动和重键。软件消抖流程图图8-3软件消抖程序流程图8.1.2独立式键盘设计独立式键盘是指直接用I/O口线构成的单个按键电路，各按键相互独立，每个按键单独占用一条I/O口线，每个按键的工作状态不会影响其他I/O口线的工作状态。图8-4是一种独立式键盘电路，R1~R8为上拉电阻，SW1~SW8为按键，当键未按下时，CPU从I/O口接收到的是高电平，有键按下时，相应的I/O口线变为低电平。CPU用软件程序查询P1口状态，判断是否有键按下和哪一个键被按下。8.

4、1.3矩阵式键盘设计矩阵式键盘由行线和列线组成，按键位于行线和列线的交叉点上，行线和列线分别连于按键开关的两端。矩阵式键盘的按键数量等于行线数和列线数的乘积。与独立式键盘相比，矩阵式键盘在按键较多时，可以节省I/O口线。1．工作原理图8-5是4×4矩阵式键盘的电路原理图，8条I/O口线分为4条行线和4条列线，按键设置在行线和列线的交点上。图8-5矩阵式键盘1．工作原理（1）键扫描首先判断是否有键被按下。方法是：可先经输出口线P1.3~P1.0向所有行线输出低电平，然后再读入各列线P1.7~P1.4的状态，若各列线状态都是高电平，则表明无键按下。若列线状

5、态中有低电平，则表明有键被按下。然后再判定按键位置。由于键盘矩阵中有键被按下，被按键处的行线和列线被接通，使穿过闭合键的那条列线变为低电平。判定闭合键位置的扫描方法是：依次从每一条行线上轮流输出低电平，然后检查P1.7~P1.4各列线的状态，若全为高电平，说明闭合键不在该行；若不全为高电平，则说明闭合键就在该行，且在与状态为低电平的列的交点上。1．工作原理（2）去抖动去抖动处理是为了保证键盘扫描的正确性。硬件去抖动是在键盘中附加去抖动电路，从根本上消除抖动产生的可能性；软件方法则是采用时间延迟以躲过抖动，等待列线上状态稳定之后，再进行状态输入。图8-5

6、矩阵式键盘1．工作原理（3）键码计算被按键确定下来之后，接下来需要计算闭合键的键码，有了键码，才能通过散转指令JMP@A+DPTR把程序转到闭合键所对应的键盘功能程序上去执行。常用的一种方法是根据行号和列号依次排序，如图8-6所示的键号是按从左到右、从上到下的顺序编排的。这样安排使键码既可以根据行号列号以查表求得，也可以通过计算得到。图8-5矩阵式键盘（3）键码计算在该图中的键码编排规则是：各行的首号依次是00H、08H、10H、18H，各列号按0~7顺序，则键码的计算公式为：键码=行首号+所在列号其中：行首号＝所在行号×键盘列数图8-6键码图（4）等

7、待键释放计算键码后，再以延时后进行扫描的方法等待键释放。等待键释放是为了保证键的一次闭合仅进行一次处理。综上所述，键盘接口处理的核心内容是测试有无闭合键、对闭合键进行去抖动处理、求闭合键的键码。这些操作内容通常都是以软硬件结合的方法实现，但如果使用8279这样的专用接口芯片，则可以大大简化键盘处理程序。2．键盘工作方式单片机的键盘检测通常有3种工作方式：查询方式、定时扫描方式、中断方式。（1）查询方式该方式只有当CPU空闲时才调用键盘扫描子程序，来响应键盘的输入要求。2．键盘工作方式（2）定时扫描方式该方式是利用单片机内部定时器产生定时中断，CPU响

8、应定时中断后，在中断服务程序中对键盘进行扫描，并在键按下时识别出该键并执行相应键的功能程序。为