单片机与IO外部设备的接口综述课件.ppt

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1、第十章单片机与I/O外部设备的接口1一、键盘基础知识二、MCS-51对非编码键盘的接口三、键盘的工作方式§10.2键盘接口原理2一键盘基础知识键盘是一组按键的组合，它是最常用的单片机输入设备，操作人员可以通过键盘输入数据或命令，实现简单的人机对话。1、什么是键盘？32、按键的分类按键按照结构原理可分为两类：触点式开关按键：如机械式开关等。无触点式开关按键：如磁感应按键。前者造价低，后者寿命长。目前，微机系统中最常见的是：触点式开关按键4键盘按其结构形式可分为两种：编码键盘：由硬件逻辑自动提供与键对应的编码。使用方便，但电路复杂，价格

2、较贵，在单片机应用系统中较少采用。非编码键盘：由软件来实现键盘的定义与识别。结构简单、成本低廉，在单片机应用系统中被普遍采用。53、按键去抖动处理由于通常的按键所用的开关是机械开关，当开关闭合、断开时并不是马上稳定地接通和断开，而是在闭合与断开瞬间均伴随有一连串的抖动。当扫描表明有键被按下之后，紧接着应进行去抖动处理。抖动时间长、短与键的机械特性有关，一般为5～l0ms。6如图所示：前沿抖动后沿抖动键按下闭合稳定键释放按键抖动波形示意图7★请思考什么是键抖动？为什么键盘要考虑去抖动？一般常用去抖动的方法有哪些？8什么是键抖动？由于通

3、常的按键所用的开关是机械开关，被按下时，由于机械触点的弹性及电压突跳等原因，触点闭合或断开的瞬间会出现电压抖动。为什么键盘要考虑去抖动？键抖动可能导致计算机将人工按一次键操作识别为多次，为了消除干扰，保证在按键闭合稳定状态下读取键值，需要对键盘进行消抖处理。9一般常用去抖动的方法有几种？常用的消抖措施有硬件消抖和软件消抖。硬件方法就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(大约延时10～30ms即可)，待行线上状态稳定之后，再进行状态输入。10就是在第一次检测到有键按下时先不动作，延

4、时一段时间(一般为10ms)，再次检测按键的状态，如果仍保持闭合状态，则确认真正有键按下。当检测到按键释放后，也要给5ms~10ms的延时，待后沿抖动消失后才能转入按键的处理程序。◆软件消抖11对于两个或多个按键同时按下的重键问题，可以采用“先入有效”或“后留有效”的原则加以处理。“先入有效”：指当多个按键同时按下时，只有第一个按下的键有效，其它键无效。“后留有效”：指当多个按键同时按下时，只有最后松开的按键有效，其它键均无效。124、键盘接口的操作功能从按一个键到键的功能被执行主要包括两项工作：第一项：键的识别，即在键盘中找出被按

5、的是哪个键。第二项：键功能的实现。第一项工作使用接口电路实现，第二项工作是通过执行查询/中断服务程序来完成。我们先讨论第一项，即键盘接口问题。13键盘接口的操作功能：①键盘扫描，以判定是否有键被按下（称之为“闭合键”）。②键识别，以确定闭合键的行列位置。③产生闭合键的键码。④排除多键、窜键（复按）及去抖动。14二MCS-51对非编码键盘的接口非编码键盘有两种形式：独立式键盘接口：单片机系统中，如只需要几个功能键，此时，可采用独立式按键结构。矩阵式（行列式）键盘接口：单片机系统中，若使用按键较多时，通常采用矩阵式键盘。151、独立式键

6、盘接口独立式按键是直接用I/O口线构成的单个按键电路，其特点是每个按键单独占用一根I/O口线，每个按键的工作不会影响其它I/O口线的状态。独立式按键电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用一根I/O口线，因此，在按键较多时，I/O口线浪费较大，不宜采用。①按键硬件结构168031+5VI/OP1R╳8MCS-51对独立式非编码键盘的接口此种接口适于键数较少或操作速度较高的场合。17图(a)为中断方式的独立式键盘工作电路图(b)为查询方式的独立式键盘工作电路②工作原理：当任何一个键被按下时，与其相连的输入线被置成“0”，平时该线

7、为“1”。工作方式：1819③独立式按键的软件结构常采用查询式结构：先逐位查询每根I/O口线的输入状态，如某一根I/O口线输入为低电平，则可确认该I/O口线所对应的按键已按下;然后，再转向该键的功能处理程序。20延时等待10ms仍有按键信号？Y有按键信号？NYN键盘处理按键释放？NY独立式键盘处理程序流程21独立式键盘接口电路22识别某一键是否按下的子程序：KEYIN：MOVP1，#0FFH;P1口写入1，设置P1口为输入状态MOVA，P1；读入8个按键的状态CJNEA，#0FFH，QUDOU；有键按下，跳去抖动LJMPRETURN

8、；无键按下，返回QUDOU：MOVR3，A；8个按键的状态送R3保存LCALLDELAY10；调用延时子程序，软件去键抖动MOVA，P1；再一次读入8个按键的状态CJNEA，R3，RETURN；两次键值比较，不同，；是抖动引起，转RE