第三章 智能仪器人-机接口ppt课件.ppt

《第三章 智能仪器人-机接口ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、智能仪器人-机接口第3章人机接口是指单片机的输入输出设备，包括输入键盘、开关按钮和显示装置、打印机等。通过单片机的人机接口设备，向单片机输入命令和数据，了解单片机运行的状态和显示相关的工作参数。1主要内容：键盘与接口LED显示及接口键盘/LED显示器接口设计CRT显示及接口微型打印机及接口23.1键盘与接口键盘的接口必须解决下列的一些问题：（1）决定是否有键按下；（2）如有键按下，决定是哪一个键被按下；（3）确定被按键的读数；（4）反弹跳—按键抖动的消除。（5）处理同时按键既同时有一个以上的按键。33.1.1键盘输入基础知识一、键盘的组织（1）编码式键

2、盘编码键盘带有必要的硬件电路，能自动提供按键的ASCII编码，并能将数据保持到新键控下为止，还有去抖动和防止多键、串键等保护装置。编码键盘软件简短，它根据编码就能识别是什么键按下，但硬件电路复杂，价格较贵。（2）非编码式键盘非编码式键盘不含编码器，当某键被按下时，键盘只能送出一个简单的闭和信号，对应的按键代码的确定必须借助于软件来完成。4非编码式键盘独立连接式非编码键盘每个按键单独占有一根I/O接口引线。输入每根I/O接口引线的信号对应某个数据。独立连接式非编码键盘5矩阵式键盘接口图是一个4*4的矩阵式键盘接口，一共使用了8个I/O口，可以实现16个键

3、的输入。从这里可以看到，矩阵式键接口比简单键接口有更多的键容量。如果十根I/O线，矩阵式键接口键的数量可的达到25个。其中，P1.0～P1.3为行线，用于输出低电平。P1.4～P1.7为列线，用于检测的输入线，判别键盘的状态。6二、键盘的工作方式对键盘的响应取决于键盘的工作方式，键盘的工作方式应根据实际应用系统中CPU的工作状况而定，其选取的原则是既要保证CPU能及时响应按键操作，又不要过多占用CPU的工作时间。通常，键盘的工作方式有三种，即编程扫描、定时扫描和中断扫描。1)编程扫描方式编程扫描方式是利用CPU完成其它工作的空余时间，调用键盘扫描子程序

4、来响应键盘输入的要求。在执行键功能程序时，CPU不再响应键输入要求，直到CPU重新扫描键盘为止。72)定时扫描方式定时扫描方式就是每隔一段时间对键盘扫描一次，它利用单片机内部的定时器产生一定时间（例如10ms）的定时，当定时时间到就产生定时器溢出中断。CPU响应中断后对键盘进行扫描，并在有键按下时识别出该键，再执行该键的功能程序。83)中断扫描方式采用上述两种键盘扫描方式时，无论是否按键，CPU都要定时扫描键盘，而单片机应用系统工作时，并非经常需要键盘输入，因此，CPU经常处于空扫描状态。为提高CPU工作效率，可采用中断扫描工作方式。其工作过程如下：当

5、无键按下时，CPU处理自己的工作，当有键按下时，产生中断请求，CPU转去执行键盘扫描子程序，并识别键号。9二、键抖动及消除微机键盘通常使用机械触点式按键开关，其主要功能是把机械上的通断转换成为电气上的逻辑关系。也就是说，它能提供标准的TTL逻辑电平，以便与通用数字系统的逻辑电平相容。机械式按键再按下或释放时，由于机械弹性作用的影响，通常伴随有一定时间的触点机械抖动，然后其触点才稳定下来。其抖动过程如所示，抖动时间的长短与开关的机械特性有关，一般为510ms。10抖动时间0~10ms开关动作时间＞100ms“1”“0”0~10ms按键触点的机械抖动11

6、在触点抖动期间检测按键的通与断状态，可能导致判断出错，即按键一次按下或释放被错误地认为是多次操作，这种情况是不允许出现的。为了克服按键触点机械抖动所致的检测误判，必须采取去抖动措施。这一点可从硬件、软件两方面予以考虑。在键数较少时，可采用硬件去抖，而当键数较多时，采用软件去抖。在硬件上可采用在键输出端加R-S触发器(双稳态触发器)或单稳态触发器构成去抖动电路。下图是一种由R-S触发器构成的去抖动电路，当触发器一旦翻转，触点抖动不会对其产生任何影响。12双稳态去抖电路当键按下时，R-S触发器的1端为高电平，2端为低电平，尽管按下的键会产生抖动，但由于触发

7、器的作用，在3端会产生一个稳定的低电平。在键松开的过程中，由于1端变为低电平，2端变为高电平，同样R-S触发器的作用，在3端会产生一个稳定的高电平。13电路工作过程如下：按键未按下时，a=0，b=1，输出Q=1。按键按下时，因按键的机械弹性作用的影响，使按键产生抖动。当开关没有稳定到达b端时，因与非门2输出为0反馈到与非门1的输入端，封锁了与非门1，双稳态电路的状态不会改变，输出保持为1，输出Q不会产生抖动的波形。当开关稳定到达b端时，因a=1，b=0，使Q=0，双稳态电路状态发生翻转。当释放按键时，在开关未稳定到达a端时，因Q=0，封锁了与非门2，双

8、稳态电路的状态不变，输出Q保持不变，消除了后沿的抖动波形。当开关稳定到达a端时，因a=0，b=