键盘及其接口技术教案资料.ppt

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1、键盘及其接口技术5.1键盘输入电路按键的特点和分类按键的确认按键防抖动技术重键与连击的处理5.1.1按键的特点和分类键盘的特点：键盘实际上是一组按键开关的组合，其中每一个按键就是一个开关量输入装置。键盘的分类：◆编码键盘：能自动识别按下的键并产生相应代码，以并行或串行的方式发送给CPU。它使用方便，接口简单，响应速度快，但需要专用的硬件电路。◆非编码键盘：通过软件来确认按键并计算键值，其响应速度没有编码键盘快，但它不需要专用的硬件支持，而且可按不同方法定义各键，给系统带来很大灵活性。5.1.2按键的确认通常按键所用开关为机械弹性开关，键

2、的闭合与否，取决于机械弹性开关的通、断状态。一个按键开关通过机械触电的断开、闭合过程，其波形如下：因此，键的闭合与否，反映在电压上就是呈现高电平或低电平。如果高电平表示断开的话，则低电平就表示闭合，所以通过对电平高低状态的检测，便可确认按键按下与否。5.1.3按键防抖动技术按键的抖动干扰：由于机械触点的弹性振动，按键在按下时不会马上稳定地接通，而在弹起时也不能一下子完全地断开，因而在按键闭合和断开的瞬间均会出现一连串的抖动，这称为按键的抖动干扰。5.1.3按键防抖动技术硬件防抖技术：一般采用RC滤波消抖电路或RS双稳态消抖电路5.1.3

3、按键防抖动技术软件防抖技术：指编制一段时间大于100ms的延时程序，在第一次检测到有键按下时，执行这段延时子程序使键的前沿抖动消失后再检测该键状态，如果该键仍保持闭合状态电平，则确认为该键已稳定按下，否则无键按下，从而消除了抖动的影响。同理，在检测到按键释放后，也同样要延迟一段时间，以消除后沿抖动，然后转入对该按键的处理5.1.4重键与连击的处理重键：◆重键指多个键同时闭合。系统确认哪个键操作有效完全由设计者的意愿决定（软件编程决定），如视按下时间最长者有效，或最先按下有效，或最后释放有效等◆重键的利用：定义一两个引导键，这些键按下时执

4、行空操作5.1.4重键与连击的处理连击：◆连击指一次按键产生多次击键的效果。一般在键盘编程时，将键的释放作为按键的结束，即等键释放电平后再转去执行相应功能程序，以防止一次击键多次执行的错误发生◆连击的利用：利用微机的定时器，可以对按键从按下到释放期间进行计时，以确定此次按键产生多少次击键的效果5.2非编码独立式键盘独立式键盘结构原理查询法接口电路中断法接口电路5.2.1独立式键盘结构原理结构：独立式键盘指直接用输入端口线构成的单个按键电路。由于每个按键单独占用一根输入端口线，各键的状态不会互相影响，因此，通过检测输入线的电平状态就很容易

5、判断哪个按键按下与微机的接口：独立式键盘一般通过并行I/O接口（8155或8255）或三态门缓冲器（74LS244）与微机接口，通过CPU对相关I/O口线状态的检测，即可知道键盘上是否有键按下和哪个键按下5.2.2查询法接口电路接口电路：◆该接口电路实现的功能为：查询检测是否有键按下，如有键闭合，则消除抖动，再判断键号，然后转入相应的键处理。5.2.2查询法接口电路程序流程图：◆采用查询法时，必须保证CPU每隔一定时间主动地去扫描按键一次，该扫描时间间隔应小于两次按键的时间间隔，否则会有按键不响应的情形。显然这种方式占用CPU时间比较多

6、。5.2.3中断法接口电路接口电路：5.2.3中断法接口电路键盘中断服务子程序：◆与查询程序类似，在保护现场后，首先调用延时子程序消抖，然后依次查键号，并转入键功能处理程序，最后恢复现场、中断返回。◆采用中断法时，CPU对按键而言是被动方式，在无键按下时不占用CPU时间，因而CPU有更多的时间执行其他程序。5.3非编码矩阵式键盘矩阵式键盘的结构及工作原理矩阵式键盘的程序设计5.3.1矩阵式键盘的结构及工作原理键盘结构：◆矩阵式键盘又叫行列式键盘，是用I/O口线组成的行、列矩阵结构，在每根行线与列线的交叉处，二线不直接相通而是通过一个按键

7、跨接接通。采用这种矩阵结构只需M根行输出线和N根列输入线，就可连接M×N个按键。通过键盘扫描程序的行输出与列输入就可确认按键的状态，再通过键盘处理程序便可识别键值。5.3.1矩阵式键盘的结构及工作原理矩阵式键盘与CPU的接口：可采用并行端口8255A、锁存器或缓冲器一类。5.3.1矩阵式键盘的结构及工作原理矩阵式键盘接口电路：◆当键盘中无任何键按下时，所有的行线和列线被断开且相互独立，输入线Y0～Y7列都为高电平；当有任意一键按下时，则该键所在的行线与列线接通，因此，该列线的电平取决于该键所在的行线。◆由于矩阵式键盘中行、列线为多键共用

8、，各按键均影响该键所在行和列的电平，因此各按键彼此将相互发生影响，所以必须将行、列信号配合起来并做适当处理，才能正确确定闭合键的位置。5.3.1矩阵式键盘的结构及工作原理按键的识别：◆行扫描法：*又称逐行零