单片机应用技术项目教程（C语言版）（第二版）-项目四 键盘设计与实现.pptVIP

陳慶逸、林柏辰編著---文魁資訊 ARM嵌入式系统 “十二五”职业教育国家规划教材（经全国职业教育教材审定委员会审定）  项目四 键盘的设计与实现 4.1 模块9 独立式键盘设计与实现 工作任务：使用AT89S52单片机，设计一个具有8个按键的独立式键盘，每个按键对应一个发光二极管。功能要求：无键按下时，键盘输出全为“1”，发光二极管全部熄灭；有键按下时，其所对应发光二极管点亮。 4.1.1 认识键盘 键盘是单片机应用系统中人机交流不可缺少的输入设备。用于输入数据和控制信息。 键盘由一组规则排列的按键组成，键盘通常使用机械触点式按键开关。 常见的种类有： 查询（独立）式键盘：结构简单、占资源多、适合按键少的单片机应用系统。 矩阵式键盘：结构复杂、占资源少、适合按键多的单片机应用系统。 ■ 键盘分类： 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、导电橡胶式开关等； 无触点开关按键，如电气式按键，磁感应按键等。前者造价低，后者寿命长。 按键按照接口原理可分为两类 编码键盘，主要是用硬件来实现对按键的识别，硬件结构复杂； 非编码键盘，主要是由软件来实现按键的定义与识别，硬件结构简单，软件编程量大。 这里我们主要介绍单片机中常用的非编码键盘（用的是触点式开关按键） 4.1.2 独立式键盘电路设计 4.1.3 独立式键盘程序设计 1、功能分析： 无键按下时，P0的8个I/O口线均通过电阻接高电平，信息为“1” ，P1口输出全为“1”发光二极管全部熄灭。 有键按下，将使对应的I/O口线通过该键接地，信息为“0” ，P1口对应的口线输出低电平，其连接的发光二极管点亮。 因此，CPU可以通过检测P0的8个I/O口线哪个是“0”就可以识别是否有键按下，并能识别出是哪一个键按下。另外注意键盘防抖的问题。 2、独立式键盘程序： 独立式键盘程序 演示 某一键按下，对应LED亮，多个按键按下 LED不亮，为什么？分析程序。 如果在多个键按下时，对应的LED都亮，怎么修改程序？ 假设8个按键分别为1~8，用数码管显示按下的按键编号。怎样设计？ 4.1.4 键盘防抖动措施 机械式按键在按下或释放时，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。 其抖动过程如右图所示，若有抖动，按键按下会被错误地认为是多次操作。抖动时间的长短与开关的机械特性有关，一般为5?10ms。 防抖动措施 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，可从硬件、软件两方面予以考虑。 键数较少时，采用硬件去抖； 键数较多时，采用软件去抖。 软件上采取的措施是在检测到有按键按下时，执行一个10ms左右(具体时间应视所使用的按键进行调整)的延时程序，再确认该键电平是否仍保持闭合状态电平，若仍保持闭合状态电平，则确认该键处于闭合状态，从而消除抖动的影响。 技能训练4-1 一键多功能按键识别设计与实现 功能要求： 按键接在P3.0管脚上，在AT89S52单片机的P1 端口接有四个发光二极管。 上电的时候，接在P1.0管脚上的发光二极管D1在闪烁； 当第一次按下按键的时候，接在P1.1 管脚上的发光二极管D2在闪烁； 第二次按下按键的时候，接在P1.2 管脚上的发光二极管D3在闪烁， 第三次按下按键的时候，接在P1.3 管脚上的发光二极管D4在闪烁， 第四次按下按键的时候，又轮到D1 在闪烁了，如此轮流下去。 一键多功能按键识别软、硬件设计 4.2 工作模块10 矩阵式键盘设计  与实现 工作任务： 设计一个4X4矩阵键盘，16个键分别对应0~9、A~F； 有键按下，数码管显示按下键对应的字符； 无键按下，数码管无显示； 4.2.1 矩阵键盘的结构与原理 矩阵式键盘的结构 单片机系统中，若使用按键较多时， 通常采用矩阵式键盘，其结构如右图所示。 有行线和列线组成，按键在交叉点上。 由图可知，一个4×4的行、列结构， 可以构成一个含有16个按键的键盘， 节省了很多I/O口。 判断按键按下的方法 判断是否有键按下的方法是： 向所有的列输出口线输出低电平（不能为高电平，因为若为高电平，按键按下与否都不会引起行线电平的变化），然后将行线的电平状态读入。 若无键按下，所有的行线仍保持高电平状态； 若有键按下，行线中至少应有一条线为低电平。 例如：第2行与第2列交叉点的键被按下，则第2行与第2列导通，第2行电平被拉低，读入的行信号就为低电平，表示有键按下。 但是判定哪个行线为低电平，只是判定有键按下，我们还是无法判别是哪个键。 识别按键的方法 按键识别的扫描方法（常用）： 往列线上按顺序一