[工学]并行IO口的键盘和LED键盘接口设计.pptVIP

Sunplus SPCE061A 微控制器 并行I/O口的键盘和数码管设计 概述 单片机应用系统都需要人机交互界面。 用键盘输入命令或数据 用数码显示管或液晶显示屏显示系统的工作状态、提示信息等。 单片机I/O口按照某种方式和它们接口，完成人机交互。 键盘设计概述 单片机应用系统的键盘是根据应用系统的实际需要，由系统设计者自行确定按键的数量和按键的名称及功能的。所以您看到的计算器、游戏机、电话、手机等的键盘都各不相同。 键盘它是由若干按键组成的开关矩阵，是单片机系统最简单、最常用的输入器件，您可以通过键盘向系统输入命令和数据，来实现简单的人机对话。一般单片机系统中采用非编码键盘，非编码键盘是由软件来识别键盘上键的闭合及键值，它具有结构简单，使用灵活等特点。 键盘的设计形式 根据实际应用，可以由不同数量的按键构成不同形式的键盘。当单片机系统需要的键盘数量较少时，可以采用一只按键接I/O口的一位的方式连接； 但是当键盘中按键数量较多时，这就需要更多的I/O口的，为了减少对I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，也就是常说的行列式键盘。如4×4键盘，8×8键盘等。 1*8键盘电路图 1×8键盘的工作原理1 1×8键盘是指行线为1条，列线为8条的矩阵键盘 1×8键盘的公共端即行线，可以接到VCC上，8根列线接在I/O口的8位，IO口初始化成下拉输入状态，按键抬起状态对应的I/O口状态为低电平，当按键按下状态对应的I/O口状态为高电平。 1×8键盘的工作原理2 1×8键盘的公共端即行线，可以接到GND上， 8根列线接在I/O口的8位， I/O口初始化成上拉输入状态，按键抬起状态对应的I/O口状态为高电平，当按键按下状态对应的I/O口状态为低电平。 4*4键盘电路图 4*4键盘工作原理1 16只按键排成4行4列，每一行按键的左端连接在一起，每行引出一根行线，4行共引出4根线，再与I/O口的IOA0~IOA3连接； 每一列按键的右端连接在一起，每一列引出一根列线，4列共引出4根列线，连接在I/O口的IOA4~IOA7。 4*4键盘工作原理2 每一个按键则位于行线和列线的交点处，这样16个按键和单片机IO口连接时，只需要8位I/O口。 当按键按下时，其交点的行线和列线接通，相应行线或列线上的电平发生变化，从而就能确定被按下的功能键。 4*4键盘工作原理3 在4×4键盘中，将行线所接的I/O口（IOA0~IOA3）设为输出口，列线所接的I/O口（IOA4~IOA7）设为输入口 初始化IOA0~IOA3为输出，IOA4~IOA7为下拉输入，然后IOA0~IOA3依序输出高电平，没有按键按下时，列线端的电平为低电平，行线端的电平为高电平。当某个按键按下时，对应的列线I/O口输入电平便会由低电平变为高电平，即可判断出按下的键值。 键盘的抖动问题 单片机中应用的按键一般是由机械触点构成的。当开关未被按下时，假设该位IO口输入为高电平，按键被按下闭合后，则该位IO口输入为低电平。由于按键是机械触点，当机械触点断开、闭合时，会有抖动，此时该IO口输入端的波形图。 键盘抖动的不良后果 按键时产生的机械抖动时间至少是毫秒级，我们人是感觉不到的，但计算机处理的速度是在微秒级，则是完全可以感应到的。可能您只按了一次按键，可是计算机却已执行了多次按键处理程序，如果执行的次数正好是奇数次，那么结果正如你所料，如果执行的次数是偶数次，那就不对了。就造成了按键有时灵，有时不灵，其实就是这个原因。 键盘的去抖动处理方法1 为使CPU能正确地读出该IO口的状态，对每一次按键只作一次响应，就必须考虑如何去除抖动。 常用的去抖动的方法有两种：硬件方法和软件方法。我们只介绍单片机中常用软件去抖动方法， 键盘的去抖动处理方法2 在单片机获得该IO口电平为低的信息后，不是立即认定该按键已被按下，而是延时10毫秒或更长一些时间后再次检测该IO口，如果仍为低，说明按键的确按下了，这实际上是避开了按键按下时的抖动时间。 键盘的去抖动处理方法3 而在检测到按键释放后（该IO口电平为高）再延时5-10个毫秒，消除后沿的抖动，然后再对键值处理。不过一般情况下，我们通常不对按键释放的后沿进行处理，实践证明，也能满足一定的要求。当然，实际应用中，对按键的要求也是千差万别，要根据不同的需要来编制按键处理程序，但以上描述是消除按键抖动的原则。 实验仪的键盘电路 电路见实验仪电路图的p137 1*8键盘，1行8列。 8只按键的右端并联接在一起各引出一根引线，名为ROW，8只按键的另一端分别引出8根线。作为8列，名为COL1~COL8。 实验仪键盘电路与CPU的IO口的连接 键盘的8根列线COL1~COL8与IO口的IOA0~IOA7连接，键盘的行线ROW与IOA口的IOA8 连接。 见接口电路KE