第三章输入输出设备及接口技术(键盘LCD)
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;指向8155口C ;读入列值 ;保留低4位 ;高4位取“1” ;取反,无键按下则全0 ;返主
DIR数码显示器扫描显示子程序参阅LED数码显示器
8155的I/O口地址:7F00H-7F05H PA口:输出,作键盘的列线(键扫描) 又作6位显示器的位扫描 PB口:输出,作显示器段数据输出 PC口:输入,作键盘的行线(键输入)
当键盘的某一键按下后，4位数码管都显示左移一位，最左边1位 移出丢弃，最右边移入当前的键值（开始时4位数码管显示全0）。
注：P1：字型码输出 P2：低4位，位选输出 P3：低4位作键盘列线，输出 高4位作键盘行线，输入
接线 a-dot bit0-bit3 Y0-Y3 X0-X3
P1.0-P1.7(段码、共阴) P2.0-P2.3（位选、1有效） P3.0-P3.3（输出、写） P3.4-P3.7（输入、读）
二 、独立式按键
1、接口设计
(1) 接口与数据
+5v
每个按键单独占有一根
I/O接口引线。
P1.0
P1.1
输入每根I/O接口引线的
信号对应某个按键状态。
P1.7
2、独立式按键接口程序设计
键盘处理程序任务 1)键输入
检查键盘是否有键被按下，消除按 键抖动。确定被按键的键号。
硬件电路消除抖动或软件消除抖动。 2)键译码
3) 中断扫描方式
无键按下时，与门各输入 端均为高电平，输出端保 持为高电平
有键按下时，与门输入有 低，输出端为低电平，向 CPU申请中断，若CPU开放 外部中断，则会响应中断 请求，转去执行键盘扫描 子程序。
中断式键盘电路 P1.0-P1.3 输出，为“0” P1.4-P1.7 输入
80 31
&
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。
2) 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。
LK2:MOV R2,#0FEH MOV R4,#0
LK4:MOV DPTR,#7F01H MOV A,R2 MOVX @DPTR,A INC DPTR INC DPTR MOVX A,@DPTR JB ACC.0,LONE MOV A,#0 AJMP LKP
LONE:JB ACC.1,LTWO MOV A,#08H AJMP LKP
确定键值 3)键处理
根据键值转移到不同程序段。若键 值属于数字、字符键，则调用显示数字 和字符的子程序。若键值属于功能键， 则进行多分支转移，执行各个功能程序 段。
有按键信号？ N Y
延时等待10ms
仍有按键信号？ N Y
键盘处理
按键释放？ N Y
3、独立式按键接口程序
KEY:SETB JB
KEY1: ACALL SETB JB
LTWO:JB ACC.2,LTHR MOV A,#10H AJMP LKP
LTHR:JB ACC.3,NEXT MOV A,#18H
LKP:ADD A,R4 PUSH ACC
LK3:ACALL DIR ACALLKS1 JNZ LK3 POP ACC RET
NEXT:INC R4 MOV A,R2 JNB ACC.7,KND RL A MOV R2,A AJMP LK4
KEY5：PUSH ACC KEY6：MOV P1，#0FFH
MOV A,P1 ANL A,#03H CJNE A,#03H,KEY6 LCALL DELAY MOV P1，#0FFH MOV A,P1 ANL A,#03H CJNE A,#03H,KEY6 POP ACC SETB PSW.5 RET
2. 矩阵式键盘按键的识别
1）行翻转法
列行0 列行10
列行20
列行30
1
输入输出
0
0 行列0
闭合键 0
行列1
1
0
行列2
1
0
0
0
0
输输
1
入出
1
0
2. 矩阵式键盘按键的识别
2）扫描法 (1) 判断有无键按下。 方法为：输出口全为0，读输入口状态，若全为1，则 说明无键按下；若不全为1，则说明有键按下 (2) 消除按键抖动的影响。其方法为：在判断有 键按下后，用软件延时的方法延时10ms后，再判断键 盘状态，如果仍为有键按下状态，则认为有一个按键 按下，否则当作按键抖动来处理 （3）列线逐列输出“0”，某行有键按下，则对应 行线输入为“0”，若该行无键按下，对应行线输入为 “1”
一 键盘工作原理
1. 键盘的可靠性 按键的机械抖动：在实际按键操作中，由于按键动
作是一个机械动作，键在闭合或断开的过程会发生抖动
输入
输入
键抖动时间的长短与开关的机械特性有关，一 般为5ms～10ms左右，然后达到稳定状态。
键盘接口:为了保证CPU对键的闭合作一次且仅作 一次处理，必须去除抖动，使CPU在键的稳定闭合或 断开状态时读取键值
键盘扫描程序：
KEY1: LCALL JNZ LJMP
LK1: LCALL LCALL LCALL JNZ LJMP
LK2: MOV MOV
LK3: MOV MOV MOVX INC INC MOVX ANL MOV CJNE MOV
KS1 LK1 LK8 DIR DIR KS1 LK2 LK8 R3,＃00H R2,＃0FEH DPTR,＃7F01H A,R2 @DPTR,A DPTR DPTR A,@DPTR A,＃0FH R4,A A,＃0FH,LK4 A,R2
KEY2: JNB ACALL RET
P1.0
P1.0, KEY ；有键按下P1.0=0
DELAY
；延时，防止抖动
P1.0
P1.0, KEY ；键是否仍按下？
P1.0, KEY2 ；消除了连击功能
PROGRAM ；
KEY:MOV P1，#0FFH MOV A,P1 ANL A,#03H CJNE A,#03H,KEY1
“1”
“0”
抖动时间 ＜10ms 开关动作时间 ＞100ms
＜10ms
消除抖动的方法
硬件去抖：常用双稳态电路、单稳态电路和RC积
分电路三种方法
软件去抖：在键盘接口中，另一种普遍使用的是
采用软件延时来完成消抖的方法。 基本思想是：在检测到按键按下或释放时，记
录按键的状态，延时大约10ms，再次检测按键的状 态，若与前一次的状态相同，说明按键的状态已稳 定，可进行处理；否则，表示键的状态不稳定，可 能是误动作，不应被处理
;已扫到最后1行则转 ;未扫完,则移至下1行 ;行值存入R2中 ;行号加1 ;转至扫描下1行 ;行号送入A ;行号×2 ;暂存 ;行号×4 ;存入R5中 ;列值送入A ;右移1位 ;该位为0则转 ;列号加1 ;列号未判完继续 ;保护键值 ;扫描1遍显示器 ;发全扫描信号 ;键未释放则等待 ;键已释放 ;延时12ms,消抖 ;键值存入A中
第三章 输入/输出设备及接口技术
3.2 键盘接口技术
Biblioteka Baidu
常用的按键，都存在两种状态：断开和闭合
当某一键被按下，则为闭合状态 键被释放，则为断开状态
键盘电路的功能就是将键的闭合和断开状态用 “0”和“1”来表示，然后通过数据线送到CPU内进 行键的识别
若键盘闭合键的识别是由专用硬件实现的，则称 为编码键盘；若用软件实现闭合键识别的，则称为非 编码键盘。非编码键盘又分为行列式和独立式两种。 本节我们主要讨论非编码键盘的工作原理、接口技术 和程序设计。
;检查有闭合键否？ ;A非0,有键闭合则转 ;无键闭合转返回 ;有键闭合,则延时12ms ;消抖 ;再次检查有键闭合否？ ;有键闭合则转 ;无键闭合转返回 ;行号初值送R3
;行扫描初值送R2 ;指向8155口A ;行扫描值送A ;扫描1行
;指向8155口C ;读入列值 ;保留低4位 ;暂存列值 ;列值非全“1”则转 ;行扫描值送A
KND: RET LK8: MOV
RET KS1: MOV
MOV MOVX INC INC MOVX ANL ORL CPL RET
A,＃FFH
DPTR,＃7F01H A,＃00H @DPTR,A DPTR DPTR A,@DPTR A,＃0FH A,＃F0H A
;返主 ;无闭合键标志FFH存入A中 ;返主 ;有无闭合键判断子程序 ;取全扫描信号 ;发全扫描信号
KND:AJMP KEY1
KS1:MOV DPTR #7F01H MOV A,#0 MOVX @DPTR,A INC DPTR INC DPTR MOVX A,@DPTR CPL A ANL A,#0FH RET
注: A为”0”,则无键按下 否则有键按下
DIR:…
RET
同七段LED显示部分程序,此略
JNB RL MOV INC SJMP LK4: MOV ADD MOV ADD MOV MOV LK5: RRC JNC INC SJMP LK6: PUSH LK7: LCALL LCALL JNZ LCALL LCALL POP
ACC.7,LK8 A R2,A R3 LK3 A,R3 A,R3 R5,A A,R5 R5,A A,R4 A LK6 R5 LK5 R5 DIR KS1 LK7 DIR DIR A
三、矩阵式键盘
1、结构 由多条I/O接口引线组成矩阵式键盘
由行线和列 线组成，按 键位于行、 列线的交叉 点上 行： 输入 列： 输出
矩阵式键盘中，行、列线分别连接到按键开关的两端 当无键按下时，行线处于高电平状态； 当有键按下时，行、列线将导通，此时，行线电平将 由与此行线相连的列线电平决定。这是识别按键是否按下 的关键。 矩阵键盘中的行线、列线和多个键相连，各按键按下 与否均影响该键所在行线的电平，各按键间将相互影响， 因此，必须将行线、列线信号配合起来作适当处理，才能 确定闭合键的位置。
KEY3：CLR PSW.5 RET
KEY1：LCALL DELAY MOV P1，#0FFH MOV A,P1 ANL A,#03H CJNE A,#03H,KEY2 SJMP KEY3
KEY2：JB ACC.0，KEY4 MOV A,#0
SJMP KEY5 KEY4：JB ACC.1，KEY3
MOV A,#1
实验九 键盘显示实验
实验内容
1、利用核心模块（CPU）的P0~P3口、数码管模块和键盘模块设 计好接线，编出相应程序实现以下功能：
当键盘的某一键按下后，4位数码管都显示该键值（开始时4位数 码管显示全0）。
2、利用核心模块（CPU）的P0~P3口、数码管模块和键盘模块设 计好接线，编出相应程序实现以下功能：
键输入程序功能:1、判有无键按下 2、去抖 3、判键号 4、其它（键释放才执行，多键等）
键输入程序清单
KEY1:MOV A,#03H MOV DPTR,#7F00H MOVX @DPTR,A ACALL KS1 JNZ LK1 ACALL DIR AJMP KEY1
LK1:ACALL DIR ACALL DIR ACALL KS1 JNZ LK2 ACALL DIR AJMP KEY1
1
输 入
10
闭合键
1
01 x x x
输
01
出
01
01
有键闭合时无，键假闭设合为时7号键
四. 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。
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。
定时扫描方式的硬件电路与编程扫描方式相同
按键处理程序：
有按键输入？ 延时消抖 确有按键？
键扫描求键号 延时
按键释放？ 键译码求键值
是数字键？ 输入数字
跳转各功能程序
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。
IN T0
P 1.0 P 1.1 P 1.2 P 1.3
P 1.4 P 1.5 P 1.6 P 1.7
用行扫描法进行键扫描的程序 其中KS1为判键闭合的子程序。有键闭合时 （A）=0。 DIR 为 数 码 显 示 器 扫 描 显 示 子 程 序 , 执 行 一 次的时间约6ms。 程序执行后, 若键闭合, 键值存入A中, 键 值的计算公式是: 键值=行号×4+列号； 若无 键闭合, 则A中存入标志FFH。
DIR数码显示器扫描显示子程序参阅LED数码显示器
8155的I/O口地址:7F00H-7F05H PA口:输出,作键盘的列线(键扫描) 又作6位显示器的位扫描 PB口:输出,作显示器段数据输出 PC口:输入,作键盘的行线(键输入)
当键盘的某一键按下后，4位数码管都显示左移一位，最左边1位 移出丢弃，最右边移入当前的键值（开始时4位数码管显示全0）。
注：P1：字型码输出 P2：低4位，位选输出 P3：低4位作键盘列线，输出 高4位作键盘行线，输入
接线 a-dot bit0-bit3 Y0-Y3 X0-X3
P1.0-P1.7(段码、共阴) P2.0-P2.3（位选、1有效） P3.0-P3.3（输出、写） P3.4-P3.7（输入、读）
二 、独立式按键
1、接口设计
(1) 接口与数据
+5v
每个按键单独占有一根
I/O接口引线。
P1.0
P1.1
输入每根I/O接口引线的
信号对应某个按键状态。
P1.7
2、独立式按键接口程序设计
键盘处理程序任务 1)键输入
检查键盘是否有键被按下，消除按 键抖动。确定被按键的键号。
硬件电路消除抖动或软件消除抖动。 2)键译码
3) 中断扫描方式
无键按下时，与门各输入 端均为高电平，输出端保 持为高电平
有键按下时，与门输入有 低，输出端为低电平，向 CPU申请中断，若CPU开放 外部中断，则会响应中断 请求，转去执行键盘扫描 子程序。
中断式键盘电路 P1.0-P1.3 输出，为“0” P1.4-P1.7 输入
80 31
&
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。
2) 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。
LK2:MOV R2,#0FEH MOV R4,#0
LK4:MOV DPTR,#7F01H MOV A,R2 MOVX @DPTR,A INC DPTR INC DPTR MOVX A,@DPTR JB ACC.0,LONE MOV A,#0 AJMP LKP
LONE:JB ACC.1,LTWO MOV A,#08H AJMP LKP
确定键值 3)键处理
根据键值转移到不同程序段。若键 值属于数字、字符键，则调用显示数字 和字符的子程序。若键值属于功能键， 则进行多分支转移，执行各个功能程序 段。
有按键信号？ N Y
延时等待10ms
仍有按键信号？ N Y
键盘处理
按键释放？ N Y
3、独立式按键接口程序
KEY:SETB JB
KEY1: ACALL SETB JB
LTWO:JB ACC.2,LTHR MOV A,#10H AJMP LKP
LTHR:JB ACC.3,NEXT MOV A,#18H
LKP:ADD A,R4 PUSH ACC
LK3:ACALL DIR ACALLKS1 JNZ LK3 POP ACC RET
NEXT:INC R4 MOV A,R2 JNB ACC.7,KND RL A MOV R2,A AJMP LK4
KEY5：PUSH ACC KEY6：MOV P1，#0FFH
MOV A,P1 ANL A,#03H CJNE A,#03H,KEY6 LCALL DELAY MOV P1，#0FFH MOV A,P1 ANL A,#03H CJNE A,#03H,KEY6 POP ACC SETB PSW.5 RET
2. 矩阵式键盘按键的识别
1）行翻转法
列行0 列行10
列行20
列行30
1
输入输出
0
0 行列0
闭合键 0
行列1
1
0
行列2
1
0
0
0
0
输输
1
入出
1
0
2. 矩阵式键盘按键的识别
2）扫描法 (1) 判断有无键按下。 方法为：输出口全为0，读输入口状态，若全为1，则 说明无键按下；若不全为1，则说明有键按下 (2) 消除按键抖动的影响。其方法为：在判断有 键按下后，用软件延时的方法延时10ms后，再判断键 盘状态，如果仍为有键按下状态，则认为有一个按键 按下，否则当作按键抖动来处理 （3）列线逐列输出“0”，某行有键按下，则对应 行线输入为“0”，若该行无键按下，对应行线输入为 “1”
一 键盘工作原理
1. 键盘的可靠性 按键的机械抖动：在实际按键操作中，由于按键动
作是一个机械动作，键在闭合或断开的过程会发生抖动
输入
输入
键抖动时间的长短与开关的机械特性有关，一 般为5ms～10ms左右，然后达到稳定状态。
键盘接口:为了保证CPU对键的闭合作一次且仅作 一次处理，必须去除抖动，使CPU在键的稳定闭合或 断开状态时读取键值
键盘扫描程序：
KEY1: LCALL JNZ LJMP
LK1: LCALL LCALL LCALL JNZ LJMP
LK2: MOV MOV
LK3: MOV MOV MOVX INC INC MOVX ANL MOV CJNE MOV
KS1 LK1 LK8 DIR DIR KS1 LK2 LK8 R3,＃00H R2,＃0FEH DPTR,＃7F01H A,R2 @DPTR,A DPTR DPTR A,@DPTR A,＃0FH R4,A A,＃0FH,LK4 A,R2
KEY2: JNB ACALL RET
P1.0
P1.0, KEY ；有键按下P1.0=0
DELAY
；延时，防止抖动
P1.0
P1.0, KEY ；键是否仍按下？
P1.0, KEY2 ；消除了连击功能
PROGRAM ；
KEY:MOV P1，#0FFH MOV A,P1 ANL A,#03H CJNE A,#03H,KEY1
“1”
“0”
抖动时间 ＜10ms 开关动作时间 ＞100ms
＜10ms
消除抖动的方法
硬件去抖：常用双稳态电路、单稳态电路和RC积
分电路三种方法
软件去抖：在键盘接口中，另一种普遍使用的是
采用软件延时来完成消抖的方法。 基本思想是：在检测到按键按下或释放时，记
录按键的状态，延时大约10ms，再次检测按键的状 态，若与前一次的状态相同，说明按键的状态已稳 定，可进行处理；否则，表示键的状态不稳定，可 能是误动作，不应被处理
;已扫到最后1行则转 ;未扫完,则移至下1行 ;行值存入R2中 ;行号加1 ;转至扫描下1行 ;行号送入A ;行号×2 ;暂存 ;行号×4 ;存入R5中 ;列值送入A ;右移1位 ;该位为0则转 ;列号加1 ;列号未判完继续 ;保护键值 ;扫描1遍显示器 ;发全扫描信号 ;键未释放则等待 ;键已释放 ;延时12ms,消抖 ;键值存入A中
第三章 输入/输出设备及接口技术
3.2 键盘接口技术
Biblioteka Baidu
常用的按键，都存在两种状态：断开和闭合
当某一键被按下，则为闭合状态 键被释放，则为断开状态
键盘电路的功能就是将键的闭合和断开状态用 “0”和“1”来表示，然后通过数据线送到CPU内进 行键的识别
若键盘闭合键的识别是由专用硬件实现的，则称 为编码键盘；若用软件实现闭合键识别的，则称为非 编码键盘。非编码键盘又分为行列式和独立式两种。 本节我们主要讨论非编码键盘的工作原理、接口技术 和程序设计。
;检查有闭合键否？ ;A非0,有键闭合则转 ;无键闭合转返回 ;有键闭合,则延时12ms ;消抖 ;再次检查有键闭合否？ ;有键闭合则转 ;无键闭合转返回 ;行号初值送R3
;行扫描初值送R2 ;指向8155口A ;行扫描值送A ;扫描1行
;指向8155口C ;读入列值 ;保留低4位 ;暂存列值 ;列值非全“1”则转 ;行扫描值送A
KND: RET LK8: MOV
RET KS1: MOV
MOV MOVX INC INC MOVX ANL ORL CPL RET
A,＃FFH
DPTR,＃7F01H A,＃00H @DPTR,A DPTR DPTR A,@DPTR A,＃0FH A,＃F0H A
;返主 ;无闭合键标志FFH存入A中 ;返主 ;有无闭合键判断子程序 ;取全扫描信号 ;发全扫描信号
KND:AJMP KEY1
KS1:MOV DPTR #7F01H MOV A,#0 MOVX @DPTR,A INC DPTR INC DPTR MOVX A,@DPTR CPL A ANL A,#0FH RET
注: A为”0”,则无键按下 否则有键按下
DIR:…
RET
同七段LED显示部分程序,此略
JNB RL MOV INC SJMP LK4: MOV ADD MOV ADD MOV MOV LK5: RRC JNC INC SJMP LK6: PUSH LK7: LCALL LCALL JNZ LCALL LCALL POP
ACC.7,LK8 A R2,A R3 LK3 A,R3 A,R3 R5,A A,R5 R5,A A,R4 A LK6 R5 LK5 R5 DIR KS1 LK7 DIR DIR A
三、矩阵式键盘
1、结构 由多条I/O接口引线组成矩阵式键盘
由行线和列 线组成，按 键位于行、 列线的交叉 点上 行： 输入 列： 输出
矩阵式键盘中，行、列线分别连接到按键开关的两端 当无键按下时，行线处于高电平状态； 当有键按下时，行、列线将导通，此时，行线电平将 由与此行线相连的列线电平决定。这是识别按键是否按下 的关键。 矩阵键盘中的行线、列线和多个键相连，各按键按下 与否均影响该键所在行线的电平，各按键间将相互影响， 因此，必须将行线、列线信号配合起来作适当处理，才能 确定闭合键的位置。
KEY3：CLR PSW.5 RET
KEY1：LCALL DELAY MOV P1，#0FFH MOV A,P1 ANL A,#03H CJNE A,#03H,KEY2 SJMP KEY3
KEY2：JB ACC.0，KEY4 MOV A,#0
SJMP KEY5 KEY4：JB ACC.1，KEY3
MOV A,#1
实验九 键盘显示实验
实验内容
1、利用核心模块（CPU）的P0~P3口、数码管模块和键盘模块设 计好接线，编出相应程序实现以下功能：
当键盘的某一键按下后，4位数码管都显示该键值（开始时4位数 码管显示全0）。
2、利用核心模块（CPU）的P0~P3口、数码管模块和键盘模块设 计好接线，编出相应程序实现以下功能：
键输入程序功能:1、判有无键按下 2、去抖 3、判键号 4、其它（键释放才执行，多键等）
键输入程序清单
KEY1:MOV A,#03H MOV DPTR,#7F00H MOVX @DPTR,A ACALL KS1 JNZ LK1 ACALL DIR AJMP KEY1
LK1:ACALL DIR ACALL DIR ACALL KS1 JNZ LK2 ACALL DIR AJMP KEY1
1
输 入
10
闭合键
1
01 x x x
输
01
出
01
01
有键闭合时无，键假闭设合为时7号键
四. 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。
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。
定时扫描方式的硬件电路与编程扫描方式相同
按键处理程序：
有按键输入？ 延时消抖 确有按键？
键扫描求键号 延时
按键释放？ 键译码求键值
是数字键？ 输入数字
跳转各功能程序
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。
IN T0
P 1.0 P 1.1 P 1.2 P 1.3
P 1.4 P 1.5 P 1.6 P 1.7
用行扫描法进行键扫描的程序 其中KS1为判键闭合的子程序。有键闭合时 （A）=0。 DIR 为 数 码 显 示 器 扫 描 显 示 子 程 序 , 执 行 一 次的时间约6ms。 程序执行后, 若键闭合, 键值存入A中, 键 值的计算公式是: 键值=行号×4+列号； 若无 键闭合, 则A中存入标志FFH。