第10章 键盘显示器接口

图10-1 8段LED数码管结构及外形
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按照上述格式，显示各种字符的8段LED数码管的段码如表
10-2所示。
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表10-1只列出了部分段码，读者也可对某些显示的字符重
新定义，也可选择其他字型的LED数码管。 除了“8”字型的LED数码管外，市面上还有“±1”型、“ 米”字型和“点阵”型LED显示器，如图10-2所示。厂家也 可根据用户的需要定做特殊字型的数码管。
void main(void)
{ uchar key; while(1)
{key= keyscan( ); /*调用键盘扫描函数，返回的键值送变量key*/
delay( ); /*延时*/ /*延时函数*/
}
void delay(void); { } uchar i; for(i=0;i<200;i++){ }
reread_key=P1&0x07; if(key_value==reread_key)
/*延时10ms*/
/*再次读取P1口的状态*/
{
}
key_flag=1;
/*设置中断标志为1*/
/*中断允许*/
IE=0x81; }
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2. 矩阵式键盘（自学）
矩阵式（也称行列式）键盘用于按键数目较多场合，由行线 和列线组成，一组为行线，另一组为列线，按键位于行、列的 交叉点上。如图10-10所示，一个44的行、列结构可以构成一 个16个按键的键盘。在按键数目较多的场合，与独立式键盘相
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例2：在4个数码管上显示字符"1"、"2"、"3"、"4"
见文档
例3：设计一个2位10进制计数器，每秒加1，在 LED上显示
见文档
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第8章 接口技术基础
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10.2 键盘的接口设计
键盘功能：向单片机输入数据、命令等，是人与单片机对 话的主要手段。下面介绍键盘工作原理和工作方式。 10.2.1 键盘接口应解决的问题 1．键盘的任务 任务有3项： （1）首先判别是否有键按下？若有，进入下一步。
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10.2.2
键盘接口设计举例
键盘两类：非编码键盘和编码键盘。 非编码键盘按键直接与单片机相连，通常使用在按键数量 较少的场合。用这种键盘，系统功能通常比较简单，需处理 的任务较少，但可降低成本、简化电路设计。按下按键的键
图10-7（b）所示的t1和t3分别为键的闭合和断开过程中的 抖动期（呈现一串负脉冲），抖动时间长短与开关的机械特性 有关，一般为5～10ms，t2为稳定的闭合期，其时间由按键动 作确定，一般为十分之几秒到几秒，t0、t4为断开期。
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8031
+5V
P1.0
键按下 键释放 释放稳定
闭合稳定
前沿抖动
}
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void int0( ) { IE=ox80;
interrupt 0 /*屏蔽中断*/
uchar reread_key;
key_flag=0;
P1=0xff; key_value=P1;
/*设置中断标志*/
/* P1口锁存器置1*/ /*读入P1口的状态*/
delay_10ms(void);
（2）识别哪一个键被按下，并求出相应的键值。
（3）根据键值，找到相应键值的处理程序入口。
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2. 键盘输入的特点
常见键盘：触摸式键盘、薄膜键盘和按键式键盘，最常用的 是按键式键盘。 键盘按键实质上是一个开关。如图10-7（a）所示，按键开 关的两端分别连接在行线和列线上，通过键盘开关机械触点的
断开、闭合，其行线电压输出波形如图10-7（b）所示。
比，要节省较多的I/O口线。
（1）查询式键盘，编写查询式的键 盘处理程序。
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图10-10 矩阵式键盘接口
首先判键盘有无键按下，即把所有行线P1.0～P1.3均置为
低电平，然后检查各列线的状态，若列线不全为高电平，则 表示键盘中有键被按下；若所有列线列均为高电平，说明键 盘中无键按下。 在确认有键按下后，即可进入确定具体闭合键的过程。判
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图10-8 独立式键盘的接口电路
按键检测程序入口 键闭合? Y 延时消抖 键闭合? Y S1按下否? „ N „
N
键码值置0
N Y
键码值置0
键码值置1 „
S4按下否?
N 返回键码
Y
键码值置4
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【例10-3】键盘为图10-8所示的独立式键盘，采用查询方
式对键盘的键值读取。参考程序如下：
#include<reg51.h> void main(void) { unsigned char keyvalue; do { P1=0xff; keyvalue=P1; keyvalue=～keyvalue;
case 64: „„;
break; case 128: „„; default: break; } } while(1) }
/*处理6号键*/
/*处理7号键*/ /*无按下键处理*/
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（2）中断扫描方式的独立式键盘程序
为进一步提高扫描键盘工作效率，可采用中断扫描方式， 如图10-9。键盘只有在键盘有按键按下时，才进行处理，所 以实时性强，效率高。 当键盘中有按键按下时，74LS30的输出经过74LS04反相
后向单片机的中断请求输入引脚INT0*发出中断请求信号，
单片机响应中断，执行键盘扫描程序中断服务子程序，识别 出按下按键的键号，并跳向该按键的处理程序。
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图10-9 独立式键盘的接口电路
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【例10-4】键盘接口见图10-9，编写中断方式的独立式键
盘处理程序。程序如下。
#include<reg51.h>
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switch(keyvalue)
{ case 1: „„; break; /*处理0号键*/
case 2: „„;
break; case 4: „„;
/*处理1号键*/
/*处理2号键*/
break;
case 8: „„; break; case 16: „„; break; case 32: „„; break; /*处理5号键*/ /*处理4号键*/ /*处理3号键*/
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case 16: „„;
break; case 32: „„; break; case 64: „„; break; case 128: „„; default: break; } key_flag=0; } while(TRUE); }
/*处理4号键*/
/*处理5号键*/ /*处理6号键*/ /*处理7号键*/ /*无效按键，如多个键同时按下*/
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uchar keyscan(void)
{ uchar code_h; uchar code_l;
/*键盘扫描函数*/
/*行扫描值*/ /*列扫描值*/
P1=0xf0;
if((P1&f0)!=0xf0) { delay( );
/*P1.0～P1.3输出都为0，准备读列状态*/
/*如果P1.4～P1.7不全为1，可能有键按下*/ /*延时去抖动*/ /* P1.0置为0，开始行扫描*/
初始：S接A，A=0，所以Q=1，/Q=0 A—B:A不稳定， /Q=0， Q=1，维持 接B点：由于B=0， Q=1, 所以/Q=1， Q=0，翻转
（B--A）:由于 /Q=1, A=1所以Q=0,维持 接A点：A=0， Q=1,翻转
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2) 软件消抖（重点） 软件消抖不需要增加硬件电路，而是在第一次 检测到按键按下后，执行一段延时程序(如 10~20ms)，然后再次检测，确认该按键是否仍保持 闭合状态，如果是则认为是真正有按键按下，否则 认为是干扰，不预理会。这样就可以避开抖动，以 免发生误操作。
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段码线占用一个8位I/O口，而位选控制使用一个I/O口的4位口
线。动态显示就是通过段码线向显示器（所有的）输出所要显 示字符的段码。每一时刻，只有一位位选线有效，其他各位都 无效。 与静态显示比，动态显示优点节省I/O口，显示器越多，优
势越明显。
缺点显示亮度不如静态显示的高，要调整好“扫描”速率 ，如果“扫描”速率较低，会出现闪烁现象。
if((P1&f0)!=0xf0) /*重读P1.4～P1.7，若还是不全为1，定有键按下*/
code_h=0xfe; while((code_h&0x10)!=0xf0); /*判断是否为最后一行，若不是，继续扫 描*/ { P1= code_h; if((P1&f0)!=0xf0); /*P1口输出行扫描值*/ /*如果P1.4～P1.7不全为1，该行有键按下*/
#include<absacc.h>
#define uchar unsigned char #define TRUE 1
#define FALSE 0
bit key_flage; uchar key_value;
void delay_10ms(void);
/*延时10ms函数*/
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void main(void) { IE=0x81; IP=0x01; key_flag=0; /*设置中断标志为0*/ do{ if(key_flag) /*如果按键有效*/ { switch(key_value) /*根据按键分支*/ { case 1: „„; /*处理.0号键*/ break; case 2: „„; /*处理1号键*/ break; case 4: „„; /*处理2号键*/ break; case 8: „„; /*处理3号键*/ break;