单片机第7章2详解

首先判别键盘中有无键按下： 由单片机Ｉ／Ｏ口向键盘送(输出)全扫描字，然后读入 (输入)列线状态来判断。方法是： 向扫描线(图中水平线)输 出全扫描字00H，把全部行线置为低电平，然后将回读线的 电平状态读入累加器A中。如果有按键按下，总会有一根列 线电平被拉至低电平，从而使列输入不全为1。 判断键盘中哪一个键被按下： 通过将扫描线逐行置低电平后，检查回读线输入状态。 方法是： 依次给扫描线送低电平，然后查所有回读线状态， 称行扫描。如果全为1，则所按下的键不在此行；如果不全 为1，则所按下的键必在此行，而且是在与零电平列线相交 的交点上的那个键。
硬件去抖 在硬件上可采用在 键输出端加R-S触发器 (双稳态触发器)或单稳 态触发器构成去抖动电 路。右图是一种由R-S触 发器构成的去抖动电路， 当触发器一旦翻转，触 点抖动不会对其产生任 何影响。
+5v
＆
开关
+5v
Fra Baidu bibliotek
I/O 接 口
单 片 机
＆
消除抖动电路
图图 10-6 硬件去抖电路 硬件去抖电路
去DKEY做什么？
；键位置译码
DKEY：MOV MOV MUL ADD AJMP A，R0 B，#04H AB A，R2 EKEY ；取行号送A ；每一行按键个数 ；行号×按键数 ；行号×按键数+列号=键值，在A中
解读子程序的框架。 问：何时调用？
练习：设计一个2×2行列式键盘，并编写键盘扫描子程序。
LJMP PKEY1 KEY2: CJNE A,#1DH,KEY3 LJMP PKEY2 KEY3: CJNE A,#1BH,KEY4 LJMP PKEY3 KEY4: CJNE A,#17H,KEY5 LJMP PKEY4 KEY5: CJNE A,#0FH,PASS LJMP PKEY5 RETURN:RET
第0行的键值为： 0行×4+列号（0～3）为0、1、2、3； 第1行的键值为： 1行×4+列号（0～3）为4、5、6、7； 第2行的键值为： 2行×4+列号（0～3）为8、9、A、B； 第3行的键值为： 3行×4+列号（0～3）为C、D、E、F。 4×4键盘行首键号为0、4、8、C，列号为0，1，2，3。
列号译码
SKEY3： MOV A，R1 JNB ACC.4，SKEY5 JNB ACC.5，SKEY6 JNB ACC.6，SKEY7 JNB ACC.7，SKEY8 AJMP EKEY SKEY5：MOV A，#00H MOV R2,A；存0列号 AJMP DKEY SKEY6：MOV A，#01H MOV R2，A；存1列号 AJMP DKEY SKEY7：MOV A，#02H MOV R2，A；存2列号 AJMP DKEY SKEY8：MOV A，#03H MOV R2，A；存3列号 AJMP DKEY
这样编键号有何好处？
规划：行扫描过程结束后（发现有键按下）得到的行号 存放在R0中，列号存放在R2中。
描述子程序为DECODE的 功能，出、入口参数？
出口： EKEY 键值（键号）在A中或？ KEY： MOV P1,#0F0H ；令所有行为低电平 MOV ORL CPL JZ LCALL
SKEY： MOV MOV MOV MOV SKEY2：MOV MOV MOV MOV ORL CPL S123： JNZ
图为8255A扩展I/O口的独立式按键接口电路。
PA
用三态缓冲器扩展的I/O口的按键接口电路。
MOV
DPTR,#0BFFFH
MOVX A,@DPTR
对独立式键盘编程，软件消抖，查询方式检测键的状态。仅 有一键按下时才有效才处理。
KEYIN: MOV DPTR,#0BFFFH ；键盘端口地址BFFFH
7.3.4 键盘/显示器接口设计实例
(1) 利用并行I/O芯片实现键盘/显示器接口 一般把键盘和显示器放在一起考虑。 图10-14：8031用扩展I/O接口芯片8255H实现的6位LED 显示和32键的键盘/显示器接口电路。
8031外扩一片8155H。RAM地址：7E00H～7EFFH。 I/O口地址：7F00H～7F05H。 PA口为输出口，控制键盘列线的扫描，同时又是6位共 阴极显示器的位选线。 PB口作为显示器段码输出口，PC 口作为输入口，是键盘的回读线。 75452：反相驱动器，7407：同相驱动器。
在扫描过程中，当发现某行有键按下，也就是输入的列 线中有一位为0时，便可判别闭合按键所在列的位置，根据 行线位置和列线位置就能判断按键在矩阵中的位置，知道是 哪一个键按下。
行 读图并归纳，得出： 首 键 按键的值=行号×每行的按键个数 +列号。计数译码法 号
如何 将你知道的 第 i 行 、 第 j 列按键 被按下 的信 息 存放在 A 中？以什么形式 存放？读图10-10
此公式是针对例图，若行、列与扫描线、回读线的对应关系 改变了，公式要改变。
键的位置码及键值的译码过程
按键扫描的工作过程如下： ① 判断键盘中是否有键按下； ② 进行行扫描，判断是哪一个键按下，若有键按下， 则调用延时子程序去抖动； ③ 读取按键的位置码； ④ 将按键的位置码转换为键值（键的顺序号）0、1、 2„、F。
过跳转指令转入执行该键的功能程序，执行完后再返回主
程序。
3)．按键结构与特点 行线电压信号通过键盘开关机械触点的断开、闭合， 输出波形如图10-6。
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。这一点可从硬件、软件两方面予以考虑。在键数
较少时，可采用硬件去抖，而当键数较多时，采用软件去抖。
7.3
一、键盘接口原理
键盘接口设计
二、键盘/显示器接口设计实例
7.3.1 键盘接口原理
键盘输入的特点
1)．按键的分类 按键按照结构原理可分为两类，一类是触点式开关按键， 如机械式开关、导电橡胶式开关等；另一类是无触点式开关按 键，如电气式按键，磁感应按键等。前者造价低，后者寿命长。 目前，微机系统中最常见的是触点式开关按键。 按键按接口原理可分为键盘分编码键盘和非编码键盘。 这两类键盘的主要区别是识别键符及给出相应键码的方 法。编码键盘主要是用硬件来实现对键的识别，非编码键盘 主要是由软件来实现键盘的定义与识别。 键盘上闭合键的识别由专用的硬件译码器实现，并产生 键编号或键值的称为编码键盘，如BCD码键盘、ASCII码键盘 等；靠软件识别的称为非编码键盘。
具体描述
行扫描法识别键号（值）的原理
将第0行变为低电平，其余行为高电平时，输出编码为 1110。
然后读取列的电平，判别第0行是否有键按下。在第0行上若 有某一按键按下，则相应的列被拉到低电平，则表示第0行 和此列相交的位置上有按键按下。若没有任一条列线为低电 平，则说明0行上无键按下。
将第1行变为低电平，其余行为高电平时，输出编码为 1101。
A，P1 A，#0FH A EKEY DEL20 ms
A，#00 R0，A R1，A R3 #0FEH A，R3 P1，A A，P1 R1,A A，#0F0H A
；读列值 ；取列值，A中有0则有键闭合 ；A中有1则有键按下则有键闭合 ；无键按下时退出 ；延时20 ms去抖动
；下面进行行扫描，1行1行扫 ；R0作为行计数器，开始为0 ；R1作为列计数器，开始为0 ；R3为行扫描字暂存，低4位为行扫描字 ；输出行扫描字，高4位全1 ；读列值 ；暂存列值 ；取列值 ；高电平则有键闭合
解： 原理如图9-8所示。 ① 判断是否有键按下: 将列线P1.0、P1.1送全0， 查P0.0、P0.1是否为0。 ② 判断哪一个键按下:
逐列送0电平信号，再逐行 扫描是否为0。
③ 键号=行首键号+列号
键盘扫描原理图
7.3.3
键盘的工作方式
单片机在忙于各项工作任务时，如何兼顾键盘的输 入，取决于键盘的工作方式。 原则：即要保证能及时响应按键操作，又不要过多占用CPU 的工作时间。
;是K1键按下，转K1键处理 ；子程序PKEY1 ;S2键未按下，转KEY3 ;S2键按下，转PKEY2处理 ;S3未按下，转KEY4 ;S3按下，转PKEY3处理 ;S4键未按下，转KEY5 ;S4按下，转PKEY4处理 ;S5未按下，转RETURN ;S5按下，转PKEY5处理 ;重键或无键按下，从子程序返回 PKEY*的 程序框架 怎样
然后通过输入口读取各列的电平。检测其中是否有变为低电 平的列线。若有键按下，则进而判别哪一列有键按下，确定 按键位置。
将第2行变为低电平，其余行为高电平时，输出编码为 1011。
判别是否有哪一列键按下的方法同上。
将第3行变为低电平，其余行为高电平时，输出编码为 0111。
判别是否有哪一列键按下的方法同上。
1. 动态显示程序设计
内部RAM 6个显示缓冲单元： 79H～7EH存放要显示的6位数据。 8155H的PB口输出相应位的段码； 8155H的PA口输出位选码，如01H。 子程序流程如图10-15 。 8155H的初始化程序：
通常，键盘工作方式有3种，即编程扫描、定时扫描和 中断扫描。
1. 编程扫描方式 只有当单片机空闲时，才调用键盘扫描子程序，扫描键盘。 工作过程： 事先写好键盘扫描子程序，在主程序中的适当位置安 排调用子程序。如上所述，一旦有键按下，子程序会把键 值算好，放如A中，主程序中应有相应的程序去对键值作出 反应。 2. 定时扫描工作方式 利用单片机内的定时器，产生10ms的定时中断，在中断 服务程序中对键盘进行扫描。
PKEY1： LJMP RETURN
2. 行列式(矩阵式)键盘接口
按键数目较多的场合，行列式键盘与独立式键盘相比， 要节省很多的I/O口线。
由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上。
为了编程的需要，更准确的叫法：扫描线和回读线。为了 读到确定的值，回读线被定义在有上拉电阻的线上。
4×4矩阵键盘接口图
SKEY3 ；有键按下转SKEY3，无键按下时进行一行扫描
INC
MOV RL MOV
R0
A，R3 A R3，A
；行计数器加1
；形成下一行扫描字→R3
MOV CJNE EKEY： RET
A，R0 A，#04H，SKEY2；最后一行扫（4次）完了吗？
EKEY是谁的出口？
去SKEY2扫描 下一行
若有键闭合，则去 SKEY3
3.中断工作方式
只有在键盘有键按下时，才执行键盘扫描程序，如无键 按下，单片机将不理睬键盘。 键盘所做的工作分为三个层次 第1层：单片机如何来监视键盘的输 入。三种工作方式：①编程扫描②定 时扫描③中断扫描。 第2层：确定具体按键的键号。体现 在按键的识别方法上就是：①扫描法； ②线反转法。 第3层：执行键处理程序。
MOVX A,@DPTR
ANL A,#1FH
；读键盘状态
；屏蔽高三位
MOV R3,A
LCALL DELAY10 MOVX A,@DPTR ANL A,#1FH
；保存键盘状态值
；延时10ms去键盘抖动 ；再读键盘状态 ；屏蔽高三位
CJNE A,R3,RETURN ；两次不同，抖动引起转RETURN ；确认是有键按下 CJNE A,#1EH,KEY2 ；相等，有键按下，不等转KEY2
N
仍有按键信号？ N Y 键盘处理
按键释放？ Y
N
图10-7 软件去抖
7.3.2
非编码键盘接口的工作原理
独立式按键接口和行列式键盘接口。
1.独立式键盘接口 各键相互独立，每个按键各接一根输入线，通过检 测输入线的电平状态可很容易判断那个键被按下。 此种接口适于键数较少或操作速度较高的场合。 图（a）为中断方式的独立式键盘工作电路 图（b）为查询方式的独立式键盘工作电路。
2)．键输入原理
微机键盘通常使用机械触点式按键开关，其主要功能
是把机械上的通断转换成为电气上的逻辑关系。也就是说， 它能提供标准的TTL逻辑电平，以便与通用数字系统的逻
辑电平相容。 对于一组键或一个键盘，总有一个接口电路与CPU相
连。CPU可以采用查询或中断方式了解有无将键输入，并 检查是哪一个键按下，将该键号送入累加器ACC，然后通
软件去抖
如果按键较多，常用软件方 法去抖动，即检测出键闭合后执 行一个延时程序，产生5～10 ms 的延时；让前沿抖动消失后，再 一次检测键的状态，如果仍保持 闭合状态电平，则确认为真正有 键按下。当检测到按键释放后， 也要给5～10 ms的延时，待后沿 抖动消失后，才能转入该键的处 理程序。
有按键信号？ Y 延时等待10ms