键盘显示器接口
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键盘、显示器接口
PC机除了主 机以外还需要 哪些部分呢？
单片机电路有时候也需要键盘、显示等外设。
键盘显示器接口
键盘分类
6.3 键盘接口
编码式的：由其内部硬件逻辑电路自动产
生被按键的编码。使用方便，键盘码产生速 度快，占用CPU时间少，但对按键的检测与 消除抖动干扰是靠硬件电路来完成的，硬件 电路复杂、成本高。
描
JNB ACC.4， P4F ；查询4号键
JNB ACC.5， P5F ；查询5号键
7
JNB ACC.6， P6F ；查询6号键
JNB ACC.7， P7F LJMP 键ST盘A显R示T器接口
；查询7号键
P0F：LJMP PROM0 P1F：LJMP PROM1
……
P6F：LJMP PROM6 P7F：LJMP PROM7
；****************** 有键按下
CJNE A,#01H, KB01 ; 不等转
LCALL PGM1
SJMP KBACK
对应的数
KB01:
CJNE A,#02H, KB02 LCALL PGM2 SJMP KBACK
字叫键号 1、2、4
KB02: CJNE A,#04H,KB
LCALL PGM3
键盘的工作方式有3种:
查询法（程序控制扫描） 定时扫描法 中断扫描法
键盘显示器接口
1.查询法
实际上,51单片机的P1-P3口都有内部 上拉电阻,这些电阻、电源可以不接。 见ME830实验板。
接口电路：
查询法是指单片机在空闲时， 才调用键盘扫描子程序，并反 复地扫描键盘，直到用户从键 盘上输入命令或数据。而在执 行键入命令或处理键入数据过 程中，CPU将不再响应键入要 求，直到CPU重新扫描键盘为 止。
特点：一线一键，按键识别（编程）简单；但占用 较多口线，适合8键以下使用。
键盘显示器接口
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10 ms）的定时，当定时时间到就产生定时器溢 出中断。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。
3. 中断扫描方式
为提高CPU工作效率，可采用中断扫描工作方 式。其工作过程如下：当无键按下时，CPU处理自 己的工作，当有键按下时，产生中断请求，CPU转 去执行键盘扫描子程序，并识别键号。
键盘显示器接口
ME830 独立式摁键
P1.4-1.7 P3.2-3.5
键盘显示器接口
查询法原理----当任何一个键被按下时，与其相连的输 入线被置成 “0”，平时该线为“1”。
键处理程序
ORG 2000H
START：MOV A ，#0FFH MOV P1，A
；先置P1口为“1”
MOV A，P1
；输入键状态
0 JNB ACC.0， P0F ；查询0号键
JNB ACC.1， P1F ；查询1号键
键
JNB ACC.2， P2F ；查询2号键
盘 扫
JNB ACC.3， P3F ；查询3号键
R
R
R
P
P
键按下
闭合 稳定
键释放
前沿抖动
后沿抖动
键被按下
P S
去抖动电路
去抖动后的 按键输出波 形
键按下，S、R=0 1，触发器置1，P=0。 触点抖动跳开时， S、R=1 1，键触盘发显器示器保接持口，P仍 = 0。
这里的抖动 指触点跳开
去抖电路2
键盘显示器接口
二、非编码独立式按键
结合ME830实 验,重点讲此法
1 2 3
类似ME830中的例程三
ORG 0000H
KB:
MOV P1,#0FFH
MOV A,P1
；第一次读键
CPL A
ANL A,#0FH
JZ KBACK ；A =0 (无键摁下)转
LCALL D10MS ; 防止抖动
MOV A,P1 ；再次读键
CPL A
ANL A,#0FH
JZ KBACK ；无键按下 转
KBACK: LJMP KB
; 循环检测键
END
键盘显示器接口
三、 非编码矩阵式按键结构
关键问题:摁键 的识别
键盘显示器接口
“行扫描法”与“线反转法”
识别键摁下的两种方法
课本P195
①行扫描法：基本思想：由程序对键盘进行逐行扫描，通 过检测到的列的输出状态来确定闭合键。
先行全0,读列值,全1无摁键,非全1有键 摁下;
非编码式的：主要由软件
产生被按键的编码。硬件电 路简单，成本低，但占用 CPU的时间较长。 (单片机系统中普遍使用非编 码式键盘。)
键盘显示器接口
➢ 独立式按键 ➢ 矩阵式按键
介绍此
我们实验用的 非编码键盘
矩阵式按键
独立式按键
键盘显示器接口
一、键盘接口需要解决的问题
按键识别：
键按下 闭合稳定
键释放
＠ 若有键按下,再将读入的列 线值由列线输出,读进行线 的值。
＠ 第一步读进的列线值与第 二步读进的行线值相加， 从而得到代表此键的唯一 的特征值。
e
f
粗略判断有无键摁下:有,再详细 判断;无,则CPU仍做自己的工作
(a) 无键摁下 (b) 有键摁下
确定第2列有键摁下
有键摁下,详细判 断是哪行哪列?
(c) 扫描第0行 (d) 扫描第1行
(e) 扫描第2行 (f) 扫描第3行
确定为3行2列有键摁下
②线反转法
原理：
＠ 由行线输出全“0”，读入 列线，判有无键按下。
；入口地址表
PROM0：………………….. …………………..
；0号键功能程序
LJMP START
；0号键处理完返回键盘扫描
.
.
.
.
PROM7：………………….. …………………..
wk.baidu.com
；7号键功能程序
LJMP START
；7号键处理完返回键盘扫描
键盘显示器接口
例子：按三个按键中 的任一键均对应相应 的一个特定功能PGMi。
有键摁下时: 逐行输出0,查列值:有0则该行该列交叉 处即为摁键位置.
②线反转法(行反转法) ：行反转法需要两个双向I/O口 分别接行、列线。该方法比扫描法速度快，但硬件上要复杂 一些。
基本思想：通过行列互换两次扫描来识别闭合键。
键盘显示器接口
课本 P195
①
行 扫 描 法 图
行
列
a
b
c
d
键盘显示器接口
是否有键按下 求键号 键抖动及消除：
前沿抖动
后沿抖动
机械按键抖动时间在
5ms～10ms之间
断开
Q
消除方法：
闭合
Q
硬件方案——双稳态去抖电路
软件方案——延时10ms～20ms后再次判断
键盘显示器接口
双稳态去抖电路
*
+5V R
在此期间，CPU对一次 键入做多次键处理
P
按键开关
按键前后， S R=1 0，触发器置0 ， P = 1。 +5V
PC机除了主 机以外还需要 哪些部分呢？
单片机电路有时候也需要键盘、显示等外设。
键盘显示器接口
键盘分类
6.3 键盘接口
编码式的：由其内部硬件逻辑电路自动产
生被按键的编码。使用方便，键盘码产生速 度快，占用CPU时间少，但对按键的检测与 消除抖动干扰是靠硬件电路来完成的，硬件 电路复杂、成本高。
描
JNB ACC.4， P4F ；查询4号键
JNB ACC.5， P5F ；查询5号键
7
JNB ACC.6， P6F ；查询6号键
JNB ACC.7， P7F LJMP 键ST盘A显R示T器接口
；查询7号键
P0F：LJMP PROM0 P1F：LJMP PROM1
……
P6F：LJMP PROM6 P7F：LJMP PROM7
；****************** 有键按下
CJNE A,#01H, KB01 ; 不等转
LCALL PGM1
SJMP KBACK
对应的数
KB01:
CJNE A,#02H, KB02 LCALL PGM2 SJMP KBACK
字叫键号 1、2、4
KB02: CJNE A,#04H,KB
LCALL PGM3
键盘的工作方式有3种:
查询法（程序控制扫描） 定时扫描法 中断扫描法
键盘显示器接口
1.查询法
实际上,51单片机的P1-P3口都有内部 上拉电阻,这些电阻、电源可以不接。 见ME830实验板。
接口电路：
查询法是指单片机在空闲时， 才调用键盘扫描子程序，并反 复地扫描键盘，直到用户从键 盘上输入命令或数据。而在执 行键入命令或处理键入数据过 程中，CPU将不再响应键入要 求，直到CPU重新扫描键盘为 止。
特点：一线一键，按键识别（编程）简单；但占用 较多口线，适合8键以下使用。
键盘显示器接口
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10 ms）的定时，当定时时间到就产生定时器溢 出中断。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。
3. 中断扫描方式
为提高CPU工作效率，可采用中断扫描工作方 式。其工作过程如下：当无键按下时，CPU处理自 己的工作，当有键按下时，产生中断请求，CPU转 去执行键盘扫描子程序，并识别键号。
键盘显示器接口
ME830 独立式摁键
P1.4-1.7 P3.2-3.5
键盘显示器接口
查询法原理----当任何一个键被按下时，与其相连的输 入线被置成 “0”，平时该线为“1”。
键处理程序
ORG 2000H
START：MOV A ，#0FFH MOV P1，A
；先置P1口为“1”
MOV A，P1
；输入键状态
0 JNB ACC.0， P0F ；查询0号键
JNB ACC.1， P1F ；查询1号键
键
JNB ACC.2， P2F ；查询2号键
盘 扫
JNB ACC.3， P3F ；查询3号键
R
R
R
P
P
键按下
闭合 稳定
键释放
前沿抖动
后沿抖动
键被按下
P S
去抖动电路
去抖动后的 按键输出波 形
键按下，S、R=0 1，触发器置1，P=0。 触点抖动跳开时， S、R=1 1，键触盘发显器示器保接持口，P仍 = 0。
这里的抖动 指触点跳开
去抖电路2
键盘显示器接口
二、非编码独立式按键
结合ME830实 验,重点讲此法
1 2 3
类似ME830中的例程三
ORG 0000H
KB:
MOV P1,#0FFH
MOV A,P1
；第一次读键
CPL A
ANL A,#0FH
JZ KBACK ；A =0 (无键摁下)转
LCALL D10MS ; 防止抖动
MOV A,P1 ；再次读键
CPL A
ANL A,#0FH
JZ KBACK ；无键按下 转
KBACK: LJMP KB
; 循环检测键
END
键盘显示器接口
三、 非编码矩阵式按键结构
关键问题:摁键 的识别
键盘显示器接口
“行扫描法”与“线反转法”
识别键摁下的两种方法
课本P195
①行扫描法：基本思想：由程序对键盘进行逐行扫描，通 过检测到的列的输出状态来确定闭合键。
先行全0,读列值,全1无摁键,非全1有键 摁下;
非编码式的：主要由软件
产生被按键的编码。硬件电 路简单，成本低，但占用 CPU的时间较长。 (单片机系统中普遍使用非编 码式键盘。)
键盘显示器接口
➢ 独立式按键 ➢ 矩阵式按键
介绍此
我们实验用的 非编码键盘
矩阵式按键
独立式按键
键盘显示器接口
一、键盘接口需要解决的问题
按键识别：
键按下 闭合稳定
键释放
＠ 若有键按下,再将读入的列 线值由列线输出,读进行线 的值。
＠ 第一步读进的列线值与第 二步读进的行线值相加， 从而得到代表此键的唯一 的特征值。
e
f
粗略判断有无键摁下:有,再详细 判断;无,则CPU仍做自己的工作
(a) 无键摁下 (b) 有键摁下
确定第2列有键摁下
有键摁下,详细判 断是哪行哪列?
(c) 扫描第0行 (d) 扫描第1行
(e) 扫描第2行 (f) 扫描第3行
确定为3行2列有键摁下
②线反转法
原理：
＠ 由行线输出全“0”，读入 列线，判有无键按下。
；入口地址表
PROM0：………………….. …………………..
；0号键功能程序
LJMP START
；0号键处理完返回键盘扫描
.
.
.
.
PROM7：………………….. …………………..
wk.baidu.com
；7号键功能程序
LJMP START
；7号键处理完返回键盘扫描
键盘显示器接口
例子：按三个按键中 的任一键均对应相应 的一个特定功能PGMi。
有键摁下时: 逐行输出0,查列值:有0则该行该列交叉 处即为摁键位置.
②线反转法(行反转法) ：行反转法需要两个双向I/O口 分别接行、列线。该方法比扫描法速度快，但硬件上要复杂 一些。
基本思想：通过行列互换两次扫描来识别闭合键。
键盘显示器接口
课本 P195
①
行 扫 描 法 图
行
列
a
b
c
d
键盘显示器接口
是否有键按下 求键号 键抖动及消除：
前沿抖动
后沿抖动
机械按键抖动时间在
5ms～10ms之间
断开
Q
消除方法：
闭合
Q
硬件方案——双稳态去抖电路
软件方案——延时10ms～20ms后再次判断
键盘显示器接口
双稳态去抖电路
*
+5V R
在此期间，CPU对一次 键入做多次键处理
P
按键开关
按键前后， S R=1 0，触发器置0 ， P = 1。 +5V