《键盘接口与控制》PPT课件.ppt
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1、第五章 键盘显示接口与控制 键盘的结构与原理键盘的结构与原理n n键盘是单片机应用系统中人机交流不可缺少的输入设备。键盘是单片机应用系统中人机交流不可缺少的输入设备。键盘是单片机应用系统中人机交流不可缺少的输入设备。键盘是单片机应用系统中人机交流不可缺少的输入设备。n n键盘由一组规则排列的按键组成,一个按键实际上是一个开键盘由一组规则排列的按键组成,一个按键实际上是一个开键盘由一组规则排列的按键组成,一个按键实际上是一个开键盘由一组规则排列的按键组成,一个按键实际上是一个开关元件。键盘通常使用机械触点式按键开关,其主要功能是关元件。键盘通常使用机械触点式按键开关,其主要功能是关元件。键盘通常
2、使用机械触点式按键开关,其主要功能是关元件。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为电气上的逻辑关系把机械上的通断转换为电气上的逻辑关系把机械上的通断转换为电气上的逻辑关系把机械上的通断转换为电气上的逻辑关系(1(1(1(1和和和和0)0)0)0)。n n常见的种类有常见的种类有常见的种类有常见的种类有:(1)1)1)1)根据构成根据构成根据构成根据构成:独立式按键独立式按键独立式按键独立式按键和和和和矩阵式键盘矩阵式键盘矩阵式键盘矩阵式键盘。(2)(2)(2)(2)根据键盘的输出根据键盘的输出根据键盘的输出根据键盘的输出:编码键盘编码键盘编码键盘编码键盘:键盘内部能自
3、动检测被按下的键,并提供与键盘内部能自动检测被按下的键,并提供与键盘内部能自动检测被按下的键,并提供与键盘内部能自动检测被按下的键,并提供与被按键功能对应的键码(如被按键功能对应的键码(如被按键功能对应的键码(如被按键功能对应的键码(如ASCIIASCIIASCIIASCII码),以并行或串行方式码),以并行或串行方式码),以并行或串行方式码),以并行或串行方式送给送给送给送给CPUCPUCPUCPU。非编码键盘非编码键盘非编码键盘非编码键盘:只简单地提供按键的行列位置(位置码或只简单地提供按键的行列位置(位置码或只简单地提供按键的行列位置(位置码或只简单地提供按键的行列位置(位置码或扫描码)
4、,而按键的识别和键码的确定与输入等功能均由软扫描码),而按键的识别和键码的确定与输入等功能均由软扫描码),而按键的识别和键码的确定与输入等功能均由软扫描码),而按键的识别和键码的确定与输入等功能均由软件完成。件完成。件完成。件完成。n n常规的键盘有机械式按键、电容式按键和薄膜按键三种n n机械式键盘是最早被采用的结构,一般类似金属接触式开关的原理使触点导通或断开,具有工艺简单、维修方便、手感一般、噪声大、易磨损的特性。n n电容式键盘。它是基于电容式开关的键盘,原理是通过按键改变电极间的距离产生电容量的变化,暂时形成震荡脉冲允许通过的条件。n n薄膜按键,利用导电橡胶使触点连接。独立式按键
5、结构如下图所示,其特点是每个按键单独占用一根结构如下图所示,其特点是每个按键单独占用一根结构如下图所示,其特点是每个按键单独占用一根结构如下图所示,其特点是每个按键单独占用一根I/OI/OI/OI/O口线,每个按键工作不会影响其它口线,每个按键工作不会影响其它口线,每个按键工作不会影响其它口线,每个按键工作不会影响其它I/OI/OI/OI/O口线的状态。多用于口线的状态。多用于口线的状态。多用于口线的状态。多用于所需按键不多的场合。可采用所需按键不多的场合。可采用所需按键不多的场合。可采用所需按键不多的场合。可采用JNB(JNB(JNB(JNB(或或或或JB)JB)JB)JB)来查询哪一个按键
6、来查询哪一个按键来查询哪一个按键来查询哪一个按键按下,并转向相应的功能处理程序。按下,并转向相应的功能处理程序。按下,并转向相应的功能处理程序。按下,并转向相应的功能处理程序。MOV A,#0FFHMOV A,#0FFH MOV P1,A MOV P1,A MOV A,P1 MOV A,P1 JNB ACC.0,A0 ;JNB ACC.0,A0 ;如键按下如键按下如键按下如键按下,就跳到就跳到就跳到就跳到A0A0 JNB ACC.1,A1 ;JNB ACC.1,A1 ;如键按下如键按下如键按下如键按下,就跳到就跳到就跳到就跳到A1A1 JNB ACC.2,A2 ;JNB ACC.2,A2 ;如
7、键按下如键按下如键按下如键按下,就跳到就跳到就跳到就跳到A2A2 JNB ACC.3,A3 ;JNB ACC.3,A3 ;如键按下如键按下如键按下如键按下,就跳到就跳到就跳到就跳到A3A3 JNB ACC.4,A4 ;JNB ACC.4,A4 ;如键按下如键按下如键按下如键按下,就跳到就跳到就跳到就跳到A4A4 JNB ACC.5,A5 ;JNB ACC.5,A5 ;如键按下如键按下如键按下如键按下,就跳到就跳到就跳到就跳到A5A5 JNB ACC.6,A6 ;JNB ACC.6,A6 ;如键按下如键按下如键按下如键按下,就跳到就跳到就跳到就跳到A6A6 JNB ACC.7,A7 ;JNB A
8、CC.7,A7 ;如键按下如键按下如键按下如键按下,就跳到就跳到就跳到就跳到A7A7矩阵式键盘 单片机系统中,若使用按键较多时,通常采用矩阵式键单片机系统中,若使用按键较多时,通常采用矩阵式键单片机系统中,若使用按键较多时,通常采用矩阵式键单片机系统中,若使用按键较多时,通常采用矩阵式键盘,其结构如下图所示。由图可知,一个盘,其结构如下图所示。由图可知,一个盘,其结构如下图所示。由图可知,一个盘,其结构如下图所示。由图可知,一个44444444的行、列结构,的行、列结构,的行、列结构,的行、列结构,可以构成一个含有可以构成一个含有可以构成一个含有可以构成一个含有16161616个按键的键盘,节
9、省了很多个按键的键盘,节省了很多个按键的键盘,节省了很多个按键的键盘,节省了很多I/OI/OI/OI/O口。口。口。口。l l控制方式:控制方式:控制方式:控制方式:先判断是否有键按下。先判断是否有键按下。先判断是否有键按下。先判断是否有键按下。如有,再判断哪一键按下,并得如有,再判断哪一键按下,并得如有,再判断哪一键按下,并得如有,再判断哪一键按下,并得到键码值,然后根据键码值转向不同到键码值,然后根据键码值转向不同到键码值,然后根据键码值转向不同到键码值,然后根据键码值转向不同的功能程序。的功能程序。的功能程序。的功能程序。l l矩阵式结构键盘比独立式按键要复矩阵式结构键盘比独立式按键要复
10、矩阵式结构键盘比独立式按键要复矩阵式结构键盘比独立式按键要复杂,识别也要复杂一些。最常用的杂,识别也要复杂一些。最常用的杂,识别也要复杂一些。最常用的杂,识别也要复杂一些。最常用的识别方法是识别方法是识别方法是识别方法是键盘扫描法。键盘扫描法。键盘扫描法。键盘扫描法。键盘设计应注意的问题 机械式按键在按下机械式按键在按下机械式按键在按下机械式按键在按下或释放时,由于机械弹或释放时,由于机械弹或释放时,由于机械弹或释放时,由于机械弹性作用的影响,通常伴性作用的影响,通常伴性作用的影响,通常伴性作用的影响,通常伴随有一定时间的触点机随有一定时间的触点机随有一定时间的触点机随有一定时间的触点机械抖动
11、,然后其触点才械抖动,然后其触点才械抖动,然后其触点才械抖动,然后其触点才稳定下来。其抖动过程稳定下来。其抖动过程稳定下来。其抖动过程稳定下来。其抖动过程如右图所示,如右图所示,如右图所示,如右图所示,抖动时间抖动时间抖动时间抖动时间的长短与开关的机械特的长短与开关的机械特的长短与开关的机械特的长短与开关的机械特性有关,一般为性有关,一般为性有关,一般为性有关,一般为5 5 5 5 10ms10ms10ms10ms。按键触点的机械抖动l l在触点抖动期间检测按键的通与断状态,可在触点抖动期间检测按键的通与断状态,可能导致判断出错,即按键一次按下或释放被能导致判断出错,即按键一次按下或释放被错误
12、地认为是多次操作。系统设计中如果开错误地认为是多次操作。系统设计中如果开关脉冲是作为外部中断触发信号或要对开关关脉冲是作为外部中断触发信号或要对开关脉冲进行计数时,这种情况是不允许出现的。脉冲进行计数时,这种情况是不允许出现的。l l为了克服按键触点机械抖动所致的检测误判,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,可从硬件、软件两方必须采取去抖动措施,可从硬件、软件两方面予以考虑。在键数较少时,可采用面予以考虑。在键数较少时,可采用硬件去硬件去抖抖;而当键数较多时,采用;而当键数较多时,采用软件去抖软件去抖。键盘的硬件消抖键盘的硬件消抖l l在硬件上可采用在键输出端加在硬件上
13、可采用在键输出端加在硬件上可采用在键输出端加在硬件上可采用在键输出端加R-SR-SR-SR-S触发器触发器触发器触发器(双稳态触发器双稳态触发器双稳态触发器双稳态触发器)或或或或单稳态触发器构成单稳态触发器构成单稳态触发器构成单稳态触发器构成去抖动电路去抖动电路去抖动电路去抖动电路,如下图所示是一种由,如下图所示是一种由,如下图所示是一种由,如下图所示是一种由R-SR-SR-SR-S触触触触发器构成的去抖动电路,当触发器翻转时,触点抖动不会对发器构成的去抖动电路,当触发器翻转时,触点抖动不会对发器构成的去抖动电路,当触发器翻转时,触点抖动不会对发器构成的去抖动电路,当触发器翻转时,触点抖动不会
14、对其产生任何影响。键盘输出经双稳态电路之后变为规范的矩其产生任何影响。键盘输出经双稳态电路之后变为规范的矩其产生任何影响。键盘输出经双稳态电路之后变为规范的矩其产生任何影响。键盘输出经双稳态电路之后变为规范的矩形方波。形方波。形方波。形方波。双稳态去抖动电路键盘的软件消抖键盘的软件消抖l l软件上采取的措施软件上采取的措施是在检测到有按键按下时,是在检测到有按键按下时,执行一个执行一个10ms10ms左右左右(具体时间应视所使用的按具体时间应视所使用的按键进行调整键进行调整)的延时程序,再确认该键电平是的延时程序,再确认该键电平是否仍保持闭合状态电平,若仍保持闭合状态否仍保持闭合状态电平,若仍
15、保持闭合状态电平,则确认该键处于闭合状态;同理,在电平,则确认该键处于闭合状态;同理,在检测到该键释放后,也应采用相同的步骤进检测到该键释放后,也应采用相同的步骤进行确认,从而消除抖动的影响。行确认,从而消除抖动的影响。独立式键盘应用实例独立式键盘应用实例【例【例【例【例1 1 1 1】监视某开关监视某开关监视某开关监视某开关S S S S,用发光二极管,用发光二极管,用发光二极管,用发光二极管LEDLEDLEDLED显示开关状态,如果显示开关状态,如果显示开关状态,如果显示开关状态,如果开关闭合,开关闭合,开关闭合,开关闭合,LEDLEDLEDLED亮;如果开关断开,亮;如果开关断开,亮;如
16、果开关断开,亮;如果开关断开,LEDLEDLEDLED灭。灭。灭。灭。解:设计电路图如下图所示。开关接,当开关断开时,为解:设计电路图如下图所示。开关接,当开关断开时,为解:设计电路图如下图所示。开关接,当开关断开时,为解:设计电路图如下图所示。开关接,当开关断开时,为+5V+5V+5V+5V,对应数字量为对应数字量为对应数字量为对应数字量为“1”“1”“1”“1”;开关闭合时,为;开关闭合时,为;开关闭合时,为;开关闭合时,为0V0V0V0V,对应数字量为,对应数字量为,对应数字量为,对应数字量为“0”“0”“0”“0”,这样就可以用,这样就可以用,这样就可以用,这样就可以用JBJBJBJB
17、指令对开关状态进行检测。输出指令对开关状态进行检测。输出指令对开关状态进行检测。输出指令对开关状态进行检测。输出“1”“1”“1”“1”,LEDLEDLEDLED亮。当输出亮。当输出亮。当输出亮。当输出“0”“0”“0”“0”,LEDLEDLEDLED两端电压相等,熄灭。两端电压相等,熄灭。两端电压相等,熄灭。两端电压相等,熄灭。参考程序如下:参考程序如下:参考程序如下:参考程序如下:ORG 0000HORG 0000HORG 0000HORG 0000H CLR P1.0 CLR P1.0 CLR P1.0 CLR P1.0 ;使发光二极管灭使发光二极管灭使发光二极管灭使发光二极管灭NEXT
18、:SETB P1.1 NEXT:SETB P1.1 NEXT:SETB P1.1 NEXT:SETB P1.1 ;先对写先对写先对写先对写1111 JC L1 JC L1 JC L1 JC L1;开关断开开关断开开关断开开关断开,跳至跳至跳至跳至L1L1L1L1 SETB P1.0 SETB P1.0 SETB P1.0 SETB P1.0 ;开关合上开关合上开关合上开关合上,发光二极管亮发光二极管亮发光二极管亮发光二极管亮 SJMP NEXT SJMP NEXT SJMP NEXT SJMP NEXT L1:CLR P1.0 L1:CLR P1.0 L1:CLR P1.0 L1:CLR P1
19、.0 ;开关断开开关断开开关断开开关断开,发光二极管灭发光二极管灭发光二极管灭发光二极管灭 SJMP NEXT SJMP NEXT SJMP NEXT SJMP NEXT END END END END独立式键盘应用实例独立式键盘应用实例开关监视控制电路图 独立式键盘应用实例独立式键盘应用实例【例【例【例【例2 2 2 2】信号灯控制电路如下图所示,其功能是当按下不同的信号灯控制电路如下图所示,其功能是当按下不同的信号灯控制电路如下图所示,其功能是当按下不同的信号灯控制电路如下图所示,其功能是当按下不同的键时发光二极管有不同的亮灭规律。按键时发光二极管有不同的亮灭规律。按键时发光二极管有不同的
20、亮灭规律。按键时发光二极管有不同的亮灭规律。按1 1 1 1号键号键号键号键LEDLEDLEDLED从左到右依从左到右依从左到右依从左到右依次亮,按次亮,按次亮,按次亮,按2 2 2 2号键从右到左依次亮,按号键从右到左依次亮,按号键从右到左依次亮,按号键从右到左依次亮,按3 3 3 3号键闪烁,按号键闪烁,按号键闪烁,按号键闪烁,按4 4 4 4号键呈号键呈号键呈号键呈流水追逐效果。流水追逐效果。流水追逐效果。流水追逐效果。解:电路图中解:电路图中解:电路图中解:电路图中P1P1P1P1口分别接了口分别接了口分别接了口分别接了4 4 4 4个开关,每个开关都有相对应的功个开关,每个开关都有相
21、对应的功个开关,每个开关都有相对应的功个开关,每个开关都有相对应的功能,当某一开关闭合时,相应的口线变为低电平,而其他口能,当某一开关闭合时,相应的口线变为低电平,而其他口能,当某一开关闭合时,相应的口线变为低电平,而其他口能,当某一开关闭合时,相应的口线变为低电平,而其他口线依然为高电平,因此,可以用线依然为高电平,因此,可以用线依然为高电平,因此,可以用线依然为高电平,因此,可以用4 4 4 4条条条条JNBJNBJNBJNB指令对开关状态进行指令对开关状态进行指令对开关状态进行指令对开关状态进行检测。如果某一按键按下,则跳转执行其所对应的控制功能。检测。如果某一按键按下,则跳转执行其所对
22、应的控制功能。检测。如果某一按键按下,则跳转执行其所对应的控制功能。检测。如果某一按键按下,则跳转执行其所对应的控制功能。八个发光二极管经八个发光二极管经八个发光二极管经八个发光二极管经74LS0474LS0474LS0474LS04接接接接P2P2P2P2口,主要因单片机的驱动能力口,主要因单片机的驱动能力口,主要因单片机的驱动能力口,主要因单片机的驱动能力较差,故用较差,故用较差,故用较差,故用74LS0474LS0474LS0474LS04来加大驱动能力。来加大驱动能力。来加大驱动能力。来加大驱动能力。P2P2P2P2口输出控制信号控制口输出控制信号控制口输出控制信号控制口输出控制信号控
23、制发光规律。发光规律。发光规律。发光规律。程序设计流程图如下图所示。程序设计流程图如下图所示。程序设计流程图如下图所示。程序设计流程图如下图所示。信号灯控制电路 独立式键盘应用实例独立式键盘应用实例信号灯控制程序设计流程图 ORG 0000HORG 0000HORG 0000HORG 0000H MOV SP,#60H MOV SP,#60H MOV SP,#60H MOV SP,#60H MOV P2,#00H MOV P2,#00H MOV P2,#00H MOV P2,#00H MOV P1,#0FH MOV P1,#0FH MOV P1,#0FH MOV P1,#0FH MOV A,P
24、1 MOV A,P1 MOV A,P1 MOV A,P1 START:JNB ACC.0,A0 ;START:JNB ACC.0,A0 ;START:JNB ACC.0,A0 ;START:JNB ACC.0,A0 ;如键按下如键按下如键按下如键按下,就跳至就跳至就跳至就跳至A0A0A0A0 JNB ACC.1,A1 ;JNB ACC.1,A1 ;JNB ACC.1,A1 ;JNB ACC.1,A1 ;如键按下如键按下如键按下如键按下,就跳至就跳至就跳至就跳至A1A1A1A1 JNB ACC.2,A2 ;JNB ACC.2,A2 ;JNB ACC.2,A2 ;JNB ACC.2,A2 ;如键按
25、下如键按下如键按下如键按下,就跳至就跳至就跳至就跳至A2A2A2A2 JNB ACC.3,A3 ;JNB ACC.3,A3 ;JNB ACC.3,A3 ;JNB ACC.3,A3 ;如键按下如键按下如键按下如键按下,就跳至就跳至就跳至就跳至A3A3A3A3 SJMP START SJMP START SJMP START SJMP START *左移左移左移左移*A0:MOV DPTR,#TAB ;A0:MOV DPTR,#TAB ;A0:MOV DPTR,#TAB ;A0:MOV DPTR,#TAB ;左移常数表首地址送左移常数表首地址送左移常数表首地址送左移常数表首地址送DPTRDPTRD
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- 键盘接口与控制 键盘 接口 控制 PPT 课件
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