课程设计(论文)-基于嵌入式系统键盘设计.doc

《课程设计(论文)-基于嵌入式系统键盘设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课程设计(论文)-基于嵌入式系统键盘设计.doc（20页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、课程名称： 基于嵌入式系统键盘设计 专业班级： 姓 名： 学 号： 批阅时间： 指导教师： 成 绩： 在ARM嵌入式应用中，人机交互对话最通用的方法就是通过键盘和LCD显示进行的，本设计是通过键盘向系统发送各种指令或置入必要的数据信息。键盘模块设计的好坏，直接关系到系统的可靠性和稳定性。1实例说明在ARM应用系统中，键盘扫描只是ARM的工作之一，ARM在忙于各项工作任务时，如何兼顾键盘的输入，则取决于键盘的工作方式。键盘工作方式的选取原则是既要保证能及时响应按键操作，又要不过多占用ARM的工作时间。本实例介绍ARM系统中常用的行列式键盘电路的硬件设计、键盘扫描及键盘测试，行列式键盘适应于按键数

2、量较多，又不想使用专用键盘芯片的场合。这种方式的按键接口由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上。2键盘工作原理2.1常用键盘接口常用按键接门可分为独立式按键接口、行列式按键接口和专用芯片式等。具体采用哪 种方式，可根据所设计系统的实际情况而定。下面分别介绍这几种接口方式的优缺点及适用场合。1.独立式按键接口独立式按键接口设计优点是电路配置灵活，软件实现简单。但缺点也很明显，每个按键需要占用一根口线，若按键数量较多，资源浪费将比较严重，电路结构也变得复杂。因此本方法主要用于按键较少或对操作速度要求较高的场合。软件实现时，可以采用中断方式，也可以采用查询方式，示意图如图13-1所示。2.行列式

3、按键接口行列式按键接口示意图如图13-4(a)所示，其使用原理将在下节详细讲述。行列式按键接口适应于按键数量较多，又不想使用专用键盘芯片的场合。这种方式的按键接口由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上。这种方式的优点就是相对于独立接口方式可以节省很多I/O资源，相对于专用芯片键盘可以节省成本，且更为灵活。缺点就是需要用软件处理消抖、重键等。行列式按键接口是一种老式的键盘接口，其键扫描方法是几乎所有PC键盘所采用的方法。3专用芯片式设计专用键盘处理芯片一般功能比较完善，芯片本身能完成对按键的编码、扫描、消抖和重键等问题的处理，甚至还集成了显示接口功能。专用键盘处理芯片的优点很明显，可靠性高，

4、口简单，使用方便，适合处理按键较多的情况。但在很多应用场合，考虑成本因素，可能并不是最佳选择。2.2行列式键盘工作原理ARM嵌入式系统使用常用的行列式键盘电路，此电路的优点是比较节省I/0口线，并且接口简单。它的工作模式如图13-2所示。它的行线与按键的一个引脚相连，列线与按键的另一个引脚相连。平时列线被置成低电平，没有按键被按下时，行线保持高电平，而有按键被按下时，行线被拉成低电平。这时候控制器知道有按键被按下，但只能判断出在哪一行，不能判断出在哪一列，因此接下来就要进行键盘扫描，以确定具体是哪个按键被按下。2.3键盘扫描流程在行列式键盘方式中，ARM对键盘的扫描采取程序控制方式，一旦进入键

5、扫描状态，则反复地扫描键盘，等待用户从按键上输入命令或数据。而在执行键入命令或处理键入数据过程中，ARM将不再响应键入要求，直到ARM返回重新扫描键盘为止。编程扫描程序流程图如图13-3所示。3硬件电路设计3.1ARM键盘接口ARM由通用接口GPl支持键盘行扫描(Scanning keyboard row)和支持键盘阵列扫描(Scanning keyboard mattix)。其中，Port A、Port B、Port D丰要用于外围芯片信号的控制，Port E有双重作用。例如，Port A控制键盘的行信号，Port B用于RS-232，Port D用丁控制MODEM、FPGA。ARM内置点阵

6、式键盘，专用的8位列输出COL7：0 ，Port A口可复用作键盘的行输入，任意一个键按下时都会产生中断。其特点如下：列输出能被驱动成全低、全高或者全高阻，允许8x8键矩阵的任意组和按键；Port A8位或的结果驱动一个键盘中断；键盘中断能够唤醒系统。3.2键盘电路原理图实现的系统硬件构成为44的行列式键盘，键盘的连接电路如图13-4所示。行线通过一个电阻被上拉到VCC，VCC是+5V电压。行线与按键的一个引脚相连，列线与按键的另一个引脚相连。平时列线被置成低电平，没有按键被按下时，行线保持高电平：而有按键被按下时，行线被拉成低电平，这时候控制器知道有按键被按下，但只能判断出在哪一行，不能判断

7、出在哪一列，因此接下来就要进行键盘扫描，以确定具体是哪个按键被按下。键盘扫描的过程是将列线逐列置成低电平，然后读取行线状态，直到行线中出现低电平，这时可知哪一列是低电平;然后将行线与列线的状态装入键码寄存器，进行按键译码，得到按下的按键的相应编码，这样就完成了按键扫描过程。当然，一个完整的按键扫描过程还需要配合相应的键盘去抖动手段才能正确地识别按键，不会发生重键和错误判断等情况。对于使用者来说，利用此电路可以作为底层嵌入式的键盘控制器，即实现对键盘的扫描，识别出键码。控制器与ARM的通信协议可以采用串口、并行、PS/2、USB等。4.proteus仿真1）4X4矩阵键盘控制条形LED显示源代码

8、/*名称：4X4矩阵键盘控制条形LED显示说明：运行本例时，按下的按键值越大点亮的LED越多。*/#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/矩阵键盘按键特征码表uchar code KeyCodeTable=0x11,0x12,0x14,0x18,0x21,0x22,0x24,0x28,0x41,0x42,0x44,0x48,0x81,0x82,0x84,0x88;/延时void DelayMS(uint x)uchar i;while(x-) for(i=0;i120;i+);/键盘扫描uchar

9、 Keys_Scan()uchar sCode,kCode,i,k;/低4位置0，放入4行P1=0xf0;/若高4位出现0，则有键按下if(P1&0xf0)!=0xf0)DelayMS(2);if(P1&0xf0)!=0xf0)sCode=0xfe;/行扫描码初值for(k=0;k4;k+)/对4行分别进行扫描P1=sCode;if(P1&0xf0)!=0xf0)kCode=P1;for(i=0;i16;i+)/查表得到按键序号并返回if(kCode=KeyCodeTablei)return(i);elsesCode=_crol_(sCode,1); return(-1);/主程序void m

10、ain()uchar i,P2_LED,P3_LED;uchar KeyNo=-1;/按键序号，-1表示无按键while(1)KeyNo=Keys_Scan();/扫描键盘获取按键序号KeyNo if(KeyNo!=-1)P2_LED=0xff;P3_LED=0xff;for(i=0;i=KeyNo;i+)/键值越大，点亮的LED越多if(i=1;elseP2_LED=1;P3=P3_LED; /点亮条形LEDP2=P2_LED;将以上程序在keil中打开，编译，生成.hex文件。2）4X4矩阵键盘控制条形LED显示电路图3）添加4X4矩阵键盘控制条形LED显示源代码路径4）4X4矩阵键盘控制

11、条形LED显示仿真展示以上展示分别是按键6、1、15的数码键值显示，试验成功。5.总结通过本次实验，我们受益匪浅，对keil和proteus软件有了更深层次的掌握与运用，并且在两个软件之间的联调也加强巩固，相信无论在以后的学习或工作中都会有所帮助。此外，团队合作的精神也很重要，这是一个人最基本的良好素质，通过这次机会，我们得到了很好的锻炼。在ARM嵌入式应用中，人机交互对话最通用的方法就是通过键盘和LCD显示进行的，本设计是通过键盘向系统发送各种指令或置入必要的数据信息。键盘模块设计的好坏，直接关系到系统的可靠性和稳定性。1实例说明在ARM应用系统中，键盘扫描只是ARM的工作之一，ARM在忙于

12、各项工作任务时，如何兼顾键盘的输入，则取决于键盘的工作方式。键盘工作方式的选取原则是既要保证能及时响应按键操作，又要不过多占用ARM的工作时间。本实例介绍ARM系统中常用的行列式键盘电路的硬件设计、键盘扫描及键盘测试，行列式键盘适应于按键数量较多，又不想使用专用键盘芯片的场合。这种方式的按键接口由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上。2键盘工作原理2.1常用键盘接口常用按键接门可分为独立式按键接口、行列式按键接口和专用芯片式等。具体采用哪 种方式，可根据所设计系统的实际情况而定。下面分别介绍这几种接口方式的优缺点及适用场合。1.独立式按键接口独立式按键接口设计优点是电路配置灵活，软件实现简

13、单。但缺点也很明显，每个按键需要占用一根口线，若按键数量较多，资源浪费将比较严重，电路结构也变得复杂。因此本方法主要用于按键较少或对操作速度要求较高的场合。软件实现时，可以采用中断方式，也可以采用查询方式，示意图如图13-1所示。2.行列式按键接口行列式按键接口示意图如图13-4(a)所示，其使用原理将在下节详细讲述。行列式按键接口适应于按键数量较多，又不想使用专用键盘芯片的场合。这种方式的按键接口由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上。这种方式的优点就是相对于独立接口方式可以节省很多I/O资源，相对于专用芯片键盘可以节省成本，且更为灵活。缺点就是需要用软件处理消抖、重键等。行列式按键接口

14、是一种老式的键盘接口，其键扫描方法是几乎所有PC键盘所采用的方法。3专用芯片式设计专用键盘处理芯片一般功能比较完善，芯片本身能完成对按键的编码、扫描、消抖和重键等问题的处理，甚至还集成了显示接口功能。专用键盘处理芯片的优点很明显，可靠性高，口简单，使用方便，适合处理按键较多的情况。但在很多应用场合，考虑成本因素，可能并不是最佳选择。2.2行列式键盘工作原理ARM嵌入式系统使用常用的行列式键盘电路，此电路的优点是比较节省I/0口线，并且接口简单。它的工作模式如图13-2所示。它的行线与按键的一个引脚相连，列线与按键的另一个引脚相连。平时列线被置成低电平，没有按键被按下时，行线保持高电平，而有按键

15、被按下时，行线被拉成低电平。这时候控制器知道有按键被按下，但只能判断出在哪一行，不能判断出在哪一列，因此接下来就要进行键盘扫描，以确定具体是哪个按键被按下。2.3键盘扫描流程在行列式键盘方式中，ARM对键盘的扫描采取程序控制方式，一旦进入键扫描状态，则反复地扫描键盘，等待用户从按键上输入命令或数据。而在执行键入命令或处理键入数据过程中，ARM将不再响应键入要求，直到ARM返回重新扫描键盘为止。编程扫描程序流程图如图13-3所示。3硬件电路设计3.1ARM键盘接口ARM由通用接口GPl支持键盘行扫描(Scanning keyboard row)和支持键盘阵列扫描(Scanning keyboar

16、d mattix)。其中，Port A、Port B、Port D丰要用于外围芯片信号的控制，Port E有双重作用。例如，Port A控制键盘的行信号，Port B用于RS-232，Port D用丁控制MODEM、FPGA。ARM内置点阵式键盘，专用的8位列输出COL7：0 ，Port A口可复用作键盘的行输入，任意一个键按下时都会产生中断。其特点如下：列输出能被驱动成全低、全高或者全高阻，允许8x8键矩阵的任意组和按键；Port A8位或的结果驱动一个键盘中断；键盘中断能够唤醒系统。3.2键盘电路原理图实现的系统硬件构成为44的行列式键盘，键盘的连接电路如图13-4所示。行线通过一个电阻被

17、上拉到VCC，VCC是+5V电压。行线与按键的一个引脚相连，列线与按键的另一个引脚相连。平时列线被置成低电平，没有按键被按下时，行线保持高电平：而有按键被按下时，行线被拉成低电平，这时候控制器知道有按键被按下，但只能判断出在哪一行，不能判断出在哪一列，因此接下来就要进行键盘扫描，以确定具体是哪个按键被按下。键盘扫描的过程是将列线逐列置成低电平，然后读取行线状态，直到行线中出现低电平，这时可知哪一列是低电平;然后将行线与列线的状态装入键码寄存器，进行按键译码，得到按下的按键的相应编码，这样就完成了按键扫描过程。当然，一个完整的按键扫描过程还需要配合相应的键盘去抖动手段才能正确地识别按键，不会发生

18、重键和错误判断等情况。对于使用者来说，利用此电路可以作为底层嵌入式的键盘控制器，即实现对键盘的扫描，识别出键码。控制器与ARM的通信协议可以采用串口、并行、PS/2、USB等。4.proteus仿真1）4X4矩阵键盘控制条形LED显示源代码/*名称：4X4矩阵键盘控制条形LED显示说明：运行本例时，按下的按键值越大点亮的LED越多。*/#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/矩阵键盘按键特征码表uchar code KeyCodeTable=0x11,0x12,0x14,0x18,0x21,0x2

19、2,0x24,0x28,0x41,0x42,0x44,0x48,0x81,0x82,0x84,0x88;/延时void DelayMS(uint x)uchar i;while(x-) for(i=0;i120;i+);/键盘扫描uchar Keys_Scan()uchar sCode,kCode,i,k;/低4位置0，放入4行P1=0xf0;/若高4位出现0，则有键按下if(P1&0xf0)!=0xf0)DelayMS(2);if(P1&0xf0)!=0xf0)sCode=0xfe;/行扫描码初值for(k=0;k4;k+)/对4行分别进行扫描P1=sCode;if(P1&0xf0)!=0x

20、f0)kCode=P1;for(i=0;i16;i+)/查表得到按键序号并返回if(kCode=KeyCodeTablei)return(i);elsesCode=_crol_(sCode,1); return(-1);/主程序void main()uchar i,P2_LED,P3_LED;uchar KeyNo=-1;/按键序号，-1表示无按键while(1)KeyNo=Keys_Scan();/扫描键盘获取按键序号KeyNo if(KeyNo!=-1)P2_LED=0xff;P3_LED=0xff;for(i=0;i=KeyNo;i+)/键值越大，点亮的LED越多if(i=1;elseP

21、2_LED=1;P3=P3_LED; /点亮条形LEDP2=P2_LED;将以上程序在keil中打开，编译，生成.hex文件。2）4X4矩阵键盘控制条形LED显示电路图3）添加4X4矩阵键盘控制条形LED显示源代码路径4）4X4矩阵键盘控制条形LED显示仿真展示以上展示分别是按键6、1、15的数码键值显示，试验成功。5.总结通过本次实验，我们受益匪浅，对keil和proteus软件有了更深层次的掌握与运用，并且在两个软件之间的联调也加强巩固，相信无论在以后的学习或工作中都会有所帮助。此外，团队合作的精神也很重要，这是一个人最基本的良好素质，通过这次机会，我们得到了很好的锻炼。1. 基于C805

22、1F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究 3. MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究 4. 基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制 5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究 6. 基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器7. 单片机控制的二级倒立摆系统的研究8. 基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现 9. 基于单片机的蓄电池自动监测系统 10. 基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究11. 基于单片机的作物营养诊断专家系

23、统的研究 12. 基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发 13. 基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制 14. 基于单片机的自动找平控制系统研究 15. 基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发 16. 基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发 17. 模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现 18. 一种基于单片机的轴快流CO,2激光器的手持控制面板的研制 19. 基于双单片机冲床数控系统的研究 20. 基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制 21. 基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制 22. 基于单片机的软起动器的研究和设计 23. 基于单片机控制的高速快走丝电火

24、花线切割机床短循环走丝方式研究 24. 基于单片机的机电产品控制系统开发 25. 基于PIC单片机的智能手机充电器 26. 基于单片机的实时内核设计及其应用研究 27. 基于单片机的远程抄表系统的设计与研究 28. 基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制 29. 基于微型光谱仪的单片机系统 30. 单片机系统软件构件开发的技术研究 31. 基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制32. 基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制 33. 基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用 34. 基于单片机的光纤光栅解调仪的研制 35. 气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制 36. 基于单片机的数字磁

25、通门传感器 37. 基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究 38. 基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究 39. 单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制 40. 基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪 41. 基于单片机的电机运动控制系统设计 42. Pico专用单片机核的可测性设计研究 43. 基于MCS-51单片机的热量计 44. 基于双单片机的智能遥测微型气象站 45. MCS-51单片机构建机器人的实践研究 46. 基于单片机的轮轨力检测 47. 基于单片机的GPS定位仪的研究与实现 48. 基于单片机的电液伺服控制系统 49. 用于单片机系统的MMC卡文件系统研制

26、 50. 基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究 51. 基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究 52. 单片机控制的后备式方波UPS 53. 提升高职学生单片机应用能力的探究 54. 基于单片机控制的自动低频减载装置研究 55. 基于单片机控制的水下焊接电源的研究 56. 基于单片机的多通道数据采集系统 57. 基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制 58. 基于单片机的红外测油仪的研究 59. 96系列单片机仿真器研究与设计 60. 基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造 61. 基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现 62. 基于MSP430单片机的电梯门机控

27、制器的研制 63. 基于单片机的气体测漏仪的研究 64. 基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器 65. 基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究 66. 基于单片机的膛壁温度报警系统设计 67. 基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计 68. 基于单片机船舶电力推进电机监测系统 69. 基于单片机网络的振动信号的采集系统 70. 基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究 71. 基于单片机的叠图机研究与教学方法实践 72. 基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现 73. 基于AT89S52单片机的通用数据采集系统 74. 基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研

28、究 75. 机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统 76. 基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究77. 基于单片机系统的网络通信研究与应用 78. 基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究79. 基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究 80. 基于双单片机冲床数控系统的研究与开发 81. 基于Cygnal单片机的C/OS-的研究82. 基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究 83. 基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现 84. 变频调速液压电梯单片机控制器的研究 85. 基于单片机-免疫计数器自动换样功能的研究与实

29、现 86. 基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现 87. 单片机嵌入式以太网防盗报警系统 88. 基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现 89. 单片机监测系统在挤压机上的应用 90. MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用 91. 基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用92. 单片机在高楼恒压供水系统中的应用 93. 基于ATmega16单片机的流量控制器的开发 94. 基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计95. 基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计 96. 基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发

30、97. 锅炉的单片机控制系统 98. 基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计 99. 基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制 100. 一种RISC结构8位单片机的设计与实现 101. 基于单片机的公寓用电智能管理系统设计 102. 基于单片机的温度测控系统在温室大棚中的设计与实现103. 基于MSP430单片机的数字化超声电源的研制 104. 基于ADC841单片机的防爆软起动综合控制器的研究105. 基于单片机控制的井下低爆综合保护系统的设计 106. 基于单片机的空调器故障诊断系统的设计研究 107. 单片机实现的寻呼机编码器 108. 单片机实现的鲁棒MRACS

31、及其在液压系统中的应用研究 109. 自适应控制的单片机实现方法及基上隅角瓦斯积聚处理中的应用研究110. 基于单片机的锅炉智能控制器的设计与研究 111. 超精密机床床身隔振的单片机主动控制 112. PIC单片机在空调中的应用 113. 单片机控制力矩加载控制系统的研究 项目论证，项目可行性研究报告，可行性研究报告，项目推广，项目研究报告，项目设计，项目建议书，项目可研报告，本文档支持完整下载，支持任意编辑！选择我们，选择成功！项目论证，项目可行性研究报告，可行性研究报告，项目推广，项目研究报告，项目设计，项目建议书，项目可研报告，本文档支持完整下载，支持任意编辑！选择我们，选择成功！单片机论文，毕业设计，毕业论文，单片机设计，硕士论文，研究生论文，单片机研究论文，单片机设计论文，优秀毕业论文，毕业论文设计，毕业过关论文，毕业设计，毕业设计说明，毕业论文，单片机论文，基于单片机论文，毕业论文终稿，毕业论文初稿，本文档支持完整下载，支持任意编辑！本文档全网独一无二，放心使用，下载这篇文档，定会成功！