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单片机按键总结单片机按键总结.doc
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单片机按键总结单片机按键总结
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2016
单片机按键总结
键盘在单片机应用系统中,实现输入数据、传送命令
的功能,是人工干预的主要手段。键盘分两大类:编
码键盘和非编码键盘。
编码键盘:由硬件逻辑电路完成必要的键识别工作
与可靠性措施。每按一次键,键盘自动提供被按键的
读数,同时产生一选通脉冲通知微处理器,一般还具
有反弹跳和同时按键保护功能。这种键盘易于使用,
但硬件比较复杂,对于主机任务繁重之情况,采用
8279 可编程键盘管理接口芯片构成编码式键盘系统
是很实用的方案。
非编码键盘:只简单地提供键盘的行列与矩阵,其
他操作如键的识别,决定按键的读数等仅靠软件完成,
故硬件较为简单,但占用 CPU 较多时间。有:独立式
按键结构、矩阵式按键结构。
二、键盘系统设计
首先,确定键盘编码方案:采用编码键盘或非编码
键盘。随后,确定键盘工作方式:采用中断或查询方
式输入键操作信息。然后,设计硬件电路。非编码键
盘系统中,键闭合和键释放的信息的获取,键抖动的
消除,键值查找及一些保护措施的实施等任务,均由
软件来完成。
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2016
非编码键盘的键输入程序应完成的基本任务
1.监测有无键按下;键的闭合与否,反映在电压上
就是呈现出高电平或低电平,所以通过电平的高低状
态的检测,便可确认按键按下与否。
2.判断是哪个键按下。
3.完成键处理任务。
从电路或软件的角度应解决的问题
1.消除抖动影响。键盘按键所用开关为机械弹性开
关,利用了机械触点的合、断作用。由于机械触点的
的弹性作用,一个按键开关在闭合和断开的瞬间均有
一连串的抖动,波形如下:
抖动时间的长短由按键的机械特性决定,一般为
5~10ms,这是一个很重要的参数。抖动过程引起电平
信号的波动,有可能令 CPU 误解为多次按键操作,从
而引起误处理。
为了确保 CPU 对一次按键动作只确认一次按键,必
须消除抖动的影响。按键的消抖,通常有软件,硬件
两种消除方法。
这种方法只适用于键的数目较少的情况。
软件消抖:如果按键较多,硬件消抖将无法胜任,
常采用软件消抖。通常采用软件延时的方法:在第一
次检测到有键按下时,执行一段延时 10ms 的子程序
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2016
后,再确认电平是否仍保持闭合状态电平,如果保持
闭合状态电平,则确认真正有键按下,进行相应处理
工作,消除了抖动的影响。
2.采取串键保护措施。串键:是指同时有一个以上
的键按下,串键会引起 CPU 错误响应。
通常采取的策略:单键按下有效,多键同时按下无
效。
3.处理连击。连击:是一次按键产生多次击键的效
果。要有对按键释放的处理,为了消除连击,使得一
次按键只产生一次键功能的执行。否则的话,键功能
程序的执行次数将是不可预知,由按键时间决定。连
击是可以利用的。连击对于用计数法设计的多功能键
特别有效。
三、键盘工作方式
单片及应用系统中,键盘扫描只是 CPU 的工作内容
之一。CPU 忙于各项任务时,如何兼顾键盘的输入,
取决于键盘的工作方式。考虑仪表系统中 CPU 任务的
份量,来确定键盘的工作方式。
键盘的工作方式选取的原则是:既要保证能及时响
应按键的操作,又不过多的占用 CPU 的工作时间。
键盘的工作方式有:查询方式、中断扫描方式。
四、键盘电路结构
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2016
独立式按键接口设计
独立式按键就是各按键相互独立,每个按键单独占
用一根 I/O 口线,每根 I/O 口线的按键工作状态不会
影响其他 I/O 口线上的工作状态。因此,通过检测输
入线的电平状态可以很容易判断哪个按键被按下了。
优点:电路配置灵活,软件结构简单。
缺点:每个按键需占用一根 I/O 口线,在按键数量
较多时,I/O 口浪费大,电路结构显得复杂。
因此,此键盘是用于按键较少或操作速度较高的场
合。
也可以用扩展 I/O 口搭接独立式按键接口电路,可
采用 8255 扩展 I/O 口,用三态缓冲器扩展。这两种配
接方式,都是把按键当作外部 RAM 某一工作单元的
位来对待,通过读片外 RAM 的方法,识别按键的工
作状态。
上电路中独立式按键电路,各按键开关均采用了上
拉电阻,是为了保证在按键断开时,各 I/O 有确定的
高电平。如输入口线内部已有上拉电阻,则外电路的
上拉电阻可省去。
矩阵式键盘接口设计
矩阵式键盘适用于按键数量较多的场合,由行线和
列线组成,按键位于行列的交叉点上。节省 I/O 口。
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2016
矩阵键盘工作原理:行线通过上拉电阻接到+5V 上。
无按键,行线处于高电平状态,有键按下,行线电平
状态将由与此行线相连的列线电平决定。列线电平为
低,则行线电平为低;列线电平为高,则行线电平为
高。
五、双功能及多功能键设计
在单片机应用系统中,为简化硬件线路,缩小整个
系统的规模,总希望设置最少的按键,
获得最多的控制功能。
矩阵键盘与独立式按键键盘相比,硬件电路大大节
省。可通过软件的方法让一键具有多功能。方法:选
择一个 RAM 工作单元,对某一个按键进行按键计数,
根据不同计数值,转到子程序。这种计数多功能键最
好与显示器结合用,以便知道当前计数值,同时配合
一个启动键。
复合键是使用软件实现一键多功能的另一个途径。
所谓复合键,就是两个或两个以上的键的联合,当这
些键同时按下时,才能执行相应的功能程序。实际情
况做不到“同时按下”,他们的时间差别可以长到
50ms,解决策略是:定义一个或两个引导键,这些引
导键按下时没什么意义,执行空操作。引导键的例子:
微机键盘上的 CTRL、SHIFT、ALT。缺点:一是操作
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