单片机的输入输出设备接口详述.ppt

单片机技术中，输入输出设备接口是至关重要的部分，特别是在设计嵌入式系统时。本章主要讨论了单片机与键盘类输入设备的三种常见接口方式：按键中断方式接口、口线查询方式的键盘接口和矩阵式键盘接口。 1. **按键中断方式接口**： 这种方式的优点在于不会占用CPU的运行时间，响应速度较快。它通过中断机制，当按键被按下时，产生中断申请信号，CPU响应中断后，在中断服务程序中检查I/O口状态以确定按下的是哪个键，然后执行相应操作。中断接口电路通常有两种实现方式：一种是利用二极管实现或逻辑，另一种是直接使用按键开关的触点作为中断申请。 2. **口线查询方式的键盘接口**： 此接口方式简单直接，但会消耗CPU大量的时间。按键直接连接到口线上，通过循环查询口线状态来检测按键是否被按下。一些单片机提供了按键中断功能，一组口线具有外中断功能，共用一个中断入口地址，中断响应后在服务程序中进行按键处理，节省了CPU时间。此外，某些单片机还支持口线键盘唤醒功能，可以通过口线电平变化唤醒待机状态的单片机，非常适合低功耗系统。 3. **矩阵式键盘接口**： 当按键数量较多时，矩阵式键盘接口是一种高效利用I/O口资源的方式。它将按键排列成矩阵，每条水平线和垂直线的交叉点连接一个按键。例如，一个端口可以构成4x4的16个按键矩阵。识别矩阵式键盘的按键通常使用行扫描法。通过设置行线为低电平并检测列线状态来判断是否有键被按下。如果检测到列线为低，说明有键按下，接着通过逐行扫描，将行线依次设为低电平，同时检测列线状态，找到低电平交叉点，确定闭合的按键位置。在实际应用中，还需要去除按键抖动，例如通过延时后再进行检测。 以上三种接口方式各有优缺点，选择哪种取决于应用场景的需求，如响应速度、资源利用率以及系统功耗等因素。在单片机设计中，正确地设计和选择输入输出设备接口对于实现高效、可靠的系统至关重要。