第9章键盘接口及其设计.ppt

1、单片机键盘的特点和应用 独立式键盘及其接口 矩阵式键盘及其接口,第9章 键盘接口及其设计,9.1 按键的状态输入及去抖动 9.2 键盘与CPU的连接方式 9.3 键盘扫描控制方式 9.4 独立式按键 9.5 矩阵式键盘,本章大纲,9.6 实践训练电子密码锁设计 思考与练习,9.1 按键的状态输入及去抖动,图9-1 按键输入和电压抖动,9.1 按键的状态输入及去抖动,图9-2 双稳态去抖动电路,键盘与CPU的连接方式有两大类，一类是独立式，另一类为矩阵式。,9.2 键盘与CPU的连接方式,图9-4 独立式按键原理 图9-5 矩阵式键盘原理图,在单片机应用系统中，对键盘的处理工作仅是CPU工作内容

2、的一部分，CPU还要进行数据处理、显示和其他输入/输出操作，因此键盘处理工作既不能占用CPU太多时间，又需要对键盘操作能及时作出响应。CPU对键盘处理控制的工作方式有以下几种。 1、程序控制扫描方式 程序控制扫描方式是在CPU工作空余调用键盘扫描子程序，响应按键输入信号要求。程序控制扫描方式的按键处理程序固定在主程序的某个程序段。当主程序运行到该程序段时，依次扫描键盘，判断有否按键输入。若有，则计算按键编号，执行相应按键功能子程序。这种工作方式，对CPU工作影响小，但应考虑键盘处理程序的运行间隔周期不能太长，否则会影响对按键输入响应的及时性。,9.3 键盘扫描控制方式,2、定时控制扫描方式 定

3、时控制扫描方式是利用定时/计数器每隔一段时间产生定时中断，CPU响应中断后对键盘进行扫描，并在有按键闭合时转入该按键的功能子程序。定时控制扫描方式与程序控制扫描方式的区别是，在扫描间隔时间内，前者用CPU工作程序填充，后者用定时/计数器定时控制。定时控制扫描方式也应考虑定时时间不能太长，否则会影响对按键输入响应的及时性。 3、中断控制方式 中断控制方式是利用外部中断源，响应按键输入信号。当无按键按下时，CPU执行正常工作程序。当有按键按下时，CPU立即产生中断。在中断服务子程序中扫描键盘，判断是哪一个按键被按下，然后执行该按键的功能子程序。这种控制方式克服了前两种控制方式可能产生的空扫描和不能

4、及时响应按键输入的缺点，既能及时处理按键输入，又能提高CPU运行效率，但要占用一个宝贵的中断资源。,9.3 键盘扫描控制方式,独立式按键是指各按键相互独立地接通一条输入数据线。当任何一个键按下时，与之相连的输入数据线即可读入数据0，而没有按下时读入1。 优点：电路简单； 缺点：键数较多时，要占用较多的I/O线。,9.4 独立式按键,图9-6 独立式按键,为了减少键盘与单片机接口时所占用I/O线的数目，在键数较多时，通常都将键盘排列成行列矩阵形式。每一水平线（行线）与垂直线（列线）的交叉处通过一个按键来连通。 利用这种结构只需N条行线和M条列线，即可组成具有NM个按键的键盘。 矩阵式键盘是由多个

5、按键组成的开关矩阵，其按键识别方法有行反转法和扫描法等。,9.5 矩阵式键盘,9.5 矩阵式键盘,图9-7 矩阵式键盘的结构 图9-8 矩阵式键盘程序流程图,根据设定好的密码，采用二个按键实现密码的输入功能，当密码输入正确之后，锁就打开，如果输入的三次的密码不正确，就锁定按键3秒钟，同时发现报警声，直到没有按键按下3种后，才打开按键锁定功能；否则在3秒钟内仍有按键按下，就重新锁定按键3秒时间并报警。,9.6 实践训练电子密码锁设计,9.6 实践训练电子密码锁设计,图9-9 电子密码锁的电路原理图,1.概念题 1）按键开关为什么有去抖动问题？如何消除？ 2） 键盘与CPU的连接方式如何分类？各有什么特点？ 3）