弗原創IT教育中心 第17讲单片机与键盘接口 1711键盘工作原理 1.按键的分类 按键按照结构原理可分为两类,一类是触点式开关按键, 如机械式开关、导电橡胶式开关等;另一类是无触点式开关按 键,如电气式按键,磁感应按键等。前者造价低,后者寿命长。 目前,微机系统中最常见的是触点式开关按键
第17讲 单片机与键盘接口 17.1.1 键盘工作原理 1．按键的分类 按键按照结构原理可分为两类，一类是触点式开关按键， 如机械式开关、导电橡胶式开关等；另一类是无触点式开关按 键，如电气式按键，磁感应按键等。前者造价低，后者寿命长。 目前，微机系统中最常见的是触点式开关按键
弗原創IT教育中心 按键按照接口原理可分为编码键盘与非编码键盘两类,这 两类键盘的主要区别是识别键符及给出相应键码的方法。编码 键盘主要是用硬件来实现对键的识别,非编码键盘主要是由软 件来实现键盘的定义与识别。 全编码键盘能够由硬件逻辑自动提供与键对应的编码,此 外,一般还具有去抖动和多键、窜键保护电路。这种键盘使用 方便,但需要较多的硬件,价格较贵,一般的单片机应用系统 较少采用。非编码键盘只简单地提供行和列的矩阵,其它工作 均由软件完成。由于其经济实用,较多地应用于单片机系统中。 下面将重点介绍非编码键盘接口
按键按照接口原理可分为编码键盘与非编码键盘两类，这 两类键盘的主要区别是识别键符及给出相应键码的方法。编码 键盘主要是用硬件来实现对键的识别，非编码键盘主要是由软 件来实现键盘的定义与识别。 全编码键盘能够由硬件逻辑自动提供与键对应的编码，此 外，一般还具有去抖动和多键、窜键保护电路。这种键盘使用 方便，但需要较多的硬件，价格较贵，一般的单片机应用系统 较少采用。非编码键盘只简单地提供行和列的矩阵，其它工作 均由软件完成。由于其经济实用，较多地应用于单片机系统中。 下面将重点介绍非编码键盘接口
弗原創IT教育中心 2.键输入原理 在单片机应用系统中,除了复位按键有专门的复位电路及 专一的复位功能外,其它按键都是以开关状态来设置控制功能 或输入数据的。当所设置的功能键或数字键按下时,计算机应 用系统应完成该按键所设定的功能,键信息输入是与软件结构 密切相关的过程。 对于一组键或一个键盘,总有一个接口电路与CPU相连。 CPU可以采用査询或中断方式了解有无将键输入,并检查是哪 个键按下,将该键号送入累加器ACC,然后通过跳转指令转 入执行该键的功能程序,执行完后再返回主程序
2．键输入原理 在单片机应用系统中，除了复位按键有专门的复位电路及 专一的复位功能外，其它按键都是以开关状态来设置控制功能 或输入数据的。当所设置的功能键或数字键按下时，计算机应 用系统应完成该按键所设定的功能，键信息输入是与软件结构 密切相关的过程。 对于一组键或一个键盘，总有一个接口电路与CPU相连。 CPU可以采用查询或中断方式了解有无将键输入，并检查是哪 一个键按下，将该键号送入累加器ACC，然后通过跳转指令转 入执行该键的功能程序，执行完后再返回主程序
3.按键结构与特点 微机键盘通常使用杋械触点式按键开关,其主要功能是把 机械上的通断转换成为电气上的逻辑关系。也就是说,它能提 供标准的TIL逻辑电平,以便与通用数字系统的逻辑电平相容。 机械式按键再按下或释放时,由于机械弹性作用的影响, 通常伴随有一定时间的触点机械抖动,然后其触点才稳定下来 其抖动过程如图72所示,抖动时间的长短与开关的机械特性有 关,一般为5~10ms 键按下 前沿抖动 后沿抖动 图171按键触点的机械抖动闭合 稳定
3．按键结构与特点 微机键盘通常使用机械触点式按键开关，其主要功能是把 机械上的通断转换成为电气上的逻辑关系。也就是说，它能提 供标准的TTL逻辑电平，以便与通用数字系统的逻辑电平相容。 机械式按键再按下或释放时，由于机械弹性作用的影响， 通常伴随有一定时间的触点机械抖动，然后其触点才稳定下来。 其抖动过程如图7.2所示，抖动时间的长短与开关的机械特性有 关，一般为5∼10 ms。 图17.1 按键触点的机械抖动 闭合 稳定 键按下 前沿抖动 后沿抖动
弗原創IT教育中心 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错误地认为是多次操作,这种情 况是不允许出现的。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。这一点可从硬件、软件两方面予以 考虑。在键数较少时,可采用硬件去抖,而当键数较多时,采 用软件去抖。 在硬件上可采用在键输出端加RS触发器(双稳态触发器)或 单稳态触发器构成去抖动电路。图7.3是一种由RS触发器构成 的去抖动电路,当触发器一旦翻转,触点抖动不会对其产生任 何影响
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错误地认为是多次操作，这种情 况是不允许出现的。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。这一点可从硬件、软件两方面予以 考虑。在键数较少时，可采用硬件去抖，而当键数较多时，采 用软件去抖。 在硬件上可采用在键输出端加R-S触发器(双稳态触发器)或 单稳态触发器构成去抖动电路。图7.3是一种由R-S触发器构成 的去抖动电路，当触发器一旦翻转，触点抖动不会对其产生任 何影响