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单片机基础键盘接口原理详解

发布时间:2020-06-30 22:46:49 阅读: 来源:劈裂机厂家

1. 键的分类

本文引用地址: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。

2.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。其抖动过程如下图所示,抖动时间的长短与开关的机械特性有关,一般为5~10 ms。

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。

4. 按键编码

一组按键或键盘都要通过I/O口线查询按键的开关状态。根据键盘结构的不同,采用不同的编码。无论有无编码,以及采用什么编码,最后都要转换成为与累加器中数值相对应的键值,以实现按键功能程序的跳转。

5. 制键盘程序

一个完善的键盘控制程序应具备以下功能:

(1) 检测有无按键按下,并采取硬件或软件措施,消除键盘按键机械触点抖动的影响。

(2) 有可靠的逻辑处理办法。每次只处理一个按键,其间对任何按键的操作对系统不产生影响,且无论一次按键时间有多长,系统仅执行一次按键功能程序。

(3) 准确输出按键值(或键号),以满足跳转指令要求。

独立式按键

单片机控制系统中,往往只需要几个功能键,此时,可采用独立式按键结构。

1.独立式按键结构

独立式按键是直接用I/O口线构成的单个按键电路,其特点是每个按键单独占用一根I/O口线,每个按键的工作不会影响其它I/O口线的状态。独立式按键的典型应用如图7.4所示。

独立式按键电路配置灵活,软件结构简单,但每个按键必须占用一根I/O口线,因此,在按键较多时,I/O口线浪费较大,不宜采用。

2. 立式按键的软件结构

独立式按键的软件常采用查询式结构。先逐位查询每根I/O口线的输入状态,如某一根I/O口线输入为低电平,则可确认该I/O口线所对应的按键已按下,然后,再转向该键的功能处理程序。

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