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          單片機(jī)基礎(chǔ):鍵盤接口原理詳解

          作者: 時間:2013-05-15 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          1. 鍵的分類

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/170503.htm

          按鍵按照結(jié)構(gòu)可分為兩類,一類是觸點式開關(guān)按鍵,如機(jī)械式開關(guān)、導(dǎo)電橡膠式開關(guān)等;另一類是無觸點式開關(guān)按鍵,如電氣式按鍵,磁感應(yīng)按鍵等。前者造價低,后者壽命長。目前,微機(jī)系統(tǒng)中最常見的是觸點式開關(guān)按鍵。

          2.輸入

          應(yīng)用系統(tǒng)中,除了復(fù)位按鍵有專門的復(fù)位電路及專一的復(fù)位功能外,其它按鍵都是以開關(guān)狀態(tài)來設(shè)置控制功能或輸入數(shù)據(jù)的。當(dāng)所設(shè)置的功能鍵或數(shù)字鍵按下時,計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)完成該按鍵所設(shè)定的功能,鍵信息輸入是與軟件結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的過程。

          對于一組鍵或一個,總有一個電路與CPU相連。CPU可以采用查詢或中斷方式了解有無將鍵輸入,并檢查是哪一個鍵按下,將該鍵號送入累加器ACC,然后通過跳轉(zhuǎn)指令轉(zhuǎn)入執(zhí)行該鍵的功能程序,執(zhí)行完后再返回主程序

          3.按鍵結(jié)構(gòu)與特點

          鍵盤接口原理

          微機(jī)通常使用機(jī)械觸點式按鍵開關(guān),其主要功能是把機(jī)械上的通斷轉(zhuǎn)換成為電氣上的邏輯關(guān)系。也就是說,它能提供標(biāo)準(zhǔn)的TTL邏輯電平,以便與通用數(shù)字系統(tǒng)的邏輯電平相容。

          機(jī)械式按鍵再按下或釋放時,由于機(jī)械彈性作用的影響,通常伴隨有一定時間的觸點機(jī)械抖動,然后其觸點才穩(wěn)定下來。其抖動過程如下圖所示,抖動時間的長短與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān),一般為5~10 ms。

          在觸點抖動期間檢測按鍵的通與斷狀態(tài),可能導(dǎo)致判斷出錯,即按鍵一次按下或釋放被錯誤地認(rèn)為是多次操作,這種情況是不允許出現(xiàn)的。為了克服按鍵觸點機(jī)械抖動所致的檢測誤判,必須采取去抖動措施。這一點可從硬件、軟件兩方面予以考慮。在鍵數(shù)較少時,可采用硬件去抖,而當(dāng)鍵數(shù)較多時,采用軟件去抖。

          4. 按鍵編碼

          一組按鍵或都要通過I/O口線查詢按鍵的開關(guān)狀態(tài)。根據(jù)鍵盤結(jié)構(gòu)的不同,采用不同的編碼。無論有無編碼,以及采用什么編碼,最后都要轉(zhuǎn)換成為與累加器中數(shù)值相對應(yīng)的鍵值,以實現(xiàn)按鍵功能程序的跳轉(zhuǎn)。

          5. 制鍵盤程序

          一個完善的鍵盤控制程序應(yīng)具備以下功能:

          (1) 檢測有無按鍵按下,并采取硬件或軟件措施,消除鍵盤按鍵機(jī)械觸點抖動的影響。

          (2) 有可靠的邏輯處理辦法。每次只處理一個按鍵,其間對任何按鍵的操作對系統(tǒng)不產(chǎn)生影響,且無論一次按鍵時間有多長,系統(tǒng)僅執(zhí)行一次按鍵功能程序。

          (3) 準(zhǔn)確輸出按鍵值(或鍵號),以滿足跳轉(zhuǎn)指令要求。

          獨立式按鍵

          控制系統(tǒng)中,往往只需要幾個功能鍵,此時,可采用獨立式按鍵結(jié)構(gòu)。

          單片機(jī)基礎(chǔ):鍵盤接口原理詳解

          1.獨立式按鍵結(jié)構(gòu)

          獨立式按鍵是直接用I/O口線構(gòu)成的單個按鍵電路,其特點是每個按鍵單獨占用一根I/O口線,每個按鍵的工作不會影響其它I/O口線的狀態(tài)。獨立式按鍵的典型應(yīng)用如圖7.4所示。

          獨立式按鍵電路配置靈活,軟件結(jié)構(gòu)簡單,但每個按鍵必須占用一根I/O口線,因此,在按鍵較多時,I/O口線浪費較大,不宜采用。

          2. 立式按鍵的軟件結(jié)構(gòu)

          獨立式按鍵的軟件常采用查詢式結(jié)構(gòu)。先逐位查詢每根I/O口線的輸入狀態(tài),如某一根I/O口線輸入為低電平,則可確認(rèn)該I/O口線所對應(yīng)的按鍵已按下,然后,再轉(zhuǎn)向該鍵的功能處理程序。

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