1、任務(wù)任務(wù)5.3 鍵盤接口電路的設(shè)計與制作鍵盤接口電路的設(shè)計與制作知識能力：熟悉鍵盤接口的基本特點(diǎn)，了解獨(dú)立式鍵盤和矩陣式鍵盤的知識能力：熟悉鍵盤接口的基本特點(diǎn)，了解獨(dú)立式鍵盤和矩陣式鍵盤的應(yīng)用方法。應(yīng)用方法。 技能能力：技能能力：掌握鍵盤接口的硬件設(shè)計方法、軟件程序設(shè)計能力和調(diào)試排掌握鍵盤接口的硬件設(shè)計方法、軟件程序設(shè)計能力和調(diào)試排錯能力。錯能力。社會能力：訓(xùn)練學(xué)生工程意識和良好的勞動紀(jì)律觀念，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真做社會能力：訓(xùn)練學(xué)生工程意識和良好的勞動紀(jì)律觀念，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真做事、用心做事的態(tài)度。事、用心做事的態(tài)度。5.5.3.1 3.1 鍵盤接口工作原理鍵盤接口工作原理v 鍵盤鍵盤 人機(jī)交互的一個重

2、要工具 兩種基本類型 編碼鍵盤除了按鍵以外，還包括產(chǎn)生鍵碼的硬件電路使用方便、價格較高 非編碼鍵盤靠軟件來識別鍵盤上的閉合鍵，由此計算出編碼 幾乎不需要附加硬件邏輯在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中被普遍使用獨(dú)立聯(lián)接式無編碼鍵盤獨(dú)立聯(lián)接式無編碼鍵盤 獨(dú)立聯(lián)接式編碼鍵盤獨(dú)立聯(lián)接式編碼鍵盤 鍵盤鍵盤的分的分類與類與結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)獨(dú)立聯(lián)接式鍵盤獨(dú)立聯(lián)接式鍵盤矩陣聯(lián)接式鍵盤矩陣聯(lián)接式鍵盤屏幕鍵盤屏幕鍵盤( (觸摸屏）觸摸屏）無編碼鍵盤無編碼鍵盤編碼鍵盤編碼鍵盤無編碼，簡單有效，鍵數(shù)較少時采用無編碼，簡單有效，鍵數(shù)較少時采用編碼，節(jié)省編碼，節(jié)省I/OI/O口線，鍵數(shù)較多時采用口線，鍵數(shù)較多時采用5.3.1 鍵盤接口工作原理鍵

3、盤接口工作原理1.1. 非編碼非編碼鍵盤鍵盤的工作原理的工作原理 v 分類分類 獨(dú)立式鍵盤簡單鍵盤、行列式鍵盤（矩陣式鍵盤）獨(dú)立式按鍵獨(dú)立式按鍵 行列式鍵盤行列式鍵盤0 1 1 11 0 1 11 1 0 11 1 1 02. 2. 按鍵開關(guān)去抖動問題按鍵開關(guān)去抖動問題v 按鍵抖動按鍵抖動 在按下和釋放時，按鍵有抖動 按鍵時間：100ms 前跳沿和后跳沿：20ms，抖動時間一般為510msA為確保：對鍵的為確保：對鍵的一次閉合一次閉合僅作僅作一次處理一次處理必須：必須：去除抖動去除抖動3. 3. 消除抖動不良后果的方法消除抖動不良后果的方法v 硬件去抖動硬件去抖動 RC濾波電路去抖動電路簡單實

4、用，效果較好。v 軟件去抖動軟件去抖動 檢測到按鍵按下后，執(zhí)行延時10ms子程序后再確認(rèn)該鍵是否確實按下，消除抖動影響。鍵處理的流程圖鍵處理的流程圖 開始鍵掃描有無鍵按下去抖動鍵碼計算鍵釋放JMPA+DPTR00#鍵處理程序01#鍵處理程序#鍵處理程序nn#鍵處理程序A=00HA=01HA=HA=nnH 獨(dú)立式鍵盤接口獨(dú)立式鍵盤接口 各鍵相互獨(dú)立，每個按鍵各接一根輸入線，通過各鍵相互獨(dú)立，每個按鍵各接一根輸入線，通過檢測輸入線檢測輸入線的電平狀態(tài)的電平狀態(tài)可很容易判斷那個鍵被按下?？珊苋菀着袛嗄莻€鍵被按下。獨(dú)立式獨(dú)立式鍵盤工作電路圖鍵盤工作電路圖( (適于鍵數(shù)較少、操作快、同時多鍵動作場合適于

5、鍵數(shù)較少、操作快、同時多鍵動作場合) )程序處理方法與開關(guān)量輸入相同程序處理方法與開關(guān)量輸入相同4. 獨(dú)立式按鍵獨(dú)立式按鍵4. 4. 獨(dú)立式按鍵獨(dú)立式按鍵v處理過程處理過程 查鍵：掃描有否鍵按下，若無鍵按下，返回 有鍵按下軟件去抖：延時20ms 找鍵 等鍵釋放 軟件去抖：延時20ms 例例 v有鍵按下，返回鍵值；否則，返回有鍵按下，返回鍵值；否則，返回0FFH0FFHP10P118051 K1P12P13P14P15K2K3K4K5K6+5V ; ;準(zhǔn)備輸入準(zhǔn)備輸入 等等放放去去抖抖查查鍵鍵KE2:MOVB,#0 ;保存鍵值保存鍵值0KE3:ANLA,#3FHRRCA;(A.0)CyJNCKE

6、4INCBSJMPKE3KE4:ORLP1,#3FHMOVA,P1ANLA,#3FHCJNEA,#3FH,KE4MOVA,B ;返回鍵值返回鍵值CJNEA,#06H,KE5KE5:JCKE6 ;Cy=1,(A)=6KE6:RETKE:ORLP1,#3FH MOVA,P1ANLA,#3FH ;P1.0P1.5CJNEA,#3FH,KE1SJMPKE7 ;無鍵按下無鍵按下KE1:LCALL DL20 ;延時去抖延時去抖ORLP1,#3FH ;修改修改P1MOVA,P1 ;讀讀P1ANLA,#3FHCJNEA,#3FH,KE2SJMPKE7 ;誤動作返回誤動作返回找找鍵鍵5. 5. 矩陣式鍵盤矩陣式

7、鍵盤v工作方式工作方式 查詢 定時 每隔一段時間對鍵盤掃描一次利用單片機(jī)內(nèi)部的定時器的定時器溢出中斷。 中斷中斷方式中斷方式00001 1 1 1 行列式行列式( (矩陣式矩陣式) )鍵盤接口鍵盤接口 4 44 4行列式鍵盤結(jié)構(gòu)圖行列式鍵盤結(jié)構(gòu)圖（掃描法）（掃描法） 適于按鍵數(shù)目較多的場合；適于按鍵數(shù)目較多的場合； 可節(jié)省很多的可節(jié)省很多的I/OI/O口線；口線； 同時只會有一個鍵閉合的場合。同時只會有一個鍵閉合的場合。行列式鍵盤按鍵的識別方法行列式鍵盤按鍵的識別方法a. a. 掃描法掃描法第第1 1步：識別鍵盤有無鍵按下；步：識別鍵盤有無鍵按下； 驅(qū)動所有列線為驅(qū)動所有列線為00，輸入各行線

8、電平如果有，輸入各行線電平如果有00，就，就說明有鍵按下，如果行線電平全說明有鍵按下，如果行線電平全11，則全部無鍵按下。，則全部無鍵按下。第第2 2步：如有鍵被按下，識別具體的按鍵。步：如有鍵被按下，識別具體的按鍵。 依序依序驅(qū)動某一列為驅(qū)動某一列為00 ，其余列均為，其余列均為11 ，輸入各行線，輸入各行線電平，如果某行線電平為電平，如果某行線電平為00 ，可確定此行列交叉點(diǎn)處的按，可確定此行列交叉點(diǎn)處的按鍵被按下；如果行線電平全為鍵被按下；如果行線電平全為11 則本列無按鍵按下。則本列無按鍵按下。輸出口驅(qū)動列線輸出口驅(qū)動列線輸輸入入口口讀讀取取行行線線電電平平第第1 1步：步：列列線輸出

9、為全線輸出為全00 ，隨后輸入，隨后輸入行行線電平如有線電平如有00，則則00所在的行就是所在的行就是閉合的按鍵閉合的按鍵所在行；無所在行；無00則無鍵閉合。則無鍵閉合。第第2 2步：步：行行線輸出為全線輸出為全00 ，隨后輸入，隨后輸入列列線電平如有線電平如有00，則則00所在的列就是所在的列就是閉合的按鍵閉合的按鍵所在列；無所在列；無00則無鍵閉合。則無鍵閉合。結(jié)合上述兩步，可確定按鍵所在行和列。結(jié)合上述兩步，可確定按鍵所在行和列。線反轉(zhuǎn)法原理圖線反轉(zhuǎn)法原理圖 b. b. 線反轉(zhuǎn)法線反轉(zhuǎn)法 P.168P.168PC3PC2PC1PC0PC4PC5PC6PC7實驗板實驗板44鍵盤鍵盤連接連接

10、82C55的端口線的端口線 采用線反轉(zhuǎn)法的鍵盤行線、采用線反轉(zhuǎn)法的鍵盤行線、列線端口各自應(yīng)當(dāng)可以在輸列線端口各自應(yīng)當(dāng)可以在輸入與輸出方式間切換入與輸出方式間切換！ 如圖如圖: :高四位與低四位均可高四位與低四位均可獨(dú)立改變其獨(dú)立改變其輸入或輸出方式輸入或輸出方式v 處理過程處理過程 鍵掃描 確認(rèn)有無按鍵按下 去抖動 延時 按鍵的識別：確定鍵的行、列號 掃描算法、線反轉(zhuǎn)法 鍵號的確定 鍵號=所在行號鍵盤列數(shù)+所在列號 等待鍵釋放5. 矩陣式鍵盤矩陣式鍵盤 例例 掃描算法掃描算法v 用用8255A8255A作單片機(jī)鍵盤接口，作單片機(jī)鍵盤接口， A A口為輸出口口為輸出口接鍵盤列線。接鍵盤列線。C

11、C口為輸入口口為輸入口接鍵盤的接鍵盤的4 4條行線條行線8255A8255A地址地址A A口：口：7FFCH7FFCH B B口：口：7FFDH7FFDHC C口：口：7FFEH7FFEH 控制寄存器：控制寄存器：7FFFH7FFFHv子程序子程序 KSI KSI ：判定有無閉合的鍵：判定有無閉合的鍵KSI:MOVDPTR, #7FFCH;A口地址口地址MOVA, #00HMOVX DPTR, A;A口送口送00HINCDPTRINCDPTR;C口地址口地址MOVX A, DPTR;讀讀C口口CPLA ANLA, #0FH;屏蔽高四位屏蔽高四位RET0 0 0 0 0 0 0 0有閉合鍵，則有

12、閉合鍵，則(A)0無閉合，無閉合， 則則(A)=01 1 1 1KEY1:ACALL KSI;檢查是否有鍵閉合檢查是否有鍵閉合JNZLK1;A非非“0”則轉(zhuǎn)移則轉(zhuǎn)移ACALL DIR;顯示一次顯示一次LED（“延時延時6ms”）AJMPKEY1LK1:ACALL DIR;有鍵閉合二次延時有鍵閉合二次延時ACALL DIR;共共12ms去抖動去抖動ACALL KSI;再檢查是否有鍵閉合再檢查是否有鍵閉合JNZLK2;有鍵閉合轉(zhuǎn)移到有鍵閉合轉(zhuǎn)移到LK2ACALL DIRAJMPKEY1;無鍵閉合，延時無鍵閉合，延時6ms后轉(zhuǎn)后轉(zhuǎn)KEY1有閉合鍵，有閉合鍵，則則(A)0無閉合，無閉合， 則則(A)=

13、0LK2:CLRF0;有鍵有鍵標(biāo)志標(biāo)志MOVR2, #0FEH;掃描初值送掃描初值送R2MOVR4, #00H;掃描掃描列號列號送送R4LK4:MOVDPTR, # 7FFCH ;A口地址口地址MOVA, R2MOVXDPTR, A;掃描初值送掃描初值送A口口INCDPTRINCDPTR;C口地址口地址MOVXA, DPTR;讀讀C口口有閉合鍵，有閉合鍵，則則(A)0無閉合，無閉合， 則則(A)=00 1 1 1 1 1 1 1KEY1:ACALL KSI;檢查是否有鍵閉合檢查是否有鍵閉合JNZLK1;A非非“0”則轉(zhuǎn)移則轉(zhuǎn)移ACALL DIR;顯示一次顯示一次LED（“延時延時6ms”）AJ

14、MPKEY1LK1:ACALL DIR;有鍵閉合二次延時有鍵閉合二次延時ACALL DIR;共共12ms去抖動去抖動ACALL KSI;再檢查是否有鍵閉合再檢查是否有鍵閉合JNZLK2;有鍵閉合轉(zhuǎn)移到有鍵閉合轉(zhuǎn)移到LK2ACALL DIRAJMPKEY1;無鍵閉合，延時無鍵閉合，延時6ms后轉(zhuǎn)后轉(zhuǎn)KEY1LK2:MOVR2, #0FEH;掃描初值送掃描初值送R2MOVR4, #00H;掃描掃描列號列號送送R4LK4:MOVDPTR, # 7FFCH ;A口地址口地址MOVA, R2MOVXDPTR, A;掃描初值送掃描初值送A口口INCDPTRINCDPTR;C口地址口地址MOVXA, DPT

15、R;讀讀C口口有閉合鍵，有閉合鍵，則則(A)0無閉合，無閉合， 則則(A)=00 1 1 1 1 1 1 1全全程程序序JBACC.0, LONE;ACC.0=1，第，第0行無鍵閉合，轉(zhuǎn)行無鍵閉合，轉(zhuǎn)LONEMOVA, #00H;裝第裝第0行值行值A(chǔ)JMPLKPLONE: JBACC.1, LTWO ;ACC.1=1，第，第1行無鍵閉合，轉(zhuǎn)行無鍵閉合，轉(zhuǎn)LTWOMOVA, #08H;裝第裝第1行值行值A(chǔ)JMPLKPLTWO: JBACC.2, LTHR;ACC.2=1，第，第2行無鍵閉合，轉(zhuǎn)行無鍵閉合，轉(zhuǎn)LTHRMOVA, #10H;裝第裝第2行值行值A(chǔ)JMPLKPLTHR: JBACC.3,

16、 NEXT;ACC.3=1，第，第3行無鍵閉合，轉(zhuǎn)行無鍵閉合，轉(zhuǎn)NEXT MOVA, #18H;裝第裝第3行值行值LKP:ADDA, R4;計算鍵碼計算鍵碼PUSHACC;保護(hù)鍵碼保護(hù)鍵碼LK3:ACALL DIR;延時延時6msACALL KSI;檢查是否繼續(xù)閉合，若閉合再延時檢查是否繼續(xù)閉合，若閉合再延時JNZLK3POPACC;若鍵起，則鍵碼送若鍵起，則鍵碼送ARET掃描掃描列號列號：R4NEXT: INCR4;掃描列號加掃描列號加1MOVA, R2JNBACC.7, KND;若第若第7位位=0，已掃完最高列則轉(zhuǎn)，已掃完最高列則轉(zhuǎn)KNDRLAMOVR2, AAJMPLK4;進(jìn)行下一列掃描

17、進(jìn)行下一列掃描KND:SETBF0;無鍵無鍵標(biāo)志標(biāo)志RET;掃描完畢掃描完畢掃描掃描列號列號：R4 例例 線反轉(zhuǎn)法線反轉(zhuǎn)法KEY:MOVP1, #0F0H;行線置低電平行線置低電平,列線置輸入態(tài)列線置輸入態(tài)KEY0: MOVA, P1;讀讀列列線數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)CPLA;數(shù)據(jù)取反數(shù)據(jù)取反,“1”有效有效ANLA, #0F0H;屏蔽行線屏蔽行線,保留列線數(shù)據(jù)保留列線數(shù)據(jù)MOVR1, A;存列線數(shù)據(jù)存列線數(shù)據(jù)(R1高高4位位)JZGRET;全全0,無鍵按下無鍵按下,返回返回KEY1: MOVP1, #0FH;行線置輸入態(tài)行線置輸入態(tài),列線置低電平列線置低電平MOVA, P1;讀讀行行線數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù) CPL

18、A;數(shù)據(jù)取反數(shù)據(jù)取反,“1”有效有效ANLA, #0FH;屏蔽列線屏蔽列線,保留行線數(shù)據(jù)保留行線數(shù)據(jù)MOVR2, A;存行線數(shù)據(jù)存行線數(shù)據(jù)(R2低低4位位)JZGRET;全全0,無鍵按下無鍵按下,返回返回JBCF0, WAIT;已有消抖標(biāo)志已有消抖標(biāo)志,轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)SETBF0;無消抖標(biāo)志無消抖標(biāo)志,置消抖標(biāo)志置消抖標(biāo)志 LCALL DY10ms;調(diào)用調(diào)用10ms延時子程序消抖延時子程序消抖SJMPKEY0;重讀重讀行線列線數(shù)據(jù)行線列線數(shù)據(jù)GRET: RET參考程序：WAIT:MOVA, P1;等待按鍵釋放等待按鍵釋放CPLA ANLA, #0FHJNZWAIT;按鍵未釋放按鍵未釋放,繼續(xù)等待繼續(xù)等待

19、KEY2: MOVA, R1;取列線數(shù)據(jù)取列線數(shù)據(jù)(高高4位位)MOVR1, #03H;取取列線編號初值列線編號初值MOVR3, #03H;置循環(huán)數(shù)置循環(huán)數(shù)CLRCKEY3: RLCA;依次左移入依次左移入C中中JCKEY4;C=1,該列有鍵按下該列有鍵按下,(列線編號存列線編號存R1)DECR1;C=0,無鍵按下無鍵按下,修正列編號修正列編號DJNZR3, KEY3;判循環(huán)結(jié)束否判循環(huán)結(jié)束否?未結(jié)束繼續(xù)尋找有鍵按下的列線未結(jié)束繼續(xù)尋找有鍵按下的列線KEY4: MOVA, R2;取行線數(shù)據(jù)取行線數(shù)據(jù)(低低4位位)MOVR2, #00H;置置行線編號初值行線編號初值MOVR3, #03H;置循環(huán)

20、數(shù)置循環(huán)數(shù)CLRC KEY5: RRCA;依次右移入依次右移入C中中JCKEY6;C=1,該行有鍵按下該行有鍵按下,(行線編號存行線編號存R2)INCR2;C=0,無鍵按下無鍵按下,修正行線編號修正行線編號DJNZR3, KEY5;判循環(huán)結(jié)束否判循環(huán)結(jié)束否?未結(jié)束繼續(xù)尋找有鍵按下的行線未結(jié)束繼續(xù)尋找有鍵按下的行線KEY6: MOVA, R2;取行線編號取行線編號CLRC RLCA;行編號行編號2RLCA;行編號行編號4ADDA, R1;行編號行編號4+列編號列編號=按鍵編號按鍵編號KEY7: CLRC RLCA;按鍵編號按鍵編號2RLCA;按鍵編號按鍵編號4(LCALL+ RET共共4字節(jié)字節(jié)

21、)MOVDPTR, #TABJ JMPA+DPTR;散轉(zhuǎn)散轉(zhuǎn),執(zhí)行相應(yīng)鍵功能子程序執(zhí)行相應(yīng)鍵功能子程序TABJ: LCALL WORK0;調(diào)用執(zhí)行調(diào)用執(zhí)行0#鍵功能子程序鍵功能子程序RET LCALL WORK1;調(diào)用執(zhí)行調(diào)用執(zhí)行1#鍵功能子程序鍵功能子程序RET LCALL WORK15;調(diào)用執(zhí)行調(diào)用執(zhí)行15#鍵功能子程序鍵功能子程序RET 技能能力技能能力5.3.2 工作任務(wù)描述工作任務(wù)描述1)根據(jù)給出的圖5-35，在Proteus中畫出電路圖；編寫程序使數(shù)碼管顯示當(dāng)前閉合按鍵的鍵值。 2)利用Proteus的仿真功能對其進(jìn)行仿真測試，觀察數(shù)碼管的顯示狀態(tài)和按鍵開關(guān)的對應(yīng)關(guān)系。 3)根據(jù)圖

22、5-35，搭接硬件電路，進(jìn)行硬件驗證。矩陣鍵盤掃描電路圖P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7

23、/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C510123456789ABCDEFP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7R1220R2220R3220R4220R5220R6220R7220234567891RP1RESPACK-84)程序范例：; 功能：以數(shù)碼管顯示鍵盤的作用。點(diǎn)擊相應(yīng)按鍵顯示相應(yīng)的鍵值。; 處理過程：首先掃描鍵盤，判斷是否有鍵按下，再確定是哪一個鍵，計算鍵值，輸出顯示。ORG 00

24、00HAJMP MAIN ORG 0030H MAIN: MOV DPTR,#TABLE ;將表頭放入DPTR LCALL KEY ;調(diào)用鍵盤掃描程序 MOVC A,A+DPTR ;查表后將鍵值送入ACC MOV P2,A ;將Acc值送入P0口 LJMP MAIN ;返回反復(fù)循環(huán)顯示 KEY: LCALL KS ;調(diào)用檢測按鍵子程序 JNZ K1 ;有鍵按下繼續(xù) LCALL DELAY2 ;無鍵按調(diào)用延時去抖 AJMP KEY ;返回繼續(xù)檢測按鍵 K1: LCALL DELAY2 LCALL DELAY2 ;有鍵按下延時去抖動 LCALL KS ;再調(diào)用檢測按鍵程序 JNZ K2 ;確認(rèn)有按

25、下進(jìn)行下一步 AJMP KEY ;無鍵按下返回繼續(xù)檢測 K2: MOV R2,#0EFH ;將掃描值送入 R2暫存 MOV R4,#00H ;將第一列值送入R4暫存 K3: MOV P1,R2 ;將R2的值送入P1口 L6: JB P1.0,L1 ;P1.0等于1跳轉(zhuǎn)到L1 MOV A,#00H ;將第一行值送入ACC AJMP LK ;跳轉(zhuǎn)到鍵值處理程序 L1: JB P1.1,L2 ;P1.1等于1跳轉(zhuǎn)到L2 MOV A,#04H ;將第二行的行值送入ACC AJMP LK ;跳轉(zhuǎn)到鍵值理程序進(jìn)行鍵值處理 L2: JB P1.2,L3 ;P1.2等于1跳轉(zhuǎn)到L3 MOV A,#08H ;將第三行的行值送入ACC AJMP LK ;跳轉(zhuǎn)到鍵值處理程序L3: JB P1.3,NEXT ;P1