８.１鍵盤的工作原理及去抖通常，按鍵都是一個機械彈性開關(guān)，當觸點斷開或閉合時，都會產(chǎn)生一段電壓不穩(wěn)定信號，如圖８.１所示。由于機械的彈性作用，一個按鍵閉合時，不會馬上接通；斷開時，也不會馬上斷開。開關(guān)與閉合時均會產(chǎn)生抖動，抖動的時間由機械特性決定，一般為５～１０ｍｓ。為了確保ＣＰＵ對按鍵的開啟與閉合僅做一次處理，必須去抖。去抖有硬件和軟件兩種去抖方法。目前硬件去抖中，常使用一種簡單的ＲＣ電路來抑制抖動電壓。如果按鍵較多，常用軟件方法去抖。軟件去抖，是在程序中使用延時語句，避開抖動的那５～１０ｍｓ，即可達到去抖效果。例如當按下按鍵的瞬間，執(zhí)行下面ｄｅｌａｙ２０ｍｓ函數(shù)，ｄｅｌａｙ２０ｍｓ就是一個延時函數(shù)，從軟件延遲角度達到了去抖效果。返回８.２獨立鍵盤接口及程序?qū)嵗毩㈡I盤是指各按鍵相互獨立地連接一條數(shù)據(jù)線，當任何一個鍵被按下時，與之相連的數(shù)據(jù)線即為０或１。這種鍵盤電路非常簡單，但缺點是占用較多Ｉ／Ｏ線，易使Ｉ／Ｏ資源緊張。在鍵盤掃描程序“ｖｏｉｄｋｅｙ＿ｓｃａｎ（）”中，“ｄｅｌａｙ２０ｍｓ（）”是去抖延時，在確認按鍵被按下后，程序中還有“ｗｈｉｌｅ（?。耍保?；”語句，它的含義是等待按鍵釋放，若按鍵沒釋放則程序停在本句，直到按鍵釋放。若不加本句，進行按鍵釋放檢測，則由于單片機循環(huán)檢測按鍵且速度非?？?，當按下一個鍵時，單片機會在循環(huán)中多次檢測到按鍵被按下，造成錯誤結(jié)果，因此要檢測按鍵釋放情況。返回８.３矩陣鍵盤掃描原理及實例分析為了節(jié)?。桑腺Y源，引入矩陣鍵盤。以４×４鍵盤為例講解矩陣鍵盤的工作原理和檢測方法。如圖８.３所示，４根行線Ｙ０～Ｙ３和４根列線Ｘ０～Ｘ３分別將１６個按鍵的兩端連接在一起，構(gòu)成一個４×４矩陣鍵盤。４根行線和４根列線，正好８根線，連接到單片機的８個Ｉ／Ｏ口，通過一定的程序掃描就可以檢測到這１６個鍵，且設計出其鍵值。用這種方法，同樣也可以實現(xiàn)３×３、３×４、５×５的矩陣鍵盤等。８.３.１低電平掃描原理采用列掃描方式，先將各行信號Ｙ３～Ｙ０送高電平，使其變成輸入口。然后送各列Ｘ３～Ｘ０信號，只有一個為低電平信號，其余３個為高電平信號。整個過程按照列Ｘ３～Ｘ０的低電平信號掃描順序進行，分為４個階段。下一頁返回８.３矩陣鍵盤掃描原理及實例分析第一階段，判斷Ｘ０列中是否有鍵被按下。做法是：先將Ｙ３～Ｙ０設置輸入狀態(tài)，同時將１１１０Ｂ送至Ｘ３～Ｘ０，然后讀取Ｙ３～Ｙ０的值。（４）若Ｙ３Ｙ２Ｙ１Ｙ０為０１１１，代表按鍵Ｋ７被按下。第三、四階段同第一、二階段類似，具體見表８.１。若Ｙ３Ｙ２Ｙ１Ｙ０為１１１１，代表沒有鍵被按下。８.３.２高電平掃描原理采用列掃描方式，同低電平掃描類似，只是高低電平信號取反（即０、１信號取反）。送各列Ｘ３～Ｘ０信號時，只有一個為高電平信號，其余３個為低電平信號。整個過程按照列Ｘ３～Ｘ０的高電平信號掃描順序進行，分為４個階段。上一頁下一頁返回８.３矩陣鍵盤掃描原理及實例分析第一階段，判斷Ｘ０列中是否有鍵被按下。做法是：先將Ｙ３～Ｙ０設置輸入狀態(tài)，同時將０００１Ｂ送至Ｘ３～Ｘ０，然后讀?。伲场伲暗闹怠５诙A段，判斷Ｘ１列中是否有鍵被按下。做法是：先將Ｙ３～Ｙ０設置輸入狀態(tài)，同時將００１０Ｂ送至Ｘ３～Ｘ０，然后讀?。伲场伲暗闹怠＃ǎ保┤簦伲常伲玻伲保伲盀椋埃埃埃?，代表按鍵Ｋ４被按下。１５８（２）若Ｙ３Ｙ２Ｙ１Ｙ０為００１０，代表按鍵Ｋ５被按下。（３）若Ｙ３Ｙ２Ｙ１Ｙ０為０１００，代表按鍵Ｋ６被按下。（４）若Ｙ３Ｙ２Ｙ１Ｙ０為１０００，代表按鍵Ｋ７被按下。上一頁下一頁返回８.３矩陣鍵盤掃描原理及實例分析第三、四階段同第一、二階段類似，具體見表８.２。若Ｙ３Ｙ２Ｙ１Ｙ０為００００，表示沒有鍵被按下。８.３.３基礎實驗———矩陣鍵盤的識別與顯示以４×４鍵盤為例，介紹矩陣鍵盤的掃描原理和實際編程情況。一、實驗目的（１）熟悉矩陣鍵盤的低電平行列掃描過程。（２）學習單片機Ｉ／Ｏ口擴展矩陣鍵盤的程序設計方法。（３）學習矩陣鍵盤的電路設計方法。二、實驗要求上一頁下一頁返回８.３矩陣鍵盤掃描原理及實例分析用Ｐ３口擴展４×４矩陣鍵盤，鍵值分別為０～１５（Ｆ），每當有鍵被按下時，讀出鍵值并在數(shù)碼管上顯示。三、硬件電路硬件電路如圖８.４所示。五、程序分析從圖８.４可以看出，Ｐ３口的低４位Ｐ３.３～Ｐ３.０接矩陣鍵盤的行線，相當于Ｙ３～Ｙ０行；Ｐ３口的高４位Ｐ３.７～Ｐ３.４接矩陣鍵盤的列線，相當于Ｘ３～Ｘ０列。程序分析如下：上一頁下一頁返回８.３矩陣鍵盤掃描原理及實例分析（１）“ｕｃｈａｒｓｃａｎ［４］＝｛０ｘＥＦ，０ｘＤＦ，０ｘＢＦ，０ｘ７Ｆ｝；”表示數(shù)組存儲了低電平掃描，依次給Ｐ３口的高４位Ｘ３～Ｘ０列分別送低電平信號時，將Ｐ３口的低４位設置成輸入口的數(shù)值情況，其每個數(shù)值功能如表８.３所示。上一頁返回８.４綜合實驗———秒表定時器的設計與實現(xiàn)一、實驗目的（１）熟悉按鍵去抖的軟件處理方法。（２）學習單片機定時資源和按鍵的綜合應用。二、實驗要求初始，秒表定時器不顯示任何數(shù)字，Ｋ０是秒表定時器的啟動／暫停鍵。當按鍵Ｋ０按下時，啟動秒表，數(shù)碼管每隔１秒加１；再按下Ｋ０時，秒表停止計數(shù)，數(shù)碼管保持顯示原有數(shù)據(jù)；再次按下Ｋ０時，秒表又繼續(xù)剛才的數(shù)據(jù)進行計數(shù)，并顯示到數(shù)碼管。Ｋ１是秒表定時器的清零鍵，每次Ｋ１按下，秒表都清零重新計數(shù)。下一頁返回８.４綜合實驗———秒表定時器的設計與實現(xiàn)三、硬件電路硬件電路如圖８.５所示。四、程序流程圖程序流程圖如圖８.６所示。上一頁返回圖８.１按鍵抖動信號示意圖返回圖８.２例８.１電路圖返回圖８.３４×４矩陣鍵盤