李电的日志

第二十一课键盘接口与编程

热1已有 681 次阅读 2010-06-17 22:35 标签: 接口键盘

键盘接口和数码管接口是构成单片机人机界面的主要方法对于一个初学者来说这部分的内容

也是较难的我们将用四节课的时间来学习这方面的知识这一课先来讨论键盘的接口原理与编程方法

键盘是单片机应用系统不可缺少的重要输入设备主要负责向计算机传递信息我们可以通过键盘向计算机输入各种指令地址和数据它一般由若干个按键组合成开关矩阵按照其接线方式的不同

可分为两种一种是独立式接法一种是矩阵式接法如下面的图这一课先来讲解独立式键盘的工作原理和编程方法

一独立式键盘的工作原理和编程方法

独立式键盘具有结构简单使用灵活等特点因此被广泛应用于单片机系统中那么它是如何来工作的呢我们慢慢往下看

1 独立式键盘的接线原理

独立式键盘是由若干个机械触点开关构成的把它与单片机的 I/O 口线连起来通过读 I/O 口的电平状态即可识别出相应的按键是否被按下下面的左图就是我们实验板的按键连接图

如果按键不被按下其端口就为高电平如果相应的按键被按下则端口就变为低电平在这种

键盘的连接方法中我们通常采用下拉电平接法即各按键开关一端接低电平另一端接单片机 I/O

口线如上左图所示这是为了保证在按键断开时各 I/O 口线有确定的高电平

通常我们用来做键盘的按键有触点式和非触点式两种单片机中应用的一般是由机械触点构成的触点式微动开关这种开关具有结构简单使用可靠的优点但当我们按下按键或释放按键的时候它有一个特点就是会产生抖动看上图的按键脉冲波形这种抖动对于人来说是感觉不到的但对单片机来说则是完全可以感应到的因为单片机处理的速度是在微秒级的而机械抖动的时间至少是毫秒级

对计算机而言这已是一个很漫长的过程了下面我们通过一个实验来验证一下实验程序如下

ORG 0000H ; AJMP START ; ORG 0030H ; START:MOV SP,5FH ;

----------------

MOV

P1,#0FFH

;

MOV

P3,#0FFH

;

L1:JNB P3.4,L2 ;按下按键开关取反一次 P1.0灯亮再按一下灯灭

JNB P3.5,L3 ;按下按键开关取反一次 P1.1灯亮再按一下灯灭

LJMP

;

L2:CPL

P1.0

;

LJMP

;

L3:CPL

P1.1

;

LJMP

;

END

把这个程序下载到单片机我们会发现当按下相应的按键时灯并不是想象中的按一下亮再按一下就灭而是有时灵有时不灵为什么会这样呢原来当你按了一次按键可是单片机却早已执行了好多次如果执行的次数正好是奇数次那么结果正如你所料如果执行的次数是偶数次那结果就不对了为了使 CPU 能正确地读出端口的状态对每一次按键只作一次响应就必须考虑如何去除按键的抖动

2 按键的去抖动原则和方法

常用的去抖动的方法有两种硬件方法和软件方法硬件去抖动的方法很多好多书都有介绍

这不在我们的讨论范围单片机中常用软件去抖动法软件法其实也很简单就是在单片机获得端口为低电平的信息后不是立即认定按键已被按下而是延时 10 毫秒或更长一些时间后再次检测该端口

如果仍为低说明此键的确被按下了这实际上是避开了按键按下时的抖动时间而在检测到按键释放

后端口为高电平时再延时 5-10 毫秒消除后沿的抖动然后再对按键进行处理不过一般情况下

我们通常不对按键释放的后沿进行处理实践证明也能满足通常的要求下面我们把前面的程序改一

下看看按键的去抖动是如何实现的看下面的程序

ORG 0000H ; AJMP START ; ORG 0030H ; START:MOV SP,#5FH ; MOV P1,#0FFH ; MOV P3,#0FFH ;

L1:JB P3.4,L2 ;P3.4 为 1不做处理转 P3.5 否则说明有键按下

LCALL D10mS ; 调用延时程序去除抖动

JB P3.4,L1 ; P3.4 为 0说明此键确实被按下了

CPL P1.0 ;取反 P1.0