C51矩阵键盘的检测全解.ppt

矩阵键盘的结构 矩阵键盘的检测方法 矩阵键盘的编程操控及功能处理 掌握独立键盘的检测原理及软件编程方法 行扫描法 线反转法 中断式矩阵键盘如何与单片机连接电路？ 回 顾 独立键盘的检测： 按键状态的扫描； 软件消抖及松手检测； 按键按下的处理 教学内容 教学要求 矩阵键盘的结构 矩阵键盘实际上是由排列成矩阵形式的一系列按键开关组成，用户通过键盘可以向CPU输入数据、地址和命令。常见的接口电路如右图所示。 4*4矩阵式键盘 矩阵键盘的结构 矩阵键盘特点 电路结构复杂，但提高了I/O引脚的利用率，软件编程较复杂，适用于所需按键较多的场合。 矩阵键盘的检测需解决以下问题： 1、开关状态的可靠输入——可设计硬件去抖动电路或设计去抖动软件。 2、键盘检测的方法（即如何编写键盘扫描函数）。 3、键盘检测的控制方式(即扫描函数如何被调用)——顺序查询方式、定时查询方式和中断方式。 4、键盘控制程序的编写。 按键的消抖 按键抖动时间约5ms-10ms，可软件消抖或者硬件消抖。 软件消抖：延时约10ms再次判断。 硬件消抖：并联电容或双稳态消抖电路。 消抖电路 矩阵键盘的检测方法 矩阵键盘识别按键的方法有两种：一是行扫描法，二是线反转法。 1)行扫描法 通过行线发出低电平信号，如果该行线所连接的键没有按下的话，则列线所接的端口得到的是全“1”信号，如果有键按下的话，则得到非全“1”信号。 为了防止双键或多键同时按下，往往从第0行一直扫描到最后1行，若只发现1个闭合键，则为有效键，否则全部作废。 找到闭合键后，读入相应的键值，再转至相应的键处理程序。 键号 = 行首键号（0、4、8、12）+列号（0、1、2、3） 矩阵键盘的检测方法 矩阵键盘的检测方法 2)线反转法 先将行线作为输出线，列线作为输入线，行线输出全“0”信号，读入列线的值； 然后将行线和列线的输入输出关系互换，并且将刚才读到的列线值从列线所接的端口输出，再读取行线的输入值。那么在闭合键所在的行线上值必为0。这样，当一个键被按下时，必定可读到一对唯一的行列值。 键值 = 行值 | 列值 ?查表得键号。 矩阵键盘的检测方法 以4*4矩阵键盘接P3口为例 先列扫描置P3=0xf0,当有键按下得列值，再行扫描置P3=0x0f,当有键按下得行值，最后合并行列值得键值。 矩阵键盘检测的控制方式 单片机在运行过程中，何时进行键盘扫描和处理，有以下几种方式： 顺序查询方式 定时扫描方式 中断方式 矩阵键盘检测的控制方式 顺序查询方式 单片机主程序通过调用键盘扫描子程序，查询有无按键按下。 何时调用键盘扫描子程序，何时扫描键盘；否则不进行键盘的扫描。 矩阵键盘检测的控制方式 定时扫描方式 每隔一段时间调用键盘扫描子程序对键盘扫描一次。 利用单片机内部的定时器产生一定时间（例10ms）的定时，当定时时间到就产生定时器溢出中断。CPU响应中断后对键盘进行扫描，并在有键按下时识别出该键，再执行该键的功能程序。 矩阵键盘检测的控制方式 中断方式 为提高CPU工作效率，可采用中断扫描工作方式。其工作过程如下：当无键按下时，CPU处理自己的工作，当有键按下时，产生中断请求，CPU转去执行键盘扫描子程序，并识别键号。 矩阵键盘案例（1）--线反转法 矩阵键盘控制2位数码管显示，分别按下0-15号按键，数码管显示对应的键号，最初无键按下时数码管显示16，用线反转法实现。 参考程序见“矩阵键盘-线反转法” 矩阵键盘案例（1）--线反转法 矩阵键盘案例（2）--行扫描法+定时扫描 矩阵键盘控制2位数码管显示，分别按下0-15号按键，数码管显示对应的键号，最初无键按下时数码管显示16，用行扫描法+定时扫描实现。 参考程序见“矩阵键盘-行扫描法+定时扫描” 矩阵键盘案例（2）--行扫描法+定时扫描 小 结 矩阵键盘的检测： 按键的识别：行扫描法、线反转法； 软件消抖及松手检测； 按键按下的处理 思考题