[所有分类]单片机原理与应用-9.ppt

第9章 应用系统配置及接口技术 9.1 人机通道配置与接口技术 单片机应用系统通常都需要进行人机对话。这包括人对应用系统的状态干预与数据输入，还有应用系统向人显示运行状态与运行结果等。如键盘、 显示器就是用来完成人机对话活动的人机通道。 9.1.1 键盘接口及处理程序 键盘分编码键盘和非编码键盘。 键盘上闭合键的识别由专用的硬件译码器实现，并产生键编号或键值的称为编码键盘，如BCD码键盘、ASCII码键盘等；靠软件识别的称为非编码键盘。 1. 键盘结构 键盘可以分为独立连接式和行列式(矩阵式)两类，每一类按其译码方法又都可分为编码及非编码两种类型。这里只介绍非编码键盘。 1) 独立式非编码键盘接口及处理程序 独立式按键是指各按键相互独立地接通一条输入数据线，如图9-4所示。这是最简单的键盘结构，该电路为查询方式电路。 当任何一个键按下时，与之相连的输入数据线即被清0(低电平)，而平时该线为1(高电平)。要判别是否有键按下，用单片机的位处理指令十分方便。 这种键盘结构的优点是电路简单；缺点是当键数较多时，要占用较多的Ｉ／Ｏ线。 2) 行列式键盘接口及工作原理 为了减少键盘与单片机接口时所占用I/O线的数目，在键数较多时，通常都将键盘排列成行列矩阵形式，如图9-6所示。 以图9-6所示的4×4键盘为例，说明行扫描法识别哪一个按键被按下的工作原理。 首先判别键盘中有无键按下，由单片机Ｉ／Ｏ口向键盘送(输出)全扫描字，然后读入(输入)列线状态来判断。方法是： 向行线(图中水平线)输出全扫描字00H，把全部行线置为低电平，然后将列线的电平状态读入累加器A中。如果有按键按下，总会有一根列线电平被拉至低电平，从而使列输入不全为1。 判断键盘中哪一个键被按下是通过将行线逐行置低电平后，检查列输入状态实现的。方法是： 依次给行线送低电平，然后查所有列线状态，称行扫描。如果全为1，则所按下的键不在此行；如果不全为1，则所按下的键必在此行，而且是在与零电平列线相交的交点上的那个键。 （1） 行扫描法识别键号（值）的原理 行扫描法识别键号的工作原理如下： 将第0行变为低电平，其余行为高电平时，输出编码为1110。然后读取列的电平，判别第0行是否有键按下。在第0行上若有某一按键按下，则相应的列被拉到低电平，则表示第0行和此列相交的位置上有按键按下。若没有任一条列线为低电平，则说明0行上无键按下。 将第1行变为低电平，其余行为高电平时，输出编码为1101。然后通过输入口读取各列的电平。检测其中是否有变为低电平的列线。若有键按下，则进而判别哪一列有键按下，确定按键位置。 将第2行变为低电平，其余行为高电平时，输出编码为1011。判别是否有哪一列键按下的方法同上。 将第3行变为低电平，其余行为高电平时，输出编码为0111。判别是否有哪一列键按下的方法同上。 在扫描过程中，当发现某行有键按下，也就是输入的列线中有一位为0时，便可判别闭合按键所在列的位置，根据行线位置和列线位置就能判断按键在矩阵中的位置，知道是哪一个键按下。 （2） 键盘扫描工作过程 按键扫描的工作过程如下： ① 判断键盘中是否有键按下； ② 进行行扫描，判断是哪一个键按下，若有键按下，则调用延时子程序去抖动； ③ 读取按键的位置码； ④ 将按键的位置码转换为键值（键的顺序号）0、1、2…、F。 图9-7所示为4×4键盘扫描流程图。 键的位置码及键值的译码过程 上述行扫描过程结束后得到的行号存放在R0中，列号存放在R2中。 键值（号）的获得（译码）通常采用计数译码法。这种方法根据矩阵键盘的结构特点，每个按键的值=行号×每行的按键个数+列号，即键号（值）=行首键号+列号第0行的键值为： 0行×4+列号（0～3）为0、1、2、3； 第1行的键值为： 1行×4+列号（0～3）为4、5、6、7； 第2行的键值为： 2行×4+列号（0～3）为8、9、A、B； 第3行的键值为： 3行×4+列号（0～3）为C、D、E、F。 4×4键盘行首键号为0、4、8、C，列号为0，1，2，3。 所以键值译码子程序为DECODE，该子程序出口： 键值在A中。 （3） 键盘扫描子程序（参见图9-7） 出口： 键值（键号）在A中 KEY： MOV P1, #0F0H ；令所有行为低电平 MOV R7，#0FFH ；设置计数常数 KEY1： DJNZ R7，KEY1 ；延时 MOV A,P1 ；读取P1口的列值 ANL A，#0F0H ；判别有键值按下吗？ CPL A ；求反后，有高电平就有键按下 JZ EKEY ；无键按下时退出