《键盘输入与IO实验》课件.pptVIP

键盘输入与IO实验本实验将介绍键盘输入的基本原理和操作方法，并演示如何使用程序读取键盘输入并进行处理。同时，我们将深入探讨输入/输出(IO)的概念，了解其在计算机系统中的重要性。

实验目的了解键盘输入原理熟悉键盘的工作机制，掌握键盘扫描、键码获取和键盘中断等概念。学习IO输入输出操作掌握IO设备的基本操作方法，包括IO输入、IO输出、IO中断等。理解键盘驱动程序学习键盘驱动程序的设计与实现，并了解其在操作系统中的作用。提高编程能力通过编写实验代码，锻炼编程技巧，提高解决实际问题的能力。

实验原理本实验主要基于嵌入式系统中的键盘输入和IO控制技术。键盘输入涉及硬件扫描、键码获取、中断处理和驱动程序等方面，并需进行按键消抖处理。IO控制则包括输入、输出、中断处理等原理，涉及LED控制、按钮检测、开关检测、数码管显示等。

实验环境准备1硬件平台单片机开发板，如STM322软件环境IDE和编译器，如Keil3外设键盘、LED灯、按钮等实验环境准备需要选择合适的硬件平台、软件环境和外设。

实验步骤1环境配置安装必要的软件和工具，例如编译器、调试器等。2代码编写根据实验要求编写C语言代码，实现键盘输入、按键检测和IO控制等功能。3代码编译使用编译器将源代码编译成可执行文件。4程序调试使用调试工具，逐行分析代码，查找并解决程序中的错误。

键盘输入原理1物理按键用户按下键盘上的物理按键。2机械信号按键按下时，产生机械信号，通常是闭合电路。3电子信号机械信号转化为电子信号，如电压或电流变化。4扫描码电子信号被转换为扫描码，代表按键的唯一标识。扫描码由硬件生成，是键盘控制器识别按键的方法。每个按键都有一个唯一的扫描码。

键盘扫描轮询扫描键盘控制器会周期性地轮询每个键，检查是否按下。如果检测到按键按下，则会触发相应的键盘中断。矩阵扫描键盘按键通常排列成矩阵形式，通过行和列的组合来识别按键。控制器依次激活每一行，并读取每一列的状态，来确定按下了哪个键。

键码获取键盘内部结构键盘每个按键对应一个唯一的扫描码，用于识别按下的是哪个按键。键盘电路键盘的电路会将扫描码转换为二进制代码，并发送给计算机。键盘按键每个按键都会对应一个独特的扫描码，即使是同一个字母键，在不同的键盘布局下也有可能对应不同的扫描码。

键盘中断键盘中断触发当用户按下或释放键盘上的某个键时，会触发一个硬件中断请求。CPU响应中断CPU接收到中断请求后，会暂停当前执行的任务，转而处理中断服务程序。读取键值中断服务程序会读取键盘控制器中的键值，并将其传递给相应的应用程序。

键盘驱动程序1设备识别驱动程序识别并初始化键盘设备。2中断处理当按键按下或释放时，驱动程序响应中断，获取按键信息。3数据传递驱动程序将按键信息传递给操作系统或应用程序使用。

实验代码编写使用C语言编写程序，实现键盘输入功能。程序需要包含以下部分：初始化键盘，处理键盘中断，读取键码，将键码转换为字符，输出字符。在编写代码时，需要考虑键盘扫描，按键消抖，字符映射等问题。同时，需要调试程序，确保程序能够正常工作。

键盘输入示例字符输入按下键盘上的字符键，会将对应的字符发送到系统，并在屏幕上显示出来。特殊键例如，回车键、空格键、方向键等，具有特定的功能，用于控制程序或系统行为。快捷键一些组合键，如Ctrl+C、Ctrl+V，可以快速执行特定的操作。

按键消抖机械键盘机械键盘按键触点弹性较大，容易产生抖动，影响按键识别。电路设计消抖电路通常使用电容或延迟电路，抑制短暂的信号波动。计时器通过延时计时，等待按键信号稳定后，再进行识别。

按键检测模块11.硬件设计模块通常使用微控制器和外设，例如GPIO端口和中断控制器。22.软件实现使用中断服务程序来处理按键事件，并根据按键状态执行相应操作。33.按键消抖采用硬件或软件方法来消除按键抖动，确保每个按键事件被识别一次。44.状态机状态机用于处理按键事件的逻辑，例如判断按键按下、释放或长按。

IO基础知识数据传输IO端口是CPU与外部设备之间传输数据的桥梁。数据通过IO端口进出CPU，实现CPU与外设之间的通信。地址空间每个IO端口都有唯一的地址，CPU通过地址访问IO端口，读取或写入数据。控制信号IO端口除了数据传输外，还负责控制外设的工作状态，例如读写操作，数据方向等。

IO输入原理输入信号输入信号是指从外部设备传入微控制器的信号。输入信号可能来自按钮、开关、传感器或其他外设。微控制器通过输入引脚接收外部信号。转换和处理微控制器将输入信号转换成内部可识别的数据格式。这个过程通常涉及信号的电平转换、滤波和解码。然后，微控制器对处理后的数据进行分析和处理。

IO输出原理数据传输方向IO输出是指将数据从CPU或内存传递到外部设备的过程。控制逻辑输出操作需要通过专门的控制逻辑，将数据转