第七講單片機(jī)人機(jī)接口—鍵盤設(shè)計(jì)應(yīng)用

1、1 1）掌握）掌握51單片機(jī)單片機(jī)人機(jī)接口作用及鍵盤原理人機(jī)接口作用及鍵盤原理2 2）掌握）掌握獨(dú)立式按鍵獨(dú)立式按鍵電路電路設(shè)計(jì)及編程設(shè)計(jì)及編程3 3）掌握）掌握矩陣式按鍵矩陣式按鍵電路電路設(shè)計(jì)及編程設(shè)計(jì)及編程掌握內(nèi)容掌握內(nèi)容單片機(jī)人機(jī)接口單片機(jī)人機(jī)接口鍵盤應(yīng)用鍵盤應(yīng)用掌握內(nèi)容：掌握內(nèi)容：1 1）掌握）掌握獨(dú)立式按鍵獨(dú)立式按鍵電路電路設(shè)計(jì)及編程設(shè)計(jì)及編程2 2）會結(jié)合數(shù)碼連接電路及按鍵完成按鍵及顯會結(jié)合數(shù)碼連接電路及按鍵完成按鍵及顯示控制示控制3）單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展應(yīng)用）單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展應(yīng)用8255應(yīng)用應(yīng)用 鍵 盤 是一組是一組按鈕式開關(guān)的集按鈕式開關(guān)的集合，常采用軟件來識別合，常采用軟件來識別鍵盤

2、的操作步驟：鍵盤的操作步驟：識鍵。識鍵。判斷是否有鍵按下（鍵入），若有，判斷是否有鍵按下（鍵入），若有，則需進(jìn)一步譯鍵。則需進(jìn)一步譯鍵。譯鍵。譯鍵。在有鍵入的情況下，進(jìn)一步識別出是在有鍵入的情況下，進(jìn)一步識別出是哪一個(gè)鍵，以便作進(jìn)一步處理。哪一個(gè)鍵，以便作進(jìn)一步處理。鍵義分析。鍵義分析。根據(jù)識別的結(jié)果，明確相應(yīng)的鍵根據(jù)識別的結(jié)果，明確相應(yīng)的鍵義。如果是數(shù)字鍵，應(yīng)得出輸出的數(shù)值；如果義。如果是數(shù)字鍵，應(yīng)得出輸出的數(shù)值；如果是功能鍵，則應(yīng)知道具體的操作要求。是功能鍵，則應(yīng)知道具體的操作要求。 一、鍵抖動和同時(shí)按鍵處理一、鍵抖動和同時(shí)按鍵處理1 1、去抖動、去抖動 抖動時(shí)間為幾毫秒抖動時(shí)間為幾毫秒處

3、理方法：處理方法：1 1）軟件延時(shí)）軟件延時(shí)2 2）硬件鎖定）硬件鎖定硬件鎖定硬件鎖定2 2、防串鍵、防串鍵 指在有多個(gè)鍵同時(shí)按下時(shí)指在有多個(gè)鍵同時(shí)按下時(shí)如何確定輸入鍵值如何確定輸入鍵值 解決方法：解決方法：1 1）雙鍵鎖定）雙鍵鎖定 2 2）N N鍵鎖定鍵鎖定雙鍵鎖定的雙鍵鎖定的實(shí)現(xiàn)方法：一種是用實(shí)現(xiàn)方法：一種是用軟件進(jìn)行掃軟件進(jìn)行掃描描，檢測出，檢測出最后釋放最后釋放的鍵被認(rèn)為是所需要的的鍵被認(rèn)為是所需要的鍵，并讀取鍵碼。它常用于軟件掃描鍵盤并鍵，并讀取鍵碼。它常用于軟件掃描鍵盤并譯碼的場合；第二種方法是用譯碼的場合；第二種方法是用硬件硬件確保在第確保在第一個(gè)鍵釋放之前，即使第二個(gè)鍵閉合也

4、不能一個(gè)鍵釋放之前，即使第二個(gè)鍵閉合也不能產(chǎn)生選通信號。這可由內(nèi)部的延時(shí)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)生選通信號。這可由內(nèi)部的延時(shí)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，只要第一個(gè)鍵按下，該機(jī)構(gòu)就被鎖住只要第一個(gè)鍵按下，該機(jī)構(gòu)就被鎖住。N N鍵鎖定鍵鎖定的實(shí)現(xiàn)：這種方法只考慮按下一個(gè)鍵的實(shí)現(xiàn)：這種方法只考慮按下一個(gè)鍵的情況，在第一個(gè)被按下的鍵或最后一個(gè)被的情況，在第一個(gè)被按下的鍵或最后一個(gè)被釋放的鍵之后產(chǎn)生代碼，其他鍵不予理采。釋放的鍵之后產(chǎn)生代碼，其他鍵不予理采。這種方法最簡單，也最常用，缺點(diǎn)是工作速這種方法最簡單，也最常用，缺點(diǎn)是工作速度較慢。度較慢。二、鍵盤工作原理二、鍵盤工作原理 1 1、獨(dú)立聯(lián)接式非編碼鍵盤、獨(dú)立聯(lián)接式非編碼鍵盤

5、8051P1.0P1.71鍵鍵P2.0二、鍵盤工作原理二、鍵盤工作原理 獨(dú)立聯(lián)接式非編碼鍵盤獨(dú)立聯(lián)接式非編碼鍵盤特點(diǎn)：特點(diǎn)： 每個(gè)鍵相互獨(dú)立，各自接通一條輸入數(shù)據(jù)線。每個(gè)鍵相互獨(dú)立，各自接通一條輸入數(shù)據(jù)線。鍵未按下時(shí)，相應(yīng)的數(shù)據(jù)線處于高電平，即為鍵未按下時(shí)，相應(yīng)的數(shù)據(jù)線處于高電平，即為“1”1”態(tài)態(tài)。 當(dāng)當(dāng)某鍵按下某鍵按下時(shí)，時(shí)，該鍵所連之?dāng)?shù)據(jù)線接地，即為該鍵所連之?dāng)?shù)據(jù)線接地，即為“0”0”態(tài)。態(tài)。 根據(jù)圖示，試編程控制當(dāng)按下根據(jù)圖示，試編程控制當(dāng)按下1 1鍵時(shí)，顯示鍵時(shí)，顯示1 1，按下，按下8 8鍵時(shí)，使發(fā)光二極管發(fā)光鍵時(shí)，使發(fā)光二極管發(fā)光8051P1.0P1.71鍵鍵P2.0A1B2Q0

6、3Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9U1774LS164G10F9A7B6DP5C4D2E1GND3GND8LED1LN5101BSRXDTXDR15330VCCRXDTXD8鍵鍵編程分析：編程分析： 從硬件電路分析，從硬件電路分析，P1口充當(dāng)輸入接口，用來接口充當(dāng)輸入接口，用來接收外圍電路鍵值；收外圍電路鍵值； P2.0充當(dāng)輸出接口，控制發(fā)光二極管發(fā)光；充當(dāng)輸出接口，控制發(fā)光二極管發(fā)光； 顯示電路通過串口移位寄存器及串并轉(zhuǎn)換芯片顯示電路通過串口移位寄存器及串并轉(zhuǎn)換芯片74LS164完成驅(qū)動顯示工作；完成驅(qū)動顯示工作； 請編寫程序請編寫程序2 2、獨(dú)立聯(lián)接式編碼鍵

7、盤、獨(dú)立聯(lián)接式編碼鍵盤 特點(diǎn)：在鍵數(shù)較特點(diǎn)：在鍵數(shù)較多時(shí)，可采用獨(dú)多時(shí)，可采用獨(dú)立式編碼鍵盤，立式編碼鍵盤，由由4 4線線-16-16線編碼線編碼電路進(jìn)行編碼電路進(jìn)行編碼，這樣只需要這樣只需要PORTKYPORTKY口中的口中的4 4根根數(shù)據(jù)線連接。編數(shù)據(jù)線連接。編碼鍵盤號與端口碼鍵盤號與端口接線之間的邏輯接線之間的邏輯關(guān)系如表關(guān)系如表7-17-1所示。所示。 鍵號鍵號A3A2A1A000000100012001030011401005010160110701118100091001101010111011121100131101141110151111表表7-1 編碼鍵盤真值表編碼鍵盤真值表

8、0INTP0.0P0.1P0.2P0.33 3、矩陣聯(lián)接式非編碼鍵盤、矩陣聯(lián)接式非編碼鍵盤 1 1）行掃描法）行掃描法原理原理：先使一行線接先使一行線接地地，然后檢查列線然后檢查列線。如果某條列線也是低如果某條列線也是低電位電位，則可判別兩線則可判別兩線相交處的某號鍵已按相交處的某號鍵已按下下。假如在掃描時(shí)沒。假如在掃描時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)有列線為地電有發(fā)現(xiàn)有列線為地電位，則說明此行中無位，則說明此行中無鍵按下。那么可將下鍵按下。那么可將下一行線接地，如此逐一行線接地，如此逐一掃描列線，直到查一掃描列線，直到查完最后一行為止。完最后一行為止。 三、鍵值分析三、鍵值分析 CPUCPU從鍵盤中得到鍵值代碼之

9、后究竟執(zhí)行什從鍵盤中得到鍵值代碼之后究竟執(zhí)行什么樣操作，這完全取決于鍵盤解釋程序。么樣操作，這完全取決于鍵盤解釋程序。 鍵鍵數(shù)字鍵數(shù)字鍵功能鍵功能鍵單功能鍵單功能鍵字符串功能鍵字符串功能鍵（多功能鍵）（多功能鍵）分析鍵值分析鍵值的方法的方法查表法查表法狀態(tài)分狀態(tài)分析法析法8 89 9A AB BREADREADDATADATA4 45 56 67 7 RUNRUN0 01 12 23 3 RETRET圖圖7-1（a） 鍵盤的布局鍵盤的布局系統(tǒng)組成及擴(kuò)展系統(tǒng)組成及擴(kuò)展1） 單片機(jī)系統(tǒng)組成及擴(kuò)展單片機(jī)系統(tǒng)組成及擴(kuò)展2）單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展應(yīng)用）單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展應(yīng)用8255應(yīng)用應(yīng)用82558255擴(kuò)展擴(kuò)展8

10、2558255可編程接口芯片介紹可編程接口芯片介紹1 1 、組成、組成1 1）三個(gè)）三個(gè)8 8位并行位并行I/OI/O端口端口A A、B B、C CA A：8 8位輸入、輸出及雙向寄存器位輸入、輸出及雙向寄存器B B： 8 8位輸入、輸出、不能雙向寄存器位輸入、輸出、不能雙向寄存器C C：分成兩個(gè)分成兩個(gè)4 4位口，或與位口，或與A A、B B合用作合用作A A、B B的的狀態(tài)控制信號。狀態(tài)控制信號。2 2）兩個(gè)工作方式控制電路兩個(gè)工作方式控制電路2 2、82558255引腳圖及引腳圖及與單片機(jī)接口與單片機(jī)接口（1 1）D0D0D7D7，數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線（2 2）CE CE 片選信號，低電平有效片

11、選信號，低電平有效（3 3）RDRD，低電平有效，自然產(chǎn)生，控制數(shù)據(jù)讀出低電平有效，自然產(chǎn)生，控制數(shù)據(jù)讀出。（4 4）WRWR，低電平有效，自然產(chǎn)生，控制數(shù)據(jù)寫入低電平有效，自然產(chǎn)生，控制數(shù)據(jù)寫入。（5 5）A1A1、A0A0端口選擇。端口選擇。（6 6）RESTREST復(fù)位信號，復(fù)位時(shí)復(fù)位信號，復(fù)位時(shí)A A、B B、C C口被清成輸入口被清成輸入方式。方式。（7 7）VCCVCC、GNDGND看實(shí)驗(yàn)板看實(shí)驗(yàn)板8255接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)3 3、82558255端口端口介紹介紹1 1、四個(gè)端口、四個(gè)端口A A、B B、C C、控制端口控制端口2 2、端口地址、端口地址受受A1A1、A0A0控制控制

12、A1A0=00A1A0=00，A A口口 A1A0=01A1A0=01，B B口口 A1A0=10A1A0=10，C C口口A1A0=11A1A0=11，控制端口控制端口方式選擇置置方方式式標(biāo)標(biāo)志志1 1：有有效效方式選擇方式選擇000111000111端口端口A A1 1輸入輸入0 0輸出輸出A組C口高四位1輸入輸入0輸出輸出端口端口B B1輸入輸入0輸出輸出B組組C口口低四位低四位1輸入輸入0輸出輸出0方式方式01方式方式1譯碼器譯碼器74LS13874LS138介紹介紹 譯碼器譯碼器74LS13874LS138又名三又名三八譯碼器三個(gè)輸八譯碼器三個(gè)輸入端變化可控制輸出八個(gè)狀態(tài)看圖、表。入

13、端變化可控制輸出八個(gè)狀態(tài)看圖、表。返回28返回29返回30三、8255應(yīng)用82558255與單片機(jī)接口看實(shí)驗(yàn)板與單片機(jī)接口看實(shí)驗(yàn)板A A口、口、B B口、口、C C口、控制口地址？口、控制口地址？B B口方式口方式0 0工作，輸入狀態(tài)工作，輸入狀態(tài)如何初始化如何初始化82558255？如何讀如何讀B B口數(shù)據(jù)，并執(zhí)行相應(yīng)操作？口數(shù)據(jù)，并執(zhí)行相應(yīng)操作？三、8255應(yīng)用82558255口定義及初始化口定義及初始化#define COM8255 XBYTE0X0003#define PA8255 XBYTE0X0000#define PB8255 XBYTE0X0001#define PC8255

14、XBYTE0X0002 P1_0=0; P1_1=1; P1_2=0; COM8255=0 x828255按鍵分析：按鍵分析：當(dāng)沒鍵按下時(shí)，讀當(dāng)沒鍵按下時(shí)，讀8255B8255B口全為高電平，口全為高電平，此時(shí)鍵是斷開，當(dāng)某鍵按下時(shí)，行、列短此時(shí)鍵是斷開，當(dāng)某鍵按下時(shí)，行、列短接。讀接。讀8255B8255B口的某一位為低電平，從讀口的某一位為低電平，從讀 8255B8255B口的狀態(tài)即可判斷所按下鍵值?？诘臓顟B(tài)即可判斷所按下鍵值。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 使用實(shí)驗(yàn)板設(shè)計(jì)獨(dú)立式按鍵布局使用實(shí)驗(yàn)板設(shè)計(jì)獨(dú)立式按鍵布局 OPEN OPENRUNRUN+1+1鍵鍵 STOP STOP1、開機(jī)后，按下、開機(jī)后，按下OPENOPEN，顯示，顯示HELLO-HELLO-2 2、按下、按下RUNRUN鍵后，后兩位開始計(jì)數(shù)鍵后，后兩位開始計(jì)數(shù)00009999，前四位，前四位開始計(jì)時(shí)。開始計(jì)時(shí)。3 3、按下、按下+1+1鍵可以調(diào)整時(shí)間鍵可以調(diào)整時(shí)間4