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1、 單片機(jī)鍵盤的特點(diǎn)和應(yīng)用 獨(dú)立式鍵盤及其接口 矩陣式鍵盤及其接口 本章要點(diǎn) 第9章 鍵盤接口及其設(shè)計(jì)9.1 按鍵的狀態(tài)輸入及去抖動(dòng)9.2 鍵盤與CPU的連接方式 9.3 鍵盤掃描控制方式 9.4 獨(dú)立式按鍵 9.5 矩陣式鍵盤 本章大綱 9.6 實(shí)踐訓(xùn)練電子密碼鎖設(shè)計(jì) 思考與練習(xí)9.1 按鍵的狀態(tài)輸入及去抖動(dòng) 圖9-1 按鍵輸入和電壓抖動(dòng)9.1 按鍵的狀態(tài)輸入及去抖動(dòng) 圖9-2 雙穩(wěn)態(tài)去抖動(dòng)電路 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,對(duì)鍵盤的處理工作僅是CPU工作內(nèi)容的一部分,CPU還要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、顯示和其他輸入/輸出操作,因此鍵盤處理工作既不能占用CPU太多時(shí)間,又需要對(duì)鍵盤操作能及時(shí)作出響應(yīng)。CPU對(duì)鍵盤
2、處理控制的工作方式有以下幾種。 1、程序控制掃描方式 程序控制掃描方式是在CPU工作空余調(diào)用鍵盤掃描子程序,響應(yīng)按鍵輸入信號(hào)要求。程序控制掃描方式的按鍵處理程序固定在主程序的某個(gè)程序段。當(dāng)主程序運(yùn)行到該程序段時(shí),依次掃描鍵盤,判斷有否按鍵輸入。若有,則計(jì)算按鍵編號(hào),執(zhí)行相應(yīng)按鍵功能子程序。這種工作方式,對(duì)CPU工作影響小,但應(yīng)考慮鍵盤處理程序的運(yùn)行間隔周期不能太長(zhǎng),否則會(huì)影響對(duì)按鍵輸入響應(yīng)的及時(shí)性。9.3 鍵盤掃描控制方式 2、定時(shí)控制掃描方式 定時(shí)控制掃描方式是利用定時(shí)/計(jì)數(shù)器每隔一段時(shí)間產(chǎn)生定時(shí)中斷,CPU響應(yīng)中斷后對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描,并在有按鍵閉合時(shí)轉(zhuǎn)入該按鍵的功能子程序。定時(shí)控制掃描方式與
3、程序控制掃描方式的區(qū)別是,在掃描間隔時(shí)間內(nèi),前者用CPU工作程序填充,后者用定時(shí)/計(jì)數(shù)器定時(shí)控制。定時(shí)控制掃描方式也應(yīng)考慮定時(shí)時(shí)間不能太長(zhǎng),否則會(huì)影響對(duì)按鍵輸入響應(yīng)的及時(shí)性。3、中斷控制方式 中斷控制方式是利用外部中斷源,響應(yīng)按鍵輸入信號(hào)。當(dāng)無(wú)按鍵按下時(shí),CPU執(zhí)行正常工作程序。當(dāng)有按鍵按下時(shí),CPU立即產(chǎn)生中斷。在中斷服務(wù)子程序中掃描鍵盤,判斷是哪一個(gè)按鍵被按下,然后執(zhí)行該按鍵的功能子程序。這種控制方式克服了前兩種控制方式可能產(chǎn)生的空掃描和不能及時(shí)響應(yīng)按鍵輸入的缺點(diǎn),既能及時(shí)處理按鍵輸入,又能提高CPU運(yùn)行效率,但要占用一個(gè)寶貴的中斷資源。 9.3 鍵盤掃描控制方式 為了減少鍵盤與單片機(jī)接口
4、時(shí)所占用I/O線的數(shù)目,在鍵數(shù)較多時(shí),通常都將鍵盤排列成行列矩陣形式。每一水平線(行線)與垂直線(列線)的交叉處通過(guò)一個(gè)按鍵來(lái)連通。 利用這種結(jié)構(gòu)只需N條行線和M條列線,即可組成具有NM個(gè)按鍵的鍵盤。 矩陣式鍵盤是由多個(gè)按鍵組成的開(kāi)關(guān)矩陣,其按鍵識(shí)別方法有行反轉(zhuǎn)法和掃描法等。 9.5 矩陣式鍵盤 9.5 矩陣式鍵盤 圖9-7 矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu) 圖9-8 矩陣式鍵盤程序流程圖 根據(jù)設(shè)定好的密碼,采用二個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)密碼的輸入功能,當(dāng)密碼輸入正確之后,鎖就打開(kāi),如果輸入的三次的密碼不正確,就鎖定按鍵3秒鐘,同時(shí)發(fā)現(xiàn)報(bào)警聲,直到?jīng)]有按鍵按下3種后,才打開(kāi)按鍵鎖定功能;否則在3秒鐘內(nèi)仍有按鍵按下,就重新鎖定按鍵3秒時(shí)間并報(bào)警。 9.6 實(shí)踐訓(xùn)練電子密碼鎖設(shè)計(jì) 9.6 實(shí)踐訓(xùn)練電子密碼鎖設(shè)計(jì) 圖9-9 電子密碼鎖的電路原理圖1.概念題1)按鍵開(kāi)關(guān)為什么有去抖動(dòng)問(wèn)題?如何消除?2) 鍵盤與CPU的連接方式如何分類?各有什么特點(diǎn)?3) 鍵盤掃描控制方式
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