单片机键盘设计.pdf

单片机键盘设计 一、概述 键盘在单片机应用系统中，实现输入数据、传送命 令的功能，是人工干预的主要手段。键盘分两大类：编 码键盘和非编码键盘。 编码键盘：由硬件逻辑电路完成必要的键识别工作 与可靠性措施。每按一次键，键盘自动提供被按键的读 数，同时产生一选通脉冲通知微处理器，一般还具有反 弹跳和同时按键保护功能。这种键盘易于使用，但硬件 比较复杂，对于主机任务繁重之情况，采用 8279 可编程 键盘管理接口芯片构成编码式键盘系统是很实用的方案。 非编码键盘：只简单地提供键盘的行列与矩阵，其 他操作如键的识别，决定按键的读数等仅靠软件完成， 故硬件较为简单，但占用 CPU较多时间。有：独立式按 键结构、矩阵式按键结构。 二、键盘系统设计 首先，确定键盘编码方案： 采用编码键盘或非编码键盘。随后，确定键盘工作方式： 采用中断或查询方式输入键操作信息。然后，设计硬件 电路。非编码键盘系统中，键闭合和键释放的信息的获 取，键抖动的消除，键值查找及一些保护措施的实施等 任务，均由软件来完成。 （一）非编码键盘的键输入 程序应完成的基本任务 1. 监测有无键按下；键的闭 合与否，反映在电压上就是呈现出高电平或低电平，所 以通过电平的高低状态的检测，便可确认按键按下与否。 2. 判断是哪个键按下。 3. 完成键处理任务。 （二）从电路或软件的角度 应解决的问题 1. 消除抖动影响。键盘按键所用开关 为机械弹性开关，利用了机械触点的合、断作用。由于 机械触点的的弹性作用，一个按键开关在闭合和断开的 瞬间均有一连串的抖动，波形如下： 抖动时间的长短由按键的机械特性决定，一般为 5~10ms， 这是一个很重要的参数。抖动过程引起电平信号的波动， 有可能令 CPU误解为多次按键操作，从而引起误处理。 为了确保 CPU对一次按键动作只确认一次按键，必须消 除抖动的影响。按键的消抖，通常有软件，硬件两种消 除方法。 这种方法只适用于键的数目较少的情况。 软件 消抖：如果按键较多，硬件消抖将无法胜任，常采用软 件消抖。通常采用软件延时的方法：在第一次检测到有 键按下时，执行一段延时 10ms的子程序后，再确认电平 是否仍保持闭合状态电平，如果保持闭合状态电平，则 确认真正有键按下，进行相应处理工作，消除了抖动的 影响。（这种消除抖动影响的软件措施是切实可行的。） 2. 采取串键保护措施。串键：是指同时有一个以上的键 按下，串键会引起 CPU 错误响应。 通常采取的策略： 单键按下有效，多键同时按下无效。 3. 处理连击。连击：是一次按键产生多次击键的效 果。要有对按键释放的处理，为了消除连击，使得一次 按键只产生一次键功能的执行 （不管一次按键持续的时间 多长，仅采样一个数据） 。否则的话，键功能程序的执行 次数将是不可预知，由按键时间决定。连击是可以利用 的。连击对于用计数法设计的多功能键特别有效。 三、键盘工作方式 单片及应用系统中，键盘扫描只是 CPU的工作内容 之一。 CPU忙于各项任务时，如何兼顾键盘的输入，取 决于键盘的工作方式。考虑仪表系统中 CPU 任务的份量， 来确定键盘的工作方式。 键盘的工作方式选取的原则是：既要保证能及时响 应按键的操作，又不过多的占用