单片机键盘接口全接触{ }.doc

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器筵璩
5 years ago
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1 单片机键盘接口全接触作者 : 杜洋一般的具有人机对话的单片机系统少不了会有键盘键盘接口的原理与应用许多的教材都有介绍, 但通常各有各的方法, 各有各的优劣下面就我现有的对单片机键盘接口的了解和应用将众家的单片机直接驱动键盘的接口原理及应用作一个总结, 并附加相应键盘的汇编子程序和 C 语言子函数希望大家可以从中受益本文我们以键盘的数目来选择键盘最适合的接法和最佳的编程方法, 对各键盘接口的方法的优缺点加以说明本文旨在让大家掌握一种方法, 而不要读死书, 举一反三创造更新更好的接口方式才是学习的极致我最喜欢爱因斯坦的一句话 : 想象力比知识更重要, 想象力可以创造知识, 而知识却只是别人的想象 1~4 按键的单片机键盘接口 : 当键盘的数目最多为 4 个时, 我们最佳的接口方案当然是独立式接法了, 即每一个 I/O 口上只接一个按键, 按键的另一端接电源或接地 ( 一般接地 ) 占用的 I/O 口数最大为 4 条 ( 注意 :1~4 按键的键盘的接法许多, 如果接成扫描式可以占用更少的 I/O 口, 但从程序复杂性和系统稳定性的综合考虑的话, 独立式键盘接法应该是首选 ) 独立式键盘的实现方法是利用单片机 I/O 口读取口的电平高低来判断是否有键按下例如, 我们将常开按键的一端接地, 另一端接一个 I/O 口, 程序开始时将此 I/O 口置于高电平, 平时无键按下时 I/O 口保护高电平当有键按下时, 此 I/O 口与地短路迫使 I/O 口为低电平按键释放后, 单片机内部的上拉电阻使 I/O 口仍然保持高电平我们所要做的就是在程序中查寻此 I/O 口的电平状态就可以了解我们是否有按键动作了值得注意的事, 我们在用单片机对键盘处理的时候涉及到了一个重要的过程, 那就是键盘的去抖动这里说的抖动是机械的抖动, 是当键盘在未按到按下的临界区产生的电平不稳定正常现象, 并不是我们在按键时通过注意可以避免的这种抖动一般在 10~200 毫秒之间, 这种不稳定电平的抖动时间对于人来说太快了, 而对于时钟是微秒级的单片机而言则是慢长的为了提高系统的稳定, 我们必须去除或避开它目前的技术有硬件去抖动和软件去抖动, 硬件去抖动就是用部分电路对抖动部分加之处理, 但是实现的难度较大又会提高了成本软件去抖动不是去掉抖动, 而是避开抖动部分的时间, 等键盘稳定了再对其处理这里我们只研究软件去抖动, 实现方法是先查寻按键当有低电平出现时立即延时 10~200 毫秒以避开抖动 ( 经典值为 20 毫秒 ), 延时结束后再读一次 I/O 口的值, 这一次的值如果为 1 表示低电平的时间不到 10~200 毫秒, 视为干 dydiy@126.com 主页 :dydiy.nease.net - 1 -

扰信号当读出的值是 0 时则表示有按键按下, 调用相应的处理程序图 1 4~16 按键的单片机键盘接口 : 当键盘数为 4~16 键时再用独立方法实现就得占用 4~16 的 I/O 口, 显然是一种浪费这时我们就用行列扫描式方案, 行数加上列数就等于我们的按键总数, 这样我们要 16 个按键时只要 8 个 I/O 口, 也就是占用了一个字节 I/O 口, 这种 16

2 扰信号当读出的值是 0 时则表示有按键按下, 调用相应的处理程序图 1 4~16 按键的单片机键盘接口 : 当键盘数为 4~16 键时再用独立方法实现就得占用 4~16 的 I/O 口, 显然是一种浪费这时我们就用行列扫描式方案, 行数加上列数就等于我们的按键总数, 这样我们要 16 个按键时只要 8 个 I/O 口, 也就是占用了一个字节 I/O 口, 这种 16 键行列扫描是最常用的一种了下面就 16 个按键的键盘为例, 说一下行列键盘的扫描方法逐点扫描法 : 设 P1 口的低 4 位置为 0, 高 4 位置为 1, 当无按键时 P1 口的数据始终保持 F0H 不变当有按键时, 高位中的高电平会和低位中的低电平短路此时高位中的高电平就会被拉低 ( 任何高电平遇到低电平都为低 ), 即高 4 位中有 0 出现当单片机读 P1 口的值不为 F0H 时则表示有键按下, 经过去抖处理后就开始扫描这一个键的位置了先把 P1 的高 4 位置 0, 低 4 位置 1, 下面置低第 1 列线并置高第 1 行, 之后再读第 1 行的电平, 为高说明不是第 1 行第 1 列的键被按下, 跳到下一个点的扫描 ( 第 1 列第 2 列 ) 当其为 0 时表示第 1 行第 1 列的键被按下, 调用相应处理程序逐点扫描的优点是它的编程简单, 易于理解, 可以作同时按多个键的识别缺点是它的速度慢, 处理程序代码较长逐行扫描法 : dydiy@126.com 主页 :dydiy.nease.net - 2 -

和逐点扫描的方法相似, 只是数据的处理是以一行的 4 位数据直接处理, 也就是先使能第 1 行 ( 置低电平 ), 然后看哪一列的数据变成低电平了, 如果高 4 位数据没有变为低电平则使能下一行找到了按键所在的行并测出列数据就可以调用相应处理程序逐行扫描的照逐点扫描要好的多, 程序相对简单, 速度快, 也支持同时多按键处理一般的扫描键盘多用此法全局扫描法 : 全局扫描是只先设 P1 的高

3 和逐点扫描的方法相似, 只是数据的处理是以一行的 4 位数据直接处理, 也就是先使能第 1 行 ( 置低电平 ), 然后看哪一列的数据变成低电平了, 如果高 4 位数据没有变为低电平则使能下一行找到了按键所在的行并测出列数据就可以调用相应处理程序逐行扫描的照逐点扫描要好的多, 程序相对简单, 速度快, 也支持同时多按键处理一般的扫描键盘多用此法全局扫描法 : 全局扫描是只先设 P1 的高 4 位为 1, 低 4 位为 0, 即 F0H, 然后读取 P1 口的数据如果不为 F0H 说明有键按下, 经过延时去抖处理后读出 P1 口的值, 因为低 4 位是 0 无论按键如果都不会影响它, 只有高 4 位被改变将数据寄存起来后再把 P1 的状态反过来, 将 P1 的高 4 位置 0, 低 4 位置 1, 即 0FH, 再读一次数据这时高 4 位的值是 0 依然不变这样两次读取我们就得到了 2 个字节的数据 (XXXX0000 和 0000XXXX,X 为读到的数据 ), 最后我们将这两个数相或 ( 将两个半字节数据溶合为一个字节 ), 就得到了一个新的字节, 用这个字节和我们的设定的数据比较来决定键值全局扫描只用两次扫描, 速度快, 易学易用, 程序简单, 可是它不支持同时多键处理, 最佳适用 4*4 扫描键盘, 可以用在一般的用途图 2 大于 16 按键的单片机键盘接口 : 当按键数目大于 16 时用行列扫描方式驱动是比较常用的, 增加 I/O 口来达到行列扫描的键盘数, 扫描方法多为逐行扫描, 这里不多介绍下面来了解一个用 8 个 I/O 口接 36 个按键的方法 ( 参考电子制作杂志 139 期的扩展单片机输入键的另一种方法 ) 它采用了独特的硬件接法和逐点扫描的方法完成对 36 个按键的扫描, 是一种很好的节省硬件资源的方法 8 个 I/O 口的任意两个都有一个按键的同时, 其各 I/O 口对地也都有一个按键, 可以说是一个非常有新意的方法 ( 详见原文 ) dydiy@126.com 主页 :dydiy.nease.net - 3 -

4 图 3 dydiy@126.com 主页 :dydiy.nease.net - 4 -

5 1-1 独立键盘接口程序 : ORG 0000H JMP MAIN 程序开始, 从 MAIN 执行 ORG 0030H MAIN: KEY1: KEY2: JNB P1.0, KEY1 查寻 P1.0 接的独立键盘是否有键接下, 为低电平按下 JNB P1.1, KEY2 同上 JNB P1.2, KEY3 同上 JMP MAIN 查寻键盘的循环体 CALL DL20MS 调用延时 20 毫秒, 去除机械抖动 JB P1.0, MAIN 重新查寻, 亦去抖 CALL PRO1 确认有键按下, 调用真正处理程序 JMP MAIN 执行结束, 返回查寻循环 CALL DL20MS JB CALL PRO2 JMP DL20MS: MOV DL20MS_1: MOV DJNZ DJNZ RET P1.1, MAIN MAIN R6,#100 R7,#100 R7,$ R6, DL20MS_1 同上 20 毫秒延时子程序, 去抖用 dydiy@126.com 主页 :dydiy.nease.net - 5 -

6 1-2 独立式键盘接口程序 : 键盘接在 P1 口,P2 口 LED 显示 ORG 0000H 真正的程序入口 ORG 030H MAIN:MOV P2,#0FFH 显示初始化 MOV A,#0FFH 设定累加器值 MOV P1,A P1 口全置 1 MOV A,P1 将 P1 口键盘值送入 A CJNE A,#0FFH,GO1 查键值查看 A 中是否有键按下, 有键则跳到 GO1 P1 口全为 1 表示无键, 返回循环查寻程序 GO1: 延时去抖动 P1 口中有 0 出现, 则延时去抖动 CJNE A,#0FFH,GO2 再次查寻为干扰则返回循环程序 GO2:MOV DPTR,#TAB DPTR 装入散转表的首址 MOV R0,#00H 键值查寻 R0 初始化, 以备累加 L1: RRC A 累加器带 C 右移 JNC N1 查每一个位, 如果为 0 则跳出 INC R0 键值寄存器 SJMP L1 此位不为 0 继续查下一位 N1:MOV A,R0 取得键值 RLC A 乘 3 处理, 用于散转散转 TAB:AJMP PR0 散转表 AJMP PR1 AJMP PR2 AJMP PR3 AJMP PR4 AJMP PR5 AJMP PR6 AJMP PR7 PR0:MOV P2,#0FEH 真正处理程序 PR1:MOV P2,#0FCH PR2:MOV P2,#0F8H PR3:MOV P2,#0F0H dydiy@126.com 主页 :dydiy.nease.net - 6 -

7 PR4:MOV P2,#0E0H PR5:MOV P2,#0C0H PR6:MOV P2,#80H PR7:MOVP2,#00H DEL:MOV R7,#0FFH DEL1:MOV R6,#0FFH DEL2:DJNZ R6,DEL2 DJNZ R7,DEL1 RET 延时程序主页 :dydiy.nease.net - 7 -

8 逐行扫描程序 : ;===============;4*4 行列键盘程序 ;=================; ; ; 键盘接 P3 口, 高 4 位接 5.1K 上拉电阻 ; 用 2 号实验板完成, 在按各键时, 从 LED 屏上显示 0~F. ; dy pm ;=================================================; ORG 0000H JMP MAIN ORG 30H MAIN:; 初始化定义 MOV P2,#0H MOV P0,#00H MOV R0,#00H MOV R1,#00H START:; 扫描程序开始 MOV P3,#0FH MOV A,P3 CJNE A,#0FH,GO1 JMP START ; 是否有键接下 ; 无键时返回 GO1: CALL DL20MS ; 延时去抖 CJNE A,#0FH,GO2 ; 再次查寻 JMP START ; 为干扰则返回 GO2: MOV R2,#0EFH MOV R0,#00H ; 行列扫描初始化 ST: MOV P3,R2 MOV A,P3 JB ACC.0,ONE MOV A,#01H JMP LKP ; 送入首列使能信号 ; 得到数据送入 A ; 行读键值, 为 0 表示有键 dydiy@126.com 主页 :dydiy.nease.net - 8 -

9 ONE: JB ACC.1,TWO MOV A,#05H JMP LKP ; 同上 TWO: JB ACC.2,THR MOV A,#09H JMP LKP THR: JB ACC.3,NEXT MOV A,#0DH ; 如行无键时, 则使能下一列 LKP: ADD A,R0 CJNE A,#0FH,LKP1 MOV A,#00H ; 得到键值处理 LKP1: MOV R1,A JMP START ; 将键值送入 R1 并退出 NEXT: INC R0 CJNE R0,#04H,L1 MOV R0,#00H JMP ST ; 列使能控制 L1: ; 列初值键码 CJNE R2,#0EFH,L2 MOV R2,#0DFH JMP ST L2: CJNE R2,#0DFH,L3 MOV R2,#0BFH JMP ST L3: CJNE R2,#0BFH,L4 MOV R2,#7FH JMP ST dydiy@126.com 主页 :dydiy.nease.net - 9 -

10 L4: CJNE R2,#7FH,RE MOV R2,#0EFH RE: JMP START ; 未扫描到键值则返回 TAB_TT:; 散转表处理 JMP PPY9 JMP PPY00 JMP PPY15 JMP PPY14 JMP PPY13 JMP PPY1 JMP PPY4 JMP PPY7 JMP PPY10 JMP PPY2 JMP PPY5 JMP PPY8 JMP PPY0 JMP PPY3 JMP PPY6 JMP PPY9 JMP PPY11 RET PPY: PPY0:MOV P0,#0C0H ; 真正处理程序 PPY1:MOV P0,#0F9H PPY2:MOV P0,#0A4H PPY3:MOV P0,#0B0H PPY15:MOV P0,#8EH dydiy@126.com 主页 :dydiy.nease.net

11 PPY00:MOV P0,#0FFH DL20MS: MOV R6,#100; 延时子程序 DL1: MOV R7,#100 DL2: DJNZ R7,DL2 DJNZ R6,DL1 RET END ==END== 主页 :dydiy.nease.net

CA24064B LED LED LED EL EL CCFL EL CCF /

CA24064B LED LED LED EL EL CCFL EL CCF / CA24064B 0 50-20 +70-30 +85 LED LED LED EL EL CCFL EL CCF 39 2 6 0755-81995643/27890716 0 13713911853 0755-27890716 1 : VDD-VSS 0 6 V LCD VDD-V0 Ta=25 0 28.0 V VI 0 VDD V : VDD-VSS --- 4.75 5.0 5.25 V