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(huì)結(jié)合數(shù)碼連接電路及按鍵完成按鍵及顯）會(huì)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 是一組按鈕式開(kāi)關(guān)的集是一組按鈕式開(kāi)關(guān)的集合，常采用軟件來(lái)識(shí)別合，常采用軟件來(lái)識(shí)別鍵

2、盤的操作步驟：鍵盤的操作步驟：識(shí)鍵。識(shí)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(shí)別出是在有鍵入的情況下，進(jìn)一步識(shí)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(shí)別的結(jié)果，明確相應(yīng)的鍵根據(jù)識(shí)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(dòng)和同時(shí)按鍵處理一、鍵抖動(dòng)和同時(shí)按鍵處理1 1、去抖動(dòng)、去抖動(dòng) 抖動(dòng)時(shí)間為幾毫秒抖動(dòng)時(shí)間為幾毫秒

3、處理方法：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(cè)出，檢測(cè)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(chǎng)合；第二種方法是用譯碼的場(chǎng)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

4、也不能一個(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(hào)。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(hào)。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(jiǎn)單，也最常用，缺點(diǎn)是工作速這種方法最簡(jiǎn)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P2.0A1B2Q

6、03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9U1774LS164G10F9A7B6DP5C4D2E1GND3GND8LED1LN5101BSRXDTXDR15330VCCRXDTXD8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(lái)接口充當(dāng)輸入接口，用來(lái)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(guò)串口移位寄存器及串并轉(zhuǎn)換芯片顯示電路通過(guò)串口移位寄存器及串并轉(zhuǎn)換芯片74LS164完成驅(qū)動(dòng)顯示工作；完成驅(qū)動(dòng)顯示工作； 請(qǐng)編寫程序請(qǐng)編寫程序2 2、獨(dú)立聯(lián)接式編碼

7、鍵盤、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(hào)與端口碼鍵盤號(hào)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(hào)鍵號(hào)A3A2A1A000000100012001030011401005010160110701118100091001101010111011121100131101141110151111表表7-1 編碼鍵盤真值表編碼鍵盤真值

8、表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(hào)鍵已按相交處的某號(hào)鍵已按下下。假如在掃描時(shí)沒(méi)。假如在掃描時(shí)沒(méi)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(shuō)明此行中無(wú)位，則說(shuō)明此行中無(wú)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

9、之后究竟執(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

10、82558255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(hào)。狀態(tài)控制信號(hào)。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(hào)，低電

11、平有效片選信號(hào)，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(hào)，復(fù)位時(shí)復(fù)位信號(hào)，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端口介紹端口介紹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、端口地址受、端口地址受A1A1、A

12、0A0控制控制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口低四位口低四位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)

13、狀態(tài)看圖、表。入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

14、 PC8255 XBYTE0X0002 P1_0=0; P1_1=1; P1_2=0; COM8255=0 x828255按鍵分析：按鍵分析：當(dāng)沒(méi)鍵按下時(shí)，讀當(dāng)沒(méi)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(kāi)，當(dāng)某鍵按下時(shí)，行、列短此時(shí)鍵是斷開(kāi)，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。口的狀態(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(kāi)機(jī)后，按下、開(kāi)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(kāi)始計(jì)數(shù)鍵后，后兩位開(kāi)始計(jì)數(shù)00009999，前四位，前四位開(kāi)始計(jì)時(shí)。開(kāi)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