键盘接口实验

① CPU判断是否有键按下； CPU判断是否有键按下 判断是否有键按下； ② 确定按下的是哪一个键； 确定按下的是哪一个键； ③ 将信息转换为计算机能识别的代码
一般单片机系统中采用非编码键盘， 一般单片机系统中采用非编码键盘，非编码键盘是由软件 来识别键盘上的闭合键（包括键代码的产生、去抖等） 来识别键盘上的闭合键（包括键代码的产生、去抖等）， 它具有结构简单，使用灵活等特点， 它具有结构简单，使用灵活等特点，因此被广泛应用于单 片机系统。 片机系统。
二、键盘工作原理 概念
键盘是由若干按键组成的开关矩阵， 键盘是由若干按键组成的开关矩阵，它是微型计算机最常用的输 入设备，用户可以通过键盘向计算机输入指令、地址和数据。 入设备，用户可以通过键盘向计算机输入指令、地址和数据。
按键的分类
编码键盘 非编码键盘
键盘输入信息的主要过程： 键盘输入信息的主要过程：
有按键信号？ 有按键信号？ Y 延时等待10ms 延时等待
N
仍有按键信号？ N 仍有按键信号？ Y 键盘处理 按键释放？ 按键释放？ Y N
消除抖动的程序设计流程图
三、矩阵式键盘的结构及原理 1、矩阵式键盘的结构
矩阵式键盘由行线和列线组成，按键位于行、 矩阵式键盘由行线和列线组成，按键位于行、列线的交 叉点上， DP-51S 叉点上 ， 在 DP-51S 中 ， 是由 8 列一行组成的 8×1 的 8 是由8 列一行组成的8 个键的行列式键盘， 个键的行列式键盘 ， 即 1 根行线 KEY_REC 和 8 根列线 根行线KEY_REC KEY_REC和 KD_Q0~KD_Q7组成的8键键盘。 KD_Q0~KD_Q7组成的8键键盘。
键盘接口功能 判断有无键按下; 判断有无键按下; 消除键的抖动; 消除键的抖动; 求按下键的键号。 求按下键的键号。 非编码键盘
消除键的抖动 软件上采取的措施是：在检测到有按键按下时，执行 软件上采取的措施是：在检测到有按键按下时， 一个10 ms左右的延时程序后 左右的延时程序后， 一个10 ms左右的延时程序后，再确认该键电平是否 仍保持闭合状态电平，若仍保持闭合状态电平， 仍保持闭合状态电平，若仍保持闭合状态电平，则确 认该键处于闭合状态。同理，在检测到该键释放后， 认该键处于闭合状态。同理，在检测到该键释放后， 也应采用相同的步骤进行确认， 也应采用相同的步骤进行确认，从而可消除抖动的影 响。
键盘扫描子程序完成的功能
1）判断有无键按下。其方法为：行输出为0，读列的 判断有无键按下。其方法为：行输出为0 状态， 若全为1 则说明无键按下； 若不全为1 状态 ， 若全为 1 ， 则说明无键按下 ； 若不全为 1 ， 则说明有键按下。 则说明有键按下。 2) 消除按键抖动的影响。其方法为：在判断有键按下 消除按键抖动的影响。其方法为： 后，用软件延时的方法延时10 ms后，再判断键盘 用软件延时的方法延时10 ms后 状态，如果仍为有键按下状态， 状态，如果仍为有键按下状态，则认为有一个按键 按下，否则当作按键抖动来处理。 按下，否则当作按键抖动来处理。 3）求按键位置。 求按键位置。 4）判别闭合的键是否释放。键闭合一次仅进行一次键 判别闭合的键是否释放。 功能操作。 功能操作。
下次中断时，因标志1 下次中断时 ， 因标志 1 为 1 ， CPU 再检查标志 2 ， 如标 CPU再检查标志 再检查标志2 志2为0说明还未进行按键的识别处理，这时，CPU先 说明还未进行按键的识别处理，这时，CPU先 置位标志2 然后进行按键识别处理， 置位标志2，然后进行按键识别处理，再执行相应的按 键功能子程序，最后，中断返回。如标志2已经为1 键功能子程序，最后，中断返回。如标志2已经为1， 则说明此次按键已做过识别处理，只是还未释放按键。 则说明此次按键已做过识别处理， 只是还未释放按键 。 当按键释放后，在下一次中断服务程序中，标志1 当按键释放后，在下一次中断服务程序中，标志1和标 志2又重新置0，等待下一次按键。 又重新置0 等待下一次按键。
00.00 **.** **.** 23.45
5、键盘的工作方式
对键盘的响应取决于键盘的工作方式， 对键盘的响应取决于键盘的工作方式，键盘的工作方 式应根据实际应用系统中CPU的工作状况而定， 式应根据实际应用系统中CPU的工作状况而定，选取 CPU的工作状况而定 的原则是既要保证CPU能及时响应按键操作， 的原则是既要保证CPU能及时响应按键操作，又不要 CPU能及时响应按键操作 过多占用CPU的工作时间。通常， 过多占用CPU的工作时间。通常，键盘的工作方式有 CPU的工作时间 编程扫描、定时扫描和中断扫描。 编程扫描、定时扫描和中断扫描。
2、矩阵式键盘按键的识别
判断是否有键按下的方法是： 判断是否有键按下的方法是： 检测列线KD_Q ~KD_Q7 逐列送低电平， 检测列线 KD_Q0~KD_Q7 ， 逐列送低电平 ， 读行 KD_Q0 线 KEY_REC ， 若 KEY_REC 为低电平 ， 有键按下 ， KEY_REC， KEY_REC为低电平 有键按下， 为低电平， 若KEY_REC为高电平，无键按下。 KEY_REC为高电平 无键按下。 为高电平，
3、 判断某位键按下
KD_Q0~KD_Q7逐列送低电平，检查KEY_REC的输 KD_Q0~KD_Q7逐列送低电平，检查KEY_REC的输 逐列送低电平 KEY_REC 入状态， KEY_REC为 入状态，若KEY_REC为“1”，所按键不在此列中， ，所按键不在此列中， 若KEY_REC为“0”，所按键在此列中。 KEY_REC为 ，所按键在此列中。
设置两个标志位：标志1为去抖动标志位，标志2为识别完按键的标志位。 设置两个标志位：标志1为去抖动标志位，标志2为识别完按键的标志位。 初始化：将这两个标志位设置为0。 初始化：将这两个标志位设置为0 执行中断服务程序时，首先判别有无键闭合，若无键闭合，将标志1 执行中断服务程序时，首先判别有无键闭合，若无键闭合，将标志1和标 志2 置0后返回；若有键闭合，先检查标志1 ，当标志1为0 时，说明还未 后返回；若有键闭合，先检查标志1 当标志1 进行去抖动处理，此时置位标志1 并中断返回。 进行去抖动处理，此时置位标志1，并中断返回。由于中断返回后要经过 10 ms后才会再次中断，相当于延时了10 ms，因此，程序无须再延时。 ms后才会再次中断 相当于延时了10 ms，因此，程序无须再延时。 后才会再次中断，
按键输入原理
对于一组键或一个键盘，总有一个接口电路与CPU连接。CPU通过 对于一组键或一个键盘，总有一个接口电路与CPU连接。CPU通过 CPU连接 查询或中断方式了解有无键盘输入，并检查是哪一个键按下， 查询或中断方式了解有无键盘输入，并检查是哪一个键按下，将该 键号送入累加器ACC 然后通过跳转指令转入执行该键的功能程序， ACC， 键号送入累加器ACC，然后通过跳转指令转入执行该键的功能程序， 执行完后再返回主程序。 执行完后再返回主程序。
附录程序 （P43 程序3） 程序3 程序运行结果： 程序运行结果： LED显示 DP-51S； LED显示 DP-51S； 按KL1～KL8，LED依次显示数字0～7。 KL1～KL8，LED依次显示数字 依次显示数字0
程序3 程序3 键输入子程序的流程图
程序3 程序3 键扫描查键号子程序流程图
中断扫描方式概念
采用上述两种键盘扫描方式时， 无论是否按键， 采用上述两种键盘扫描方式时 ， 无论是否按键 ， CPU都要定时扫描键盘 而单片机应用系统工作时， CPU都要定时扫描键盘，而单片机应用系统工作时， 都要定时扫描键盘， 并非经常需要键盘输入，因此，CPU经常处于空扫 并非经常需要键盘输入，因此，CPU经常处于空扫 描状态。因此为了提高CPU的工作效率， 描状态。因此为了提高CPU的工作效率，引入中断 CPU的工作效率 扫描，当无键按下时，CPU处理自己的工作 扫描，当无键按下时，CPU处理自己的工作，每当 处理自己的工作， 有键按下，才向CPU请求中断，CPU响应中断 有键按下，才向CPU请求中断，CPU响应中断，对 CPU请求中断 响应中断， 键盘进行扫描，识别闭合键，并对该键进行处理。 键盘进行扫描，识别闭合键，并对该键进行处理。
程序3 程序3 定时扫描键输入程序结果 LED显示： STOP LED显示 显示： KL1键 号键），秒表清0, LED显示 ），秒表清 显示： 按KL1键（0号键），秒表清0, LED显示：0 KL2键 号键），秒表计时,LED显示： ），秒表计时,LED显示 按KL2键（1号键），秒表计时,LED显示：* KL3键 号键），秒表停, LED显示 ），秒表停 显示： 按KL3键（2号键），秒表停, LED显示：1 KL4键 号键），LED显示 ），LED显示： 按KL4键（3号键），LED显示： STOP
定时扫描方式概念
每隔一段时间对键盘扫描一次， 每隔一段时间对键盘扫描一次，它利用单片机内部的定时器 产生一定时间（例如10ms）的定时。 10ms 产生一定时间 （ 例如 10ms ） 的定时 。 当定时时间到就产生 定时器溢出中断。CPU响应中断后对键盘进行扫描 响应中断后对键盘进行扫描， 定时器溢出中断。CPU响应中断后对键盘进行扫描，并在有 键按下时识别出该键，再执行该键的功能程序。 键按下时识别出该键，再执行该键的功能程序。 过程： 过程：
KDKD-Q0 ~ KD-Q7 全输出低电平0， 检查 KEY-REC 的输入状态 KD全输出低电平0 KEY0 有键压下 （→求键号） 求键号） 1 无键压下
KEYKEY-REC
4、 求闭合键的键值
DP-51S实验板键分布图 DP-51S实验板键分布图 键名：自取名； 键名：自取名； 键号：按键盘排列顺序的编号； 键号：按键盘排列顺序的编号； 键值：某键压下后的数据排列，压下的键为0 键值：某键压下后的数据排列，压下的键为0，未压下的 键为1 键为1。 例：求1号键的键值 KL2： KL2：11111101 FDH
实验四 键盘接口实验