单片机键盘接口技术----独立按键-
MSP430单片机应用中键盘的软件设计
按键设计在行、 列线交叉上， 行列线分别连接到按键开关 的两端。当行线通过上拉电阻接 +5V 时， 被钳位在高电平状 态。 键盘中有无按键按下是由列线送人全扫描字， 行线读人行 线状态来判断的。 其方法是:先给列线的所有 珊 线均置成低 电平， 然后将行线电平状态读人累加器 A 中。如果有键按下， 总会有一根行线电平被拉至电平， 从而使行输人不全为 1。 键 盘中哪一个键按下是由列线逐列置低电平， 检查输人状态。 其 方法是:依次给列线送低电平， 然后检查所有行线状态， 如果 全为 1， 则所按下之键不在此列。而且是在与 0 电平行线相交 点上的那个键。 (2)键盘工作方式的选择 一般在实践应用中，由于应用系统在工作时并不经常需 要按键输人 ， 所以为了提高 CPU 的工作效率， 可采用中断扫 描工作方式，即只有在键盘有按键按下时，才发中断请求， CPU 响应中断请求后， 转到中断服务程序， 进行键盘扫描， 识 别键码。 具体应用程序举例:(下面程序经过调试验证正确)下 面介绍通过 MSP430 的 P1 口接的 4*4=16 个按键 ( 编号为
l
P10UTI=BIT7;
if(PI IN&BITI)
e lse
if(Pl IN&B1 T4)
x=7;
void Comm- Sent(unsigned char Byte) { unsigned char i, a[3]二 ， '430";
{
for(i=O ;i<3;i++)
{ TXBUFO =aa[i]; while((UTCTLO &0x01)二 =0);
x=2;
e lse
{
int i;
BCSCTLI &=- X'IS ;
3.2.2独立按键检测(消抖原理)(精)
按键的去抖
机械式按键在按下或释放时，由于机械弹性作用的影响，通常伴随 有一定时间的触点机械抖动，然后其触点才稳定下来，抖动时间一 般为510ms，在触点抖动期间检测按键的通与断状态，可能导致 判断出错。
键按下
前沿抖动
）检测按键
（b）释放按键
按键去抖流程图
独立式按键
实际应用中，一般希望按键一次按下单片机只处理 一次，但由于单片机执行程序的速度很快，按键一次 按下可能被单片机多次处理。为避免此问题，可在按 键第一次按下时延时10ms之后再次检测按键是否按下， 如果此时按键仍然按下，则确定有按键输入。这样便 可以避免按键的重复处理。
计数器
按键按照结构原理可分为两类，一类是触点式开关按键， 如机械式开关、导电橡胶式开关等；另一类是无触点开关 按键，如电气式按键，磁感应按键等。前者造价低，后者 寿命长。按键按照接口原理可分为编码键盘与非编码键盘 两类。 这两类键盘的主要区别是识别键符及给出相应键码的方 法。编码键盘主要是用硬件来实现对按键的识别，硬件结 构复杂；非编码键盘主要是由软件来实现按键的定义与识 别，硬件结构简单，软件编程量大。这里将要介绍的独立 式按键和矩阵式键盘都是非编码键盘。
2．任务分析
（2）独立式按键的软件设计
在单片机应用系统中 主程序一般是循环结构，键盘程 序作为子程序供主程序调用。单片机按键控制系统的主程 序结构图所示。
物理按键抖动波形图
按键消抖一般有两种方法，即硬件消抖和软件消抖。
硬件消抖方法
在软件设计中，当单片机检测到有键按下时，可以 先延时一段时间越过抖动过程再对按键识别。
独立式按键电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用 一根I/O口线，因此，在按键较多时，I/O口线浪费较大，不宜采用。
智能仪器课件5.1 键盘处理技术
前沿抖动
闭合稳定
后沿抖动 释放稳定
16
软件抗抖动的方法
软件方法是指编制一段时间大于100ms的延时程
序，在第一次检测到有键按下时，执行这段延时
子程序使键的前沿抖动消失后再检测该键状态，
如果该键仍保持闭合状态电平，则确认为该键已 稳定按下，否则无键按下，从而消除了抖动的影 响。同理，在检测到按键释放后，也同样要延迟 一段时间，以消除后沿抖动，然后转入对该按键
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按键的抖动干扰
由于机械触点的弹性振动，按键在按下时不会马上稳定地 接通而在弹起时也不能一下子完全地断开，因而在按键闭 合和断开的瞬间均会出现一连串的抖动，这称为按键的抖 动干扰，波形如下图所示。 当按键按下时会产生前沿抖动，当按键弹起时会产生后沿 抖动。这是所有机械触点式按键的共性问题。 抖动的时间长短取决于按键的机械特性与操作状态，一般 为10~100ms，此为键处理设计时要考虑的一个重要参数。
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R1
(Di) Vo
Vi R2
S
V1
(Di) V2
由基本R-S触发器构成的反弹跳电路
4 .7 k a
4 .7 k &
1
b
&
2
按键未按下时，a=0，b=1，输出Q=1。按 键按下时，因按键的机械弹性作用的影响， 使按键产生抖动。当开关没有稳定到达b 端时，因与非门2输出为0反馈到与非门1 的输入端，封锁了与非门1，双稳态电路 VCC 的状态不会改变，输出保持为1，输出Q (＋5 V) 不会产生抖动的波形。当开关稳定到达b Q 端时，因a=1，b=0，使Q=0，双稳态电路 状态发生翻转。当释放按键时，在开关未 稳定到达a端时，因Q=0，封锁了与非门2， 双稳态电路的状态不变，输出Q保持不变， 消除了后沿的抖动波形。当开关稳定到达 a端时，因a=0，b=1，使Q=1，双稳ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电 路状态发生翻转，输出Q重新返回原状态。 由此可见，键盘输出经双稳态电路之后， 输出已变为规范的矩形方波。
单片机的外围电路
键盘电路设计要点
1 2
去抖处理
消除按键按下时的抖动，确保一次只识别一个按 键。
独立按键与矩阵按键的选择
根据按键数量和单片机I/O口资源选择合适的键 盘形式。
3
接口类型
根据单片机和键盘的接口类型选择合适的连接方 式，如直接连接或通过I2C、SPI等通信协议连接。
05
通信接口电路
通信接口电路的作用与类型
寻址方式
每个设备具有唯一的地址，通过地址码进行访问。
数据传输速率
最高可达400kHz。
06
外围电路的干扰与防护
外围电路的干扰来源与影响
01
02
03
04
电源噪声
由于电源线路上的电压波动和 电流脉冲，可能导致单片机工
作异常。
信号线耦合
信号线之间的电磁场相互作用 ，可能导致信号的畸变或噪声
。
接地回路
不同电路之间的地线连接可能 形成地线回路，导致噪声和干
扰。
空间辐射
来自其他电子设备或自然界的 电磁波可能对单片机产生干扰
。
干扰的防护措施
电源滤波
在电源入口处加入滤波 器，减少电源噪声的干
扰。
隔离与屏蔽
对容易受到干扰的信号 线进行隔离或屏蔽，降 低信号线耦合的影响。
合理的接地
采用单点接地、多点接 地或混合接地方式，减
少地线回路的干扰。
空间滤波
在单片机周围加装电磁 屏蔽材料，减少空间辐
单片机外围电路
• 单片机外围电路概述 • 电源电路 • 输入输出接口电路 • 显示与键盘电路 • 通信接口电路 • 外围电路的干扰与防护
01
单片机外围电路概述
定义与作用
定义
(完整版)单片机原理及接口技术(C51编程)(第2版)-习题答案汇总
单片机答案第1章思考题及习题1参考答案一、填空1. 除了单片机这一名称之外，单片机还可称为或。
答：微控制器，嵌入式控制器.2.单片机与普通微型计算机的不同之处在于其将、、和三部分，通过内部连接在一起，集成于一块芯片上。
答：CPU、存储器、I/O口、总线3. AT89S51单片机工作频率上限为 MHz。
答：24MHz。
4. 专用单片机已使系统结构最简化、软硬件资源利用最优化，从而大大降低和提高。
答：成本，可靠性。
二、单选1. 单片机内部数据之所以用二进制形式表示，主要是A．为了编程方便B．受器件的物理性能限制C．为了通用性D．为了提高运算速度答：B2. 在家用电器中使用单片机应属于微计算机的。
A．辅助设计应用B．测量、控制应用C．数值计算应用D．数据处理应用答： B3. 下面的哪一项应用，不属于单片机的应用范围。
A．工业控制 B．家用电器的控制 C．数据库管理 D．汽车电子设备答：C三、判断对错1. STC系列单片机是8051内核的单片机。
对2. AT89S52与AT89S51相比，片内多出了4KB的Flash程序存储器、128B的RAM、11个中断源、1个定时器（且具有捕捉功能）。
对3. 单片机是一种CPU。
错4. AT89S52单片机是微处理器。
错5. AT89S51片内的Flash程序存储器可在线写入（ISP），而AT89C52则不能。
对6. 为AT89C51单片机设计的应用系统板，可将芯片AT89C51直接用芯片AT89S51替换。
对7. 为AT89S51单片机设计的应用系统板，可将芯片AT89S51直接用芯片AT89S52替换。
对8. 单片机的功能侧重于测量和控制，而复杂的数字信号处理运算及高速的测控功能则是DSP的长处。
对第2章思考题及习题2参考答案一、填空1. 在AT89S51单片机中，如果采用6MHz晶振，一个机器周期为。
答：2µs2. AT89S51单片机的机器周期等于个时钟振荡周期。
单片机实验指导书
单片机原理与应用实验指导书九江学院电子工程学院2007年9月第一章单片机实验的基本要求与方法一、实验目的学习并掌握单片机的基本结构及接口设计方法，学习汇编语言程序设计的基本方法和技能。
二、实验要求1、上机前要做好充分准备，明确实验目的、熟悉实验内容、掌握实验步骤、了解所用单片机实验开发系统及仪器设备的性能。
做好实验前预习和必要的准备，如画好程序流程图，编好程序，做到准备充分。
2. 进入实验室后，熟悉所用的单片机实验开发系统及仪器设备，了解其外观、性能。
接线要正确、简单明了，接线完成后检查一遍，经老师复查允许后才可通电。
通电瞬间，应注意仪器和实验装置是否正常工作，如有不正常现象，应立即断电查找原因，直至故障排除后，实验方可继续进行。
3. 实验进行时，按规定步骤进行，经过反复修改调试，达到设计功能后，读取数据，并及时纪录。
4. 实验完成后，经老师验收合格，并把仪器、导线、工具整理完毕后，学生方可离开实验室。
三、实验方法本课程所用的实验板采用在系统可编程方式下载程序，具体操作过程参考第三章。
四、实验报告内容和要求1. 实验报告要用学校统一印发的实验报告纸。
2. 实验报告内容应包括：实验名称、器材、目的、原理、步骤、结果及分析、流程图、程序清单。
3. 实验报告中实验原理图（含电路图和时序图）要准确无误。
4. 实验报告中程序清单要求调试并运行正确无误，要有中文注释。
5．每个实验后的实验结果分析和心得体会必须独立完成，对实验中发现的问题应加以讨论，并提出自己的改进意见和要求。
6．实验报告写完后统一交到学习委员处，按学号排列装订成册，然后交到老师处。
第二章 V6实验板简介本课程所用单片机实验板，可用于MCS-51系列单片机的仿真开发和《单片机原理与应用》课程的教学实验，具有电路简单，小巧便携，支持在系统可编程技术，简便易用等特点。
适合单片机初学者使用。
图2-1一、可开设实验1、wave仿真软件的应用2、用isplay实现在系统可编程3、流水灯4、动态显示程序5、中断响应程序设计6、定时/计数器的应用：测量脉冲宽度、倒计时器、带闪动的动态显示7、键盘接口程序设计：计时系统、抢答器设计、模拟汽车转向灯设计*8、红外按键识别程序设计*9、基于红外按键输入的四则混合运算计算器设计10、电子音乐盒设计*11、基于红外按键输入的电子琴设计12、基于DS1302的精密时钟设计13、基于DS18B20的数字温度计设计14、串行程序存储器扩展*15、数据采集电路设计：单片机与A/D 转换器接口 *16、信号发生器设计：单片机与D/A 转换器接口 *17、直流电机调速 *18、步进电机控制*19、基于MAX7219的数码管静态显示程序设计 *20、字符型液晶显示程序设计 *21、点阵型液晶显示程序设计注：带“*”实验项目需外接扩展电路二、V6实验板的原理和组成1、总体电路图上电复位....图2-22、微处理器V6实验板采用DIP 封装的AT89s52单片机作为微处理器，引脚配置如图2-3所示，为实现在系统可编程功能，选用11.0592MHz的晶振。
键盘显示器及功率接口
6.1.4 BCD码拨盘接口
BCD码十进制拨盘是向单片机应用系统输入数据的设 备，是一种硬件设置数据的设备。使用拨盘输入的数据具 有不可变性，却又易于修改。十进制输入，BCD输出的拨 盘是最常使用的一种。图6-7所示是一个4位BCD码拨盘组 结构和连接示意图。每位拨盘有0～9十个拨动位置，每个 位置有相应的数字表示，分别代表拨盘输入的十进制数。 所以，一位拨盘可以代表一位十进制数，可以根据设计的 需要，用多位BCD码拨盘组成多位十进制数。
判断是否有键下的方法是，查询哪一根接按键的I/O线为 低电平时，便知此键按下。独立式非编码键盘的优点是电路结 构简单。缺点是当键数较多时，占用的I/O口线多。例如编写 图6-4所示的键处理程序如下：
图 6-4 独立式非编码键盘
程序清单 START：MOV A，#0FFH ； 输入时先置P1口为全1 MOV P1，A MOV A，P1 ；键状态输入 JNB ACC.0，P0F ；0号键按下转POF标号地址 JNB ACC.1，P1F ；1号键按下转P1F标号地址 JNB ACC.2，P2F ；2号键按下转P2F标号地址 JNB ACC.3，P3F ；3号键按下转P3F标号地址 JNB ACC.4，P4F ；4号键按下转P4F标号地址 JNB ACC.5，P5F ；5号键按下转P5F标号地址 JNB ACC.6，P6F ；6号键按下转P6F标号地址 JNB ACC.7，P7F ；7号键按下转P7F标号地址 SJMP START ；无键按下返回
图 6-7 4位BCD码拨盘结构和连接
BCD码盘有一个输入控制线A，4个BCD码输出信号线。拨盘的各个 不同的位置，使输入控制线A分别与4根BCD码输出线中的某几根接通， 使BCD码输出线的状态与拨盘所显示的值一致，并使该编码信号输入单 片机的CPU。BCD码拨盘的输入输出状态如表6-2所示。
单片机应用技术(C语言版)第2版课后习题答案-王静霞
3
LED数码若采用动态显示方式，下列说法错误的是__________。
A．将各位数码管的段选线并联
B．将段选线用一个8位I/O端口控制
C．将各位数码管的公共端直接连接在+5V或者GND上
D．将各位数码管的位选线用各自独立的I/O端口控制
C
4
共阳极LED数码管加反相器驱动时显示字符“6”的段码是_________。
规定一个机器周期的宽度为12个振荡脉冲周期，因此机器周期就是振荡脉冲的十二分频。
当振荡脉冲频率为12MHz时,一个机器周期为1µs；当振荡脉冲频率为6MHz时，一个机器周期为2µs。
序号
知识点
题型
内容
答案
1
项目三单片机并行I/O端口的应用
3.1单项选择题
下面叙述不正确的是（）
A．一个C源程序可以由一个或多个函数组成
P3口各引脚与第二功能表
引脚
第二功能
信号名称
P3.0
RXD
串行数据接收
P3.1
TXD
串行数据发送
P3.2
外部中断0申请
P3.3
外部中断1申请
P3.4
T0
定时/计数器0的外部输入
P3.5
T1
定时/计数器1的外部输入
P3.6
外部RAM写选通
P3.7
外部RAM读选通
3
什么是机器周期？机器周期和晶振频率有何关系？当晶振频率为6MHz时，机器周期是多少？
voiddelay(void)
{inti;
for(i=0; i<10000; i++);
}
10000
12
在单片机的C语言程序设计中，______________类型数据经常用于处理ASCII字符或用于处理小于等于255的整型数。