22 键盘接口技术
键盘接口技术
（2）训练任务
本项目要完成的任务是设计一个简易数字调节器。 用两位数码管显示数值，变化范围 00—59。开始时 显示 00，每按下 key1 键一次，数值加 1；每按下 key2 键一次，数值减 1；每按下 key3 键一次，数值 归零；按下 key4 键一次，利用定时器功能使数值开 始自动每秒加 1，再次按下 key4 键，数值停止自动 加 1，保持原来的数。Key1—key4 键均采用独立式 按键。 （3）任务引导
TR0=~TR0;
//启动或停止定时器T0
}
}
}
void main()
{
T0_init();
while(1)
{
keyscan();
display(num);
}
}
void T0_time() interrupt 1 //T0中断服务函数
{
TH0=(65536-50000)/256;
//重装初值
TL0=(65536-50000)%256;
1、矩阵式键盘结构
VCC 10k 10k 10k 10k
P1.0 P1.1 8051 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
2、键盘扫描方式
（逐行）
置低电平，同时读入行（或列）的状态，如果行（
或列）的状态出现非全1状态，这时0状态的行、列
GND
2、独立式键盘接口
结构简单，每个按键接单片机的一条I/O线，通 过对输入线的查询，可以识别每个按键的状态。
I/O
I/O
8051
INT0 INT1
键盘接口原理与设计
矩阵键盘的接口实例
8051单片机的P1口作为键盘I/O
口，键盘的列线接到P1口的低4位，
键盘的行线接到P1口的高4位。列线 P1.0～P1.3分别接有4个上拉电阻到 正电源+5V，并把列线P1.0～P1.3设 置为输入线，行线P1.4～P.17设置为
输出线。4根行线和4根列线形成16
个相交点。
矩阵键盘的接口实例
总结：
无论以何种方式编码，均应以处理问题方便为原则， 而最基本的就是键所处的物理位置即行号和列号，它是各 种编码之间相互转换的基础，编码相互转换可通过计算或 查表的方法实现。
键盘扫描方式
编程扫描方式
定时扫描方式
中断扫描方式
编程扫描方式
编程扫描方式是利用CPU完成其他工作的空余调用键 盘扫描子程序来响应键盘输入的要求。在执行键功能程 序时，CPU不再响应键输入要求，直到CPU重新扫描键 盘为止。
（6）显示RAM和显示寄存器。
I/O控制及数据缓冲器
数据缓冲器是双向缓冲器，连接内外 总线，用于传送CPU和8279之间的命令或 数据，对应的引脚为数据总线D0～D7。 I/O控制线是CPU对8279进行控制的引
线，对应的引脚为数据选择线A0；片选线；
读、写信号线。
控制与定时寄存器
控制与定时寄存器用来寄存键盘及显示工
消抖----软件方法
不过一般情况下，通常不对按键释放的 后沿进行处理，实践证明，也能满足一 定的要求。当然，在实际应用中，对按 键的要求也是千差万别的，要根据不同 的需要来编制处理程序，但以上是消除 按键抖动的原则。
简单键盘接口
简单键盘的工作原理
简单键盘的接口电路与编程
实践与思考
简单键盘的工作原理
单片机教程26课单片机矩阵式键盘接口技术及程序设计
单片机教程26课:单片机矩阵式键盘接口技术及程序设计发布：2009-4-04 22:40 | 作者：hnrain | 查看：885 次在单片机系统中键盘中按钮数量较多时，为了减少I/O 口的占用，常常将按钮排列成矩阵形式，如图1所示。
在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按钮加以连接。
这样，一个端口（如P1 口）就能组成4*4=16个按钮，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显，比如再多加一条线就能组成20键的键盘，而直接用端口线则只能多出一键（9键）。
由此可见，在需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是合理的。
<单片机矩阵式键盘接口技术及编程接口图>矩阵式结构的键盘显然比直接法要复杂一些，识别也要复杂一些，上图中，列线通过电阻接正电源，并将行线所接的单片机的I/O 口作为输出端，而列线所接的I/O 口则作为输入。
这样，当按钮没有按下时，所有的输出端都是高电平，代表无键按下。
行线输出是低电平，一旦有键按下，则输入线就会被拉低，这样, 通过读入输入线的状态就可得知是否有键按下了。
具体的识别及编程办法如下所述。
矩阵式键盘的按钮识别办法确定矩阵式键盘上何键被按下介绍一种行扫描法”行扫描法行扫描法又称为逐行（或列）扫描查询法，是一种最常用的按钮识别办法，如上图所示键盘，介绍过程如下。
判断键盘中有无键按下将全部行线Y0-Y3置低电平，然后检测列线的状态。
只要有一列的电平为低，则表示键盘中有键被按下，而且闭合的键位于低电平线与4根行线相交叉的4个按钮之中。
若所有列线均为高电平，则键盘中无键按下。
判断闭合键所在的位置在确认有键按下后，即可进入确定具体闭合键的过程。
其办法是：依次将行线置为低电平，即在置某根行线为低电平时，其它线为高电平。
在确定某根行线位置为低电平后，再逐行检测各列线的电平状态。
若某列为低，则该列线与置为低电平的行线交叉处的按钮就是闭合的按钮。
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。
ps2标准键盘是什么意思
ps2标准键盘是什么意思PS/2标准键盘是指一种接口标准，用于连接计算机键盘和主机。
它是由IBM公司在1987年推出的，后来成为了一种行业标准，被广泛应用于个人电脑和其他设备上。
PS/2标准键盘与早期的AT键盘相比，有着更小的插头和更高的信号质量，因此在一定程度上提高了键盘的稳定性和可靠性。
PS/2标准键盘通常采用圆形的迷你DIN连接器，插头上有6根引脚，其中两根用于传输键盘数据，另外四根用于传输电源和地线。
这种接口设计使得PS/2键盘在连接时更加牢固，不容易松动，而且由于采用了差分信号传输技术，可以有效地抵抗干扰和噪音，提高了数据传输的稳定性。
PS/2标准键盘在设计时考虑了人体工程学，按键布局合理，手感舒适，使用起来比较顺手。
同时，PS/2接口还支持热插拔，用户可以在计算机开机的情况下插拔键盘，而不会对系统造成影响，这在一定程度上提高了用户的使用便利性。
PS/2标准键盘在市场上占据了相当大的份额，尤其是在早期的个人电脑上，几乎所有的主板都配备了PS/2接口。
即使在现在，虽然USB接口的键盘已经成为主流，但PS/2键盘依然在一些特定领域有着自己的市场。
比如在一些对稳定性和可靠性要求较高的场合，PS/2键盘仍然被广泛应用，因为它在这些方面具有一定的优势。
总的来说，PS/2标准键盘是一种经典的计算机外设，它以稳定性、可靠性和人体工程学设计著称，曾经在个人电脑领域占据重要地位。
虽然现在已经逐渐被USB接口所取代，但在一些特定的场合，PS/2键盘依然有着自己的市场和优势。
希望本文能够为您解答关于PS/2标准键盘的疑问，谢谢阅读！。
9 接口技术II键盘接口
P.168
b. 线反转法
采用线反转法的键盘行线、 列线端口各自应当可以在输 入与输出方式间切换！ 如图:高四位与低四位均可 独立改变其输入或输出方式
实验板4×4键盘 实验板 × 键盘 连接82C55的端口线 连接 的端口线 PC3 PC2 PC1 PC0 PC4 PC5 PC6 PC7
图10-10线反转法原理图 10-10线反转法原理图 第1步：列线输出为全‘0’ ，随后输入行线电平如有‘0’，则 线输出为全‘ 随后输入行线电平如有‘ ， 所在的行就是闭合的按键所在行； 则无键闭合。 ‘0’所在的行就是闭合的按键所在行；无‘0’则无键闭合。 所在的行就是闭合的按键所在行 则无键闭合 随后输入列线电平如有‘ ， 第2步：行线输出为全‘0’ ，随后输入列线电平如有‘0’，则 线输出为全‘ 则无键闭合。 所在的列就是闭合的按键所在列； 则无键闭合 ‘0’所在的列就是闭合的按键所在列；无‘0’则无键闭合。 所在的列就是闭合的按键所在列 结合上述两步，可确定按键所在行和列。 结合上述两步，可确定按键所在行和列。
键盘扫描子程序---3 TEST2011.ASM 键盘扫描子程序--3 KN:MOV MOV MUL MOV JMP A,61H B,#05H AB DPTR,#K0 DPTR,#K0 @A+DPTR ;根据查表获得的键号00H～0FH之一转向相应处理程序 根据查表获得的键号00H～0FH之一转向相应处理程序 00H ;转移表中每个键号处理程序占 转移表中每个键号处理程序占5 ;转移表中每个键号处理程序占5个地址单元
键盘扫描子程序---1 TEST2011.ASM 键盘扫描子程序--1 KEY:MOV 键盘扫描子程序（反转法） KEY:MOV A,#81H ;键盘扫描子程序（反转法） MOV DPTR,#0FEFFH ;C口先初始化为高 位输出驱行线、 口先初始化为高4 MOVX @DPTR,A ;C口先初始化为高4位输出驱行线、低4位输入列线 MOV DPTR,#0FEFEH 键盘行线 行线( 输出驱动全 驱动全'0' MOV A,#00H ;键盘行线(高4位)输出驱动全'0' MOVX @DPTR,A A,@DPTR 输入键盘列线电平 列线电平( 60H单元 MOVX A,@DPTR ;输入键盘列线电平(低4位)存60H单元 MOV 60H,A ;C口改初始化为高 位输入行线、 口改初始化为高4 MOV A,#88H ;C口改初始化为高4位输入行线、低4位输出驱列线 MOV DPTR,#0FEFFH MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#0FEFEH 键盘列线 列线( 输出驱动全 驱动全'0' MOV A,#00H ;键盘列线(低4位)输出驱动全'0' MOVX @DPTR,A 行线电平( 输入键盘行线电平 MOVX A,@DPTR ;输入键盘行线电平(高4位)在A中 ANL 60H,#0FH ;列线电平值保留所在的低4位 列线电平值保留所在的低4 行线电平值保留所在的高4 ANL A,#0F0H ;行线电平值保留所在的高4位 ;两次输入的列线电平值 行线电平值组合成 两次输入的列线电平值、 合成8 ORL 60H,A ;两次输入的列线电平值、行线电平值组合成8位行列码
MCS-51单片机的人机界面接口技术
PA 0
PA 1
PA 2
PA PA PA PA PA
3 4 5 6 7
8155
P2.7 8031
P2.0
CE
PC PC PC PC
0 1 2 3
IO/M
WR WR
RD RD
ALE ALE
P0 8 D 0
~
PB 0 PB 1 PB 2
D7 +5V 20μF RESET
PB PB PB PB PB
3 4 5 6 7
键盘中有无按键按下是由列线送入全扫描字、 行线读入行线状态来判断的。键盘中哪一个键按 下可由列线逐列置低电平后，检查行输入状态来 判断。
图8-3 行列式键盘原理电路
2．键盘工作方式（如图8-4~8-7所示） 键盘的工作方式： 编程扫描方式、定时扫描方式、中断扫描方式
三种。 在键盘扫描子程序中完成下述几个功能。
Cr
B
CP
TXD
P3.3 +5V
&
V CC Cr
CP
Q
74LS164
7
A B Q0
+5
a b
V
c
de
gf
dp
2.7k × 8
+5V V CC Cr
Q7
CP 74LS164
Q0
A B
…
+5V
2.7k × 8
图8-21 串行口扩展的键盘/显示器接口
3．8279键盘/显示器接口 8279是专用键盘/显示器控制芯片，能对显示器
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8.2.1 LED显示器接口
1．LED显示器结构与原理 LED显示块是由发光二极管显示字段的显示器
PS2接口,RS232接口介绍
PS2接口，RS232接口介绍2010-10-11 16:43PS/2接口PS/2是在较早电脑上常见的接口之一，用于鼠标、键盘等设备。
一般情况下，PS/2接口的鼠标为绿色，键盘为紫色，另外接口处还可以连接一些周边产品例如方向盘光枪等。
PS/2接口是输入装置接口，而不是传输接口。
所以PS2口根本没有传输速率的概念，只有扫描速率。
在Windows环境下，ps/2鼠标的采样率默认为60次/秒，USB鼠标的采样率为120次/秒。
较高的采样率理论上可以提高鼠标的移动精度。
PS/2接口设备不支持热插拔，强行带电插拔有可能烧毁主板。
PS/2可以与USB接口互转，即PS/2接口设备可以转成USB，USB接口设备也可以转成PS/2。
1.1 物理接口现行的计算机键盘多是通过一个6芯接口插座，即PS/2 接口与主机相接，各引脚定义分别是: 电源（VCC）、地（GND）、串行时钟线CLK 和串行数据线DA TA，还有2根未用。
键盘接口的插座外形图及各线定义如图1 所示。
PS/2接口引脚定义1 ---数据线Data ;2 ---预留N/C ;3 ---GND;4 ---Vcc (+5V);5 ---时钟线CLK;6 ---预留N/C ;表1 时钟及数据线状态CLK DA TA 总线状态1 1 空闲1 0 主机申请发送禁止通信0 1 禁止通信RS-232接口RS-232-C：也称标准串口，是目前最常用的一种串行通讯接口。
它是在1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。
它的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”。
传统的RS-232-C接口标准有25根信号线，采用标准25芯D型插头座。
后来的PC上使用简化了的9芯D型插座。
现在应用中25芯插头座已很少采用。
现在的台式电脑一般有两个串行口：COM1和COM2，从设备管理器的端口列表中就可以看到。
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三、 非编码键盘
非编码键盘分为独立式键盘和矩阵键盘。 在计算机控制系统中，有时候只需要使用 简单的键盘就能完成操作输入，按键的数 量较少可采用独立式键盘。当按键的数目 较多时，将增加输入口线，为了减少输入 口线，可采用矩阵键盘。
1、独立式键盘工作原理及接口
（1）查询法接口电路
现以3个按键为例，下图即为独立式键盘查询 法与 合接时C口P，U电数的路据数。线据按直线键接DS接00、、地DS，11、、因D而S22分相C别连PU通，读过当入上按D拉键i=电S0i阻闭； 当按键 Si 断开时，数据线通过上拉电阻接到正 电源，因而 CPU读入Di=1 。该接口电路实现的 功能为：查询检测是否有键按下，如有键闭合， 则消除抖动，再判断键号，然后转入相应的键 处理。其程序流程如图所示。采用查询法时， 必须保证 CPU每隔一定时间主动地去扫描按键 一次，该扫描时间间隔应小于两次按键的时间 间隔，否则会有按键不响应的情形。显然这种 方式占用 CPU 时间比较多。
图 5-5 独立式键盘查询法程序流程图
（2）中断法接口电路
仍以 3个按键为例，下图是一个炉温控制系统的功 能键分配图， S0、S1、S2分别代表自动 / 手动切换、 炉温参数显示和炉温参数打印功能。这是在上述查 询法接口电路的基础上，再把按键 S0、S1、S2的数 据输出线经过与非门和反相器后与 8255A 的选通输 入信号 PC4 相连， 8255A 的PC3 发出中断请求信号 经中断控制器 8259A 与CPU 的中断请求引脚相连， 这是一种典型的中断法键盘接口电路。
1．硬件方法
硬件方法是设计一个滤波延时电路或单稳态电路等硬 件的间电滤。路波按来延键避 时S未开 消按按 抖下键 电时的 路，抖 ，电动 设容时 置两间在端。按电下键压图S为与是C0由，PUR即2数和与据C非线组门D成输i之
入能启于充时突电门电只Vi为变压的延要0，，开迟使，充 门 启 时 之输电 的 电 间 大出电 输 压 取 于V压 出 时 决 或o为， 于 等VV1io与 于在R将。1非充1、不当0门电R会0Sm的2时按改和s输间下变C即出内时值，可未，的V直避o达由大到才开到于小充变按与，C电为键两非电电0抖端门路，压动电的设这的V压开计段i大影不
键按下
键释放
前沿抖动 闭合稳定 后沿抖释动放稳
二 抖动干扰的消除
按键的抖动是毫秒级的，而计算机处理速 度则是微秒级的，所以这种抖动对于人来说 是感觉不到的，但是对于计算机则是完全感 觉得到的。这种抖动就会造成按一次键产生 的开关状态被 CPU误读几次。为了使 CPU能 正确地读取按键状态，必须在按键闭合或断 开时，消除产生的前沿或后沿抖动，去抖动 的方法有硬件方法和软件方法两种。
响。同理，按键 S断开时，即使出现抖动，由于 C的放
电未是延施施迟加加过滤滤程 波 波， 电 电也 路 路会 含 后消 有 消除 前 除按 沿 抖键 抖 动抖动的动、波的后形影沿。响抖。动图的中波，形，V1V是2
(Di) V o
Vi R2
V1
(Di)
V2
滤波延时消抖电路
图 5 -3 滤波延时消抖电路
+5V R1
S
2．软件方法
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，然后转入对该按键的处理。
2.2 键盘接口技术
本节要点
1．按键的抖动干扰及其解决方法。 2. 独立式键盘的结构原理及其接口电路。 3．矩阵式键盘的结构原理及其接口电路。
引言
在计算机控制系统中，除了与生产过程 进行信息传递的过程输入输出设备以外， 还有与操作人员进行信息交换的常规输入 设备和输出设备。键盘是一种最常用的输 入设备,它是一组按键的集合，从功能上 可分为数字键和功能键两种，作用是输入 数据与命令，查询和控制系统的工作状态， 实现简单的人机对话。
一 键盘的抖动干扰
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，其产生的 波形如图所示，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 点式按键在状态输出时的共性问题，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。
+5V
D0
S0
D1
S1
D2
S2
独立式键盘结构原理
图 5-4 独立式键盘结构原理
开始
N
有键闭合否?
Y
延时 100 ms 消除键抖动
N 有键闭合否?
Y D 0 =0?
Y S 0 键功能程序
N D 1 =0?
Y
S 1键 功 能 程 序
N
N
D 2 =0?
Y
S 2键 功 能 程 序
独立式键盘查询法程序流程图
键盘接口电路可分为编码键盘和非编码键盘两种 类型。编码键盘采用硬件编码电路来实现键的编码， 每按下一个键，键盘便能自动产生按键代码。编码键 盘主要有 BCD码键盘、 ASCII 码键盘等类型。非编码 键盘仅提供按键的通或断状态 , 按键代码的产生与识 别由软件完成 。
编码键盘的特点是使用方便，键盘码产生速度 快，占用 CPU时间少，但对按键的检测与消除抖 动干扰是靠硬件电路来完成的，因而硬件电路复 杂、成本高。而非编码键盘硬件电路简单，成本 低，但占用 CPU的时间较长。
+5V
8088
8255A
D7 CPU D0
D7 PA0
PA1
D0
PA2 PA3
S0 S1 S2
RD INTR
RD PA4
INTRa PC3 PC4
PA5 PA6
PA7
INT
IR3
8259A
STBa
独图立5式-6键独盘立中式键断盘法中接断口法接电口路电路
工作过程如下：当 CPU对8255A初始化后， CPU 即态执，行此主时程与序 之。 相当 连按 的下I/OS0口键线即呈表现示为要低进电入平自的动同控时制，状 与非门输出为高电平，经反相器变为低电平，使