键盘接口技术
ARM7的键盘与VFD显示器接口技术
ARM7的键盘与VFD显示器接口技术引言仪表行业以及工业生产过程对实时性、处理速度、智能化等方面有了更高的要求，而ARM 微处理器具有功耗低、指令吞吐量高、实时中断响应、处理器宏单元性价比高等特点，因此，将ARM 微处理器引入产品和工业生产的开发设计中已经成为一种必然趋势。
在工业控制和产品设计中，一般都要求具有供操作的键盘和可视化界面。
传统显示模块的设计一般都是采用I／O口外扩驱动电路连接而成，显示器一般都采用LED 或LCD，要么成本低但实现起来比较复杂，要么实现起来简单成本却很高。
笔者综合考虑了成本、实现的难易程度、功能以及稳定性等方面的要求，提出了一种实现起来较容易且具有较高对比度和精度的VFD 显示的方法。
1 硬件电路的实现考虑到未来市场对功耗、处理速度、实时性、多功能、多任务处理等方面会有更高的要求，本设计采用基于周立功公司MiniARM 的M2020―FNU20嵌入式核心板(微处理器为LPC2220)及其M22A 开发板。
M22A 开发板的板上资源主要有：◆μC／OS―II实时操作系统；◆TCP／IP 协议、FAT32 文件管理系统；◆UART、I2C、SPI 通信接口；◆JTAG 接口支持在线调试；◆工业级10M 以太网控制接口CSB900A―IQ；◆2 MB NOR Flash 程序存储器等。
另外，现代工业控制和产品生产大都需要可供操作的键盘以及可视化界面。
本设计采用HTl6511 芯片驱动键盘和显示。
考虑到工业生产中各种不利环境的影响，本设计采用具有较高对比度，且具有很好的可靠性与环境适应性的VFD(真空荧光显示器)进行显示。
HTl6511 是一个典型的VFD 驱动芯片，由5 个led 输出口、1 个控制电路、1 个显示存储器(内部)和1 个按键扫描电路组成。
微处理器通过三线串行接口对HTl6511 进行串行数据输入、输出。
图1 是系统硬件电路框图，主要包括LPC2220 与驱动芯片HTl6511 的连接。
《单片机原理及接口技术》第9章 AT89S51与键盘、显示器的接口设计
两步即可确定按键所在的行和列，从而识别出所按的键。 图9-4 采用线反转法的矩阵式键盘
假设键3被按下。 第一步，P1.0～P1.3输出全为“0”，然后，读入P1.4～P1.7线的状态，结果P1.4=0，而P1.5～P1.7均为1，因此，第1行出现电平的变化，说明第1行有键按下； 第二步，让P1.4～P1.7输出全为“0”，然后，读入P1.0～P1.3位，结果P1.0=0，而P1.1～P1.3均为1，因此第4列出现电平的变化，说明第4列有键按下。 综上所述，即第1行、第4列按键被按下，此按键即键3按下。线反转法简单适用，但不要忘记按键去抖动处理。
第9章 AT89S51与键盘、 显示器的接口设计
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2
AT89S51与键盘的接口设计
AT89S51与数码管的接口设计
AT89S51与LCD的接口设计
主要内容
9.1 AT89S51与键盘的接口设计 键盘是由若干个按键组成的单片机的外部输入设备，可以实现向单片机输入数据和传达命令等功能，是人机对话的主要工具 9.1.1 键盘输入应解决的问题 1.键盘与单片机的连接方法 （1）当按键个数比较少时，可以使用独立连接的键盘，其特点是：一个按键占用一根I/O口线，原理简单。 （2）当按键个数比较多时，可以使用矩阵键盘，节约I/O口线，但是读取键码的程序比较复杂。
计算机控制系统的接口技术
计算机控制系统的接口技术接口有通用和专用之分，外部信息的不同，所采纳的接口方式也不同，一般可分为如下几种：人机通道及接口技术一般包括：键盘接口技术、显示接口技术、打印接口技术、软磁盘接口技术等。
检测通道及接口技术一般包括：A/D转换接口技术，V/F转换接口技术等。
掌握通道及接口技术一般包括：F/V转换接口技术，D/A转换接口技术，光电隔离接口技术，开关接口技术等。
系统间通道及接口技术一般包括：公用RAM区接口技术，串行口技术等。
一、并行输入/输出接口并行接口传输的是数字量和开关量。
输入/输出(I/O) 接口有二种寻址方式：存储器寻址方式和输入输出口寻址方式。
1．无条件传送2．查询式传送3．中断式传送4．8255A可编程并行接口芯片(1) 8255A内部结构1) 数据总线驱动器图1 8255A内部结构图2) 并行I/O端口3) 读/写掌握规律4) A组和B组掌握（2）8255A工作方式8255A有3种工作方式，端口A可以工作在方式0、方式1和方式2，端口B只能工作在方式0和方式1。
1）方式0：基本输入/输出方式。
2）方式1：选通输入/输出方式。
3）方式2：双向选通输入/输出方式。
（3）8255A编程8255A的编程是通过对掌握端输入掌握字的方式实现的。
二、数/模(D/A) 转换接口D/A转换器是指将数字量转换成模拟量的电路，它由权电阻网络、参考电压、电子开关等组成。
图2 DAC0832原理图三、模/数(A/D)转换接口A/D转换器是将模拟电压转换成数字量的器件，它的实现方法有多种，常用的有逐次靠近法、双积分法。
图3 ADC0809结构框图应用案例：基于51单片机的车用数字仪表设计与实现此案例是一种以MCS 51单片机为主控器，以ADC0809为核心，以气压、油压、温度、霍尔元件等传感器为主要外围元件的车用数字仪表（VDI）的设计框图。
应用此方案，能使汽车仪表系统具有显示直观、精确，使用便利牢靠等优点，代表了车用仪表的最新进展趋势。
单片机原理与C51基础赵丽清-第9章单片机的接口技术
9.1 单片机键盘接口技术
9.1.2矩阵式键盘
在键盘中假定有A键被按下，这时键盘矩阵中A点处的行线和列 线相通。 键扫描的过程是：先从端口输出FEH，即是左端列线为低电平， 然后CPU读取行线状态，判断行线状态中是否有低电平者 （见图9-6(a)）；如果没有低电平，再从输出口输出FDH， 再判断行线状态（见图9-6(b)）；依次向下，当输出口输出 FBH时，行线状态中有一条为低电平，则闭合键找到（见图 9-6(c)）。如此继续进行下去，以发现可能出现的多键同时 被按下的现象。
第9章 单片机的接口技术
第9章 目录
9.1 单片机键盘接口技术
9.1.1 独立键盘 9.1.2 矩阵式键盘 9.2 数码显示器接口电路 9.2.1 数码管显示原理 9.2.2 数码管动态显示 9.3 A/D转换接口技术 9.4 D/A转换接口技术
9.1 单片机键盘接口技术
9.1.1独立键盘
9.1 单片机键盘接口技术
9.1.2矩阵式键盘
2、矩阵式按键的识别 （1）.测试有键被按下否 ②单片机键扫描方式 键盘扫描工作方式选取原则是：既要保证及时响应按键操作， 又不过多占用单片机工作时间。键盘扫描工作方式有3种， 即查询扫描、定时扫描和中断扫描。 查询方式，利用单片机空闲时，调用键盘扫描子程序，反复扫 描键盘。如果单片机的查询的频率过高，虽能及时响应键盘 的输入，但也会影响其他任务的进行。查询的频率过低，可 能会对键盘的输入漏判。所以要根据单片机系统的繁忙程度 和键盘的操作频率，来调整键盘扫描的频率。 定时扫描，每隔一定的时间对键盘扫描一次。在这种方式中， 通常利用单片机内的定时器产生的定时中断，进入中断子程 序来对键盘进行扫描，在有键按下时识别出该键，并执行相 应键的功能程序。为了不漏判有效的按键，定时中断的周期 一般应小于100ms。
4.3 单片机键盘接口电路设计
//函数功能：键盘扫描 //检测到有键按下 //延时10ms再去检测 //按键k1被按下 //按键k2被按下 //按键k3被按下 //按键k4被按下
▲▲▲
独立式键盘接口设计案例
void forward(void) { P3=0xfe; led_delay(); P3=0xfd; led_delay(); P3=0xfb; led_delay(); P3=0xf7; led_delay(); P3=0xef; led_delay(); P3=0xdf; led_delay(); P3=0xbf; led_delay(); P3=0x7f; led_delay(); }
break;
}
}
}
▲▲▲
独立式键盘接口设计案例
void key_scan(void) { P1=0xff; if((P1&0x0f )!=0x0f ) { delay10ms(); if(S1==0) keyval=1; if(S2==0) keyval=2; if(S3==0) keyval=3; if(S4==0) keyval=4; }
//处理按下的k1键，“……”为处理程序 //跳出switch语句 //处理按下的k2键 //跳出switch语句 //处理按下的k3键 //跳出switch语句 //处理按下的k4键 //跳出switch语句 //处理按下的k5键 //跳出switch语句
独立式键盘接口设计案例
1.独立式键盘的查询工作方式
{
case 1:forward(); //键值为1，调用正向流水点亮函数
break;
case 2:backward(); //键值为2，调用反向流水点亮函数
break;
case 3:Alter(); //键值为3，调用高、低4位交替点亮函数
键盘接口技术在某显控设备中的应用
头与工控机相连。３ 种键盘接 口结构类似 ， 有效 的
接 口引 脚均 为 ４个 ， 图 ２所示 （ 箱后视 图 ） 如 机 。
１ 工控 机键 盘 工 作 原 理
工 控 机 键 盘 分 为 Ｐ ／ Ｔ Ｐ ／ Ｔ和 Ｐ／ Ｃ Ｘ ，ＣＡ Ｓ２这 ３
图 １ 显控设备面板
Ａｐ ｉｃ ｔｏ ｆ ｋ ｙ ｏａ ｄ ｉ ｔ ｒ ａ ｅ ｉ ａ ｄｉｐｌ ｙ ｐａ ｅ ｏ ｔ ｏ ｐｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｅ ｂ ｒ ｎ ｅ ｆ ｃ ｎ ｓ ａ ｎ ｌｃ ｎ ｒ ｌ
Ｚ ＨＡＯ ａ － ｎ ＸＵ Ｐ ｎ Ｚ ｎ ， Ｉ ｏ ｇ Ｂ ｏ ｍｉｇ， ｉｇ， ＨＵ Ｙｉ ｇ Ｌ Ｕ Ｄ ｎ
种类型。Ｐ ／ Ｔ和 Ｐ ／ Ｔ键 盘通过一个 ５针 ＤＮ ＣＸ ＣＡ Ｉ
插 头 与工控 机相 连 ，Ｓ２键盘通 过一 个 ６针 Ｄ Ｎ插 Ｐ／ Ｉ
③ ⑤
Ｐｎ 】 、 ［ Ａ Ｉ 盯 Ｊ ＇ Ｔ Ｏ Ｐｓ ２ ，
收稿 日期 ：０ ６— ５—２ ２０ ０ ９
１ ．键盘时钟 ；．键盘数据；．未用 ；．电源地 ；．＋５Ｖ电源 ；．未用 ２ ３ ４ ５ ６
维普资讯
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５ ６・
工业仪表与 自动化装置
２０ ０ ７年第 １ 期
键 盘 接 口技 术 在 某 显 控 设 备 中 的应 用
赵保明 ， 徐 萍， 朱 莹， 刘 东
（ 空军军训 器材研 究所 ， 京 １０ ８ ） 北 ００９
摘 要 ： 出了一 种利 用键 盘接 口采 集按键 、 提 开关输入 的 方案 。该方 案介 绍 了键 盘 的工作 原理及
与 工控 机 通信 的方 法 ， 出 了某显控 设备 中显 控键 盘 的构成 原理框 图以及软 硬件 实现 方法 。 给
9 键盘和显示器接口设计83437
CJNE A, #0EH, TO_2 ；K1键未按下，转TO_2
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独立式按键接口电路设计
LJMP KEY1
；是K1键按下，转键1处理
TO_2: CJNE A, #0DH, TO_3；K2键未按下，转TO_3
LJMP KEY2
；K2按下，转键2处理
TO_3: CJNE A, #0BH, TO_4；K3键未按下，转TO_4
意义：为了保证程序对按键进行有序处理。 • 独立式按键：数目相对较少，一般是依次连
续编码。例题 • 矩阵式键盘：按键的位置由行号和列号唯一
确定。常有两种：
⑴对行号和列号分别进行二进制编码，然 后将两值合成一个字节，高4位是行号， 低4位是列号；
⑵依次排列键号，对按键进行连续编码。 例题
2020/5/18
②定时扫描方式：
利用单片机内部定时器产生定时中断（例如 20ms），CPU在中断服务程序中对键盘进行扫描， 并在有键按下时识别出该键并执行相应键功能程序 。
③外部中断方式：在中断方式下，仅在键盘有键按下 时，产生外部中断请求，进入中断服务程序，再执 行键盘扫描和按键处理程序。
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2.键盘的编码
• 必须将行、列线的电平信号配合起来并作适 当的处理，才能确定闭合键的位置。
• 按键的识别方法 :扫描法 、线反转法
• 矩阵键盘接口电路设计及编程
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1.按键的识别方法—扫描法
• 扫描法：分两步来完成：
第一步，判断键盘有无键被按下。
具体方法：将所有列线均置为低电平，检
查各行线电平是否有变化，如果有变化，说 明有键被按下。
，如果是，则确认有键按下。
通用计算机键盘在智能化仪器中的软硬件接口技术及应用
居 多 ） 盘 。 业 自动 化仪 表 及各 类智 能 化仪 器仪 表 键 工 通 常是 在 仪 表 显 示 面 板 上 直 接 设 计 安装 编 码键 盘
…
。
接 口引脚定 义 如 图 １ 和表 １ 示 。有 专 门 的商 品化 所 转 换 口将 Ｐ ／ Ｓ ２键 盘 接 口与 Ｐ ／ Ｓ ２键 盘 接 口互 相 转
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２ ０ （ ） １ ７ 轻 型汽 车技 术 ０ ２９ 总 ５
技 术 纵横 ２ ３
通用计算机键盘在智能化仪器中的软硬件接口 技术及应用
李 少卿 周杏鹏 葛化敏
摘 要
本 文介 绍 了通 用计 算机 键盘 在 智能 化仪 器 中的软 硬件 接 口技 术 ，采 用该技 术 可 大 大 增 强智 能化 仪 器 的输入 功 能 ， 富输入 信 息量 ； 丰 同时 可进一 步减 小仪 器体 积 ， 高仪 器 可 提
键 名
ｌＨ Ｃ
Ｊ
３Ｈ ２
Ｋ
２Ｈ ｌ
Ｌ
２Ｈ ３
Ｍ
２Ｈ ４
Ｎ
２Ｈ Ｂ
Ｏ
３Ｈ ４
Ｐ
３Ｈ ３
Ｑ
４Ｈ ３
Ｒ
按 下 扫 描 码
键 名
３ ＢＨ
Ｓ
４Ｈ ２
Ｔ
４Ｈ Ｂ
Ｕ
３ ＡＨ
Ｖ
３Ｈ ｌ
Ｗ
４Ｈ ４
Ｘ
４ ＤＨ
Ｙ
ｌＨ ５
李 少卿 ： ，９７年 生 ， 女 １７ 东南大 学 自动控制 系 ， 士研 究生 。 硕 ★ 周杏 鹏 ： １５ 生 ， 男，９ １年 东南大 学 自动控制 系 ， 教授 ， 导 。 博 葛 化 敏 ： １６ 男，９４年 生 ， 京汽 车集 团有限公 司质 量管理 部 ， 南 高级 工程 师 。
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• 计算机所用的键盘有全编码键盘和非编 码键盘两种。
• 单片机系统中通常采用非编码键盘 • 非编码键盘连接结构形式有： • （1）独立式键盘 • （2）行列式（矩阵）键盘
2020/5/21
1、按键闭合过程
• （1）按键抖动问题 • 一般按键开关为机械弹性
开关，由于触点的弹性作 用，会出现“抖动”现象， 抖动时间一般为5～10ms。 消除抖动是按键设计所必 须要考虑的问题。 • （2）消除抖动的方法 • 消抖动通常有软件和硬件两种方法。 • 软件消抖动就是在检测到键按下时，执行一段延时子
例3：键盘扫描程序：D6L3.ASM
• 程序JIANPAN.ASM为键盘扫描例程， 在LED上显示对应的键值。
2020/5/21
修改：
• 1、若按数字键5，显示“12345678”；按 其他数字键，清显示，并显示提示符“P.”。
• 2、若按命令键“宏单”，则显示“-GOOD--”，按其他数字键，清显示，并显 示提示符“P.”。
L1:JB P1.2，L2 ;K1闭合？ ……
2020/5/21
3、行列式键盘（矩阵键盘）
• 矩阵式键盘适用于 按键数量较多的场 合。它通常由行线 和列线组成，按键 位于行、列的交叉 点上。
• 矩阵键盘按键的识 别通常由两种方法 ：行扫描法和行列 反转法。
2020/5/21
4、行扫描法
• （1）全扫描：使所有的行为0，读列的数值 • 判断整个键盘是否有键按下粗扫描. • （2）逐行扫描：逐行输出0，读列的数值。 • 判断被按键的具体位置细扫描。 • （3）确定键值或键号： • 采用某种算法，将行和列的信息合并为一个
0DEH,0DDH,0DBH,0D 7H 2020/5/21
5、互动试验装置键盘接口
• 1、装置中键号未 按照顺序定义；
• 使用时可采用查 表方式。
• 2、扫描时，可按 照列号、行号进 行查表，确定键 的键值。
• 全扫描码为0FFH ，无键按下时读 入列值为00H,有 键按下为“1”。
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信息，该信息称为该键的键值，并按一定的 顺序形成一个值或键号
• 如：数字 “6”键 • 行扫描码：1101 • 列值：1011，则 • 键值=行扫描码+列值---
11011011 • 即：0DBH • 键值表： • TAB: DB
0EEH,0EDH,0EBH,0E7 H
程序后，再确认该键电平是否仍保持键按下时的状态 电平。延时时间通常取5～10ms以上。 • 硬件消抖动可采用RS触发器或RC延时等方法。
2020/5/21
2、独立式按键
• 独立式键盘是指各按键相互独立，每个 按键分别与单片机或外扩I/O芯片的一 根输入线相连。
• 如：
• JB P1.0，L1 ;K0闭合？ LCALL DELAY ;延时10ms JB P1.0，L1 ;K0闭合？ LJMP KEY0 ;K0处理
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