键盘接口学习
键盘接口
1、按键概念
按键通常是一种常开型按钮开关，常态下键的两个触点处于断开状态，按下键时
它们才闭合（短路）。
通常，键盘有编码和非编码两种。编码键盘
通过硬件电路产生被按按键的键码和一个选通
脉冲。选通脉冲可作为CPU的中断请求信号。这
种键盘使用方便，所需程序简单，但硬件电路复
杂，常不被单片机采用。
非编码键盘按组成结构又可分为独立式键
盘和矩阵式键盘。独立式键盘无论是硬件结构还
是软件设计都比较简单。特点：每个按键占用一
条I/O线，当按键数量较多时，I/O口利用率不
高，但程序编制简单。适用于所需按键较少的场
合。
矩阵式键盘特点：电路连接复杂，但提高了
I/O口利用率，软件编程较复杂。适用于需使用
大量按键的场合。
2、单片机对矩阵式键盘接口处理
的一般过程
1、键扫描
键扫描就是要判断有无键按下，当扫描到有键
按下时再进行下一步处理，否则退出键盘处理
程序。独立式键盘扫描只需读取IO口状态,而
矩阵式键盘描通常有两种实现方法：逐行扫描
法和线反转法。
(1) 逐行扫描法。依次从第一至最末行线
上发出低电平信号, 如果该行线所连接的键没
有按下的话, 则列线所接的端口得到的是全“1”
信号, 如果有键按下的话, 则得到非全“1”信号。
（2）线反转法。
线反转法也是识别闭合键的一种常用方法, 该法比行扫描速度快, 但在硬件上要求行
线与列线外接上拉电阻。
先将行线作为输出线, 列线作
为输入线, 行线输出全“0”信号, 读
入列线的值, 那么在闭合键所在的
列线上的值必为0；然后从列线输出
全“0”信号，再读取行线的输入值，
闭合键所在的行线值必为0。这样,
当一个键被按下时, 必定可读到一
对唯一的行列值。再由这一对行列值
可以求出闭合键所在的位置。
2.消抖
由于按键按下时的机械动作，在按键
被按下或松开的瞬间，其输出电压会产
生波动，称为键的抖动。
为确保每按一次键单片机只进行
一次处理，使键盘可靠地工作，必须消
除按键抖动。消抖方法有硬件消抖和软
件延时两种。
（1）硬件消
抖法：就是在键
盘中附加去抖动
电路，从根上消除抖动产生的可能性。左图所示电路实际上是由R-S
触发器构成的单脉冲电路。当按钮开关按下时Q端输出低电平，当开
关松开时Q端恢复高电平，即输出一个负脉冲，以此消除抖动。
（2）软件消抖法：键按下的时间与操作者的按键动作有关，约为十分之几到几秒不等。而键抖动时间与按键的机械特性有关，一般为5～10ms不等。软件消抖法即是采用延时（一般延时10～20ms）的方法，以避开按键的抖动，即在按键已稳定地闭合或断开时才读出其状态。
3. 计算键码
键码是每个按键的标识。被按键确定下来之后，接下来的工作是计算闭合键的键码，然后才能根据键码进行对应的操作。
为编程方便，键码通常都是以键的排列顺序安排，按照从左到右、从上向下的顺序编排。键码可根据行号列号以查表求得，也可通过计算得到。我们将结合实例加以介绍。
4.等待释放
等待释放是为了保证键的一次闭合仅进行一次处理。求得键码后，然后通过不断进行键扫描，如有键按下，则继续扫描，否则认为键已释放。
5.按键处理
根据系统功能要求，利用单片机控制完成特定操作。
3、键盘接口的控制方式
在单片机的运行过程中，何时进行键盘扫描和处理，可有下列三种情况：
1.查询方式：单片机通过调用键盘扫描子程序，查询有无键按下。
2.定时扫描方式：每隔一定时间执行一次键盘扫描子程序。
3.中断方式：每当有键闭合时才向CPU发出中断请求，中断服务时进行键盘扫描和处理。
矩阵键盘设计实验报告
南京林业大学 实验报告 基于AT89C51 单片机4x4矩阵键盘接口电路设计 课程机电一体化设计基础 院系机械电子工程学院 班级 学号 姓名
指导老师杨雨图 2013年9月26日
一、实验目的 1、掌握键盘接口的基本特点，了解独立键盘和矩 阵键盘的应用方法。 2、掌握键盘接口的硬件设计方法，软件程序设计 和贴士排错能力。 3、掌握利用Keil51软件对程序进行编译。 4、用Proteus软件绘制“矩阵键盘扫描”电路，并用测试程序进行仿真。 5、会根据实际功能，正确选择单片机功能接线，编制正确程序。对实验结果 能做出分析和解释，能写出符合规格的实验报告。 二、实验要求 通过实训，学生应达到以下几方面的要求： 素质要求 1.以积极认真的态度对待本次实训，遵章守纪、团结协作。 2.善于发现数字电路中存在的问题、分析问题、解决问题，努力培养独立 工作能力。 能力要求 1.模拟电路的理论知识 2.脉冲与数字电路的理念知识 3.通过模拟、数字电路实验有一定的动手能力 4.能熟练的编写8951单片机汇编程序 5.能够熟练的运用仿真软件进行仿真 三、实验工具 1、软件：Proteus软件、keil51。 2、硬件：PC机，串口线，并口线，单片机开发板 四、实验内容
1、掌握并理解“矩阵键盘扫描”的原理及制作，了解各元器件的参数及格 元器件的作用。 2、用keil51测试软件编写AT89C51单片机汇编程序 3、用Proteus软件绘制“矩阵键盘扫描”电路原理图。 4、运用仿真软件对电路进行仿真。 五．实验基本步骤 1、用Proteus绘制“矩阵键盘扫描”电路原理图。 2、编写程序使数码管显示当前闭合按键的键值。 3、利用Proteus软件的仿真功能对其进行仿真测试，观察数码管的显示状 态和按键开关的对应关系。 4、用keil51软件编写程序，并生成HEX文件。 5、根据绘制“矩阵键盘扫描”电路原理图，搭建相关硬件电路。 6、用通用编程器或ISP下载HEX程序到MCU。 7、检查验证结果。 六、实验具体内容 使用单片机的P1口与矩阵式键盘连接时，可以将P1口低4位的4条端口线定义为行线，P1口高4位的4条端口线定义为列线，形成4*4键盘，可以配置16个按键，将单片机P2口与七段数码管连接，当按下矩阵键盘任意键时，数码管显示该键所在的键号。 1、电路图
基于51单片机的USB键盘设计与实现
三江学院 本科生毕业设计（论文）题目基于51单片机的USB键盘设计与实现高职院院（系）电气工程及其自动化专业 学生姓名梁邱一学号 G105071013 指导教师孙传峰职称讲师 指导教师工作单位三江学院 起讫日期 2013年12月10日至2014年4月12日
摘要 随着计算机技术的不断更新和多媒体技术的快速发展,传统的计算机外设接口因为存在许多缺点已经不能适应计算机的发展需要。比起传统的AT，PS/2，串口，通用串行总线USB,具有速度快,使用方便灵活,易于扩展,支持即插即用,成本低廉等一系列优点,得到了广泛的应用。 本论文阐述了51系列单片机和USB的相关内容，详细介绍了系统的一些功能设计，包括硬件设计和软件设计。在程序调试期间用简单的串口通信电路，通过串口调试助手掌握了USB指令的传输过程，这对整个方案的设计起到了很大的指导作用。论文以单片机最小系统配合模拟键盘组成的USB键盘硬件系统，通过对D12芯片的学习与探索，在其基本命令接口的支持下，结合硬件进行相应的固件程序设计，使其在USB协议下，实现USB模块与PC的数据通信，完成USB键盘的功能模拟。 总结论文研究工作有阐述USB总线的原理、对本设计的系统要求作出了分析、根据要求选定元件和具体编程方案、针对系统所要实现的功能对相关芯片作了详细介绍以及在硬件部分设计了原理图。 关键词：USB；D12；PC
Abstract With the rapid development of computer technology and multimedia technology constantly updated, traditional computer peripheral interface because there are many shortcomings have been unable to meet the development needs of the https://www.360docs.net/doc/f88458499.html,pared to traditional AT, PS / 2, serial, Universal Serial Bus USB, with fast, flexible and easy to use, easy to expand, support Plug and Play, a series of advantages, such as low cost, has been widely used. This paper describes the 51 series and USB related content, detailing some of the features of the system design, including hardware and software design.During debugging a simple serial communication circuit, through the serial port debugging assistant master USB transfer instructions, which designed the entire program has played a significant role in guiding.Thesis smallest single-chip system consisting of analog keyboard with a USB keyboard hardware system, by learning and exploration D12 chips, with the support of its basic command interface, in conjunction with the corresponding hardware firmware design, making it in the USB protocol, USB module data communication with the PC, the USB keyboard to complete the functional simulation. This paper summarizes research work has elaborated the principle of the USB bus, the system is designed to require the analysis, components and solutions based on the specific requirements of the selected programming for the system to achieve the function of the relevant chips are described in detail in the hardware part of the design as well as the principle of Figure. Keywords:USB；D12；PC
单片机键盘显示接口电路设计说明
中北大学 单片机及其接口技术 课程设计说明书 学生：学号： 学院： 专业： 题目：单片机键盘显示接口电路设计 指导教师：小林职称: 副教授 2012年6月17日
中北大学 单片机及其接口技术 课程设计任务书 11/12 学年第二学期 学院： 专业： 学生姓名：学号： 课程设计题目：单片机键盘显示接口电路设计 起迄日期：6月11日～6月17日 课程设计地点：中北大学 指导教师：小林 系主任：王忠庆
下达任务书日期: 2012年06月11日课程设计任务书
课程设计任务书
第一章、绪论89C51是一种带4KB闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的89C51是一种高效微控制器，89C2051是它的一种精简版本。89C 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。在本次课程设计中，便采用89C51单片机。 第二章、设计容 一、4×4键盘 原理：4 行 行 行 行
图1 电路原理图见附图一 本次设计为4×4的矩阵键盘，这样的设计可以有效的减少键盘与单片机接口时所占用的I/O接口。在这种非编码键盘的单片机系统中，键盘处理程序首先执行有无按键按下的程序段，当确认有按键按下后，下一步就要识别哪一个按键被按下，对键的识别常采用逐行（逐列）扫描的方法。 首先判断有无按键按下。方法是：向行线输出全扫描字00H，把全部行线置为低电平，然后将列线的电平状态读入到累加器A中，如果有按键按下，会使列线电平被拉至低电平，是列输入不全为1。 判断键盘哪一个键被按下。方法是：一次给行线送低电平，然后查所有列线状态，称为行扫描，如果全为1，则所按下键不在此行，如果不全为1，则所按下键必在此行，而且是在与零电平列线相交的交点上的那个键。 在此，按键的位置码并不等于按键的实际定义键值，因此还必须进行转换，即键值译码，本次设计中采用软件实现键值的译码，译码方式如下： 第0行键值为：0行×4+列号（0~3）为0、1、2、3； 第1行键值为：1行×4+列号（0~3）为4、5、6、7； 第2行键值为：2行×4+列号（0~3）为8、9、A、B； 第3行键值为：3行×4+列号（0~3）为C、D、E、F； 译码程序如下：
实验报告七-键盘扫描及显示实验
信息工程学院实验报告 课程名称：微机原理与接口技术 实验项目名称：键盘扫描及显示实验 实验时间： 班级： 姓名： 学号： 一、实 验 目 的 1. 掌握 8254 的工作方式及应用编程。 2. 掌握 8254 典型应用电路的接法。 二、实 验 设 备 了解键盘扫描及数码显示的基本原理，熟悉 8255 的编程。 三、实 验 原 理 将 8255 单元与键盘及数码管显示单元连接，编写实验程序，扫描键盘输入，并将扫描结果送数码管显示。键盘采用 4×4 键盘，每个数码管显示值可为 0～F 共 16 个数。实验具体内容如下：将键盘进行编号，记作 0～F ，当按下其中一个按键时，将该按键对应的编号在一个数码管上显示出来，当再按下一个按键时，便将这个按键的编号在下一个数码管上显示出来，数码管上可以显示最近 6 次按下的按键编号。 键盘及数码管显示单元电路图如图 7-1 和 7-2 所示。8255 键盘及显示实验参考接线图如图 7-3 所示。 图 7-1 键盘及数码管显示单元 4×4 键盘矩阵电路图 成 绩： 指导老师(签名)：
图 7-2 键盘及数码管显示单元 6 组数码管电路图 图 7-3 8255 键盘扫描及数码管显示实验线路图 四、实验内容与步骤 1. 实验接线图如图 7-3 所示，按图连接实验线路图。
图 7-4 8255 键盘扫描及数码管显示实验实物连接图 2.运行 Tdpit 集成操作软件，根据实验内容，编写实验程序，编译、链接。 图 7-5 8255 键盘扫描及数码管显示实验程序编辑界面 3. 运行程序，按下按键，观察数码管的显示，验证程序功能。 五、实验结果及分析： 1. 运行程序，按下按键，观察数码管的显示。
电脑键盘接线图
电脑键盘接线图 判断键盘控制电路板上的四根线各起什么作用至关重要。将电路板翻过来后可以看到其背面已有明确的提示（图四）：黄线Vcc为+5V高电平；红线为地线GND低电平；绿线为Keyboard DATA高电平；白线为Keyboard Clock低电平。不同的键盘连线颜色的定义可能也不同，因此如果不能根据提示正确识别的话可以用万用表测量一下或者参考图五中对于连线的定义（图五）。USB延长线中也是一组四根线，分
别为红、白、绿、黑四根。它们分别对应的是+5V电源、数据负线（DATA-）、数据正线（DATA+）及地线（GND）
电脑键盘的四根线如何接 罗技键盘，y-ss60 线的颜色：红，绿，白，黑 盼请解答，谢谢！ 四根线分别是:电源,地,数据,时钟 你要把键盘拆出来,线的另一端焊在里面的电路板,上面标有v(电源),g(地),c(时钟),d(数据).再到网上找个键盘接口定义的图,对着另一端接上去就可以了 这是普通的ps/2的键盘接线图，图中是接口（ps/2插头）截面图。上面标的字母一般在键盘里的电路板上有印的，对照着焊就行了。如果没有标注字母，这个我就没办法了哈哈～多数键盘应该是按照dcgv的顺序排线的，没有写明的可优先考虑这个。 针脚定义如下： pinnamedirdescription 1n/cnotconnected 2data-keydata 3vccpower,+5vdc 4gndgnd 5n/cnotconnected 6clk-clock 键盘接线黄、红、白、绿对应的针脚如下 对应ps/2线对应ps/2针脚 黄3 红4 白6 绿2 对应的电线和针脚连接为： 对应ps/2线对应ps/2针脚 蓝3 白6 绿2 橙4 PS/2鼠标自己动手改USB接口 USB作为电脑外设的一种高速连接标准，目前已广泛应用到了各种外部设备上。电脑主机则在机箱上提供了前置USB接口，有的厂商甚至是在显示器与键盘都添加了USB接口，其目的就是为了能够让用户方便的进行连接鼠标、数码相机等耗电量小的USB外设而无须费力弯腰去机箱背后接插USB设备。键盘上这种体贴的设计让我等用户羡慕不已，我们能不能自己动手让普通键盘也能拥有一个USB接口呢？ 答案当然是肯定的。由于键盘与USB同样提供的是5V电源，且同样有地线、
基于FPGA的键盘接口设计正文
基于FPGA的键盘接口设计 专业：电子信息科学与技术系作者：李先仙指导老师：刘强摘要：现场可编程逻辑门阵列FPGA （Field Programmalbe Gate Array）具有掩膜可编程门阵列的通用结构，由逻辑功能块排成阵列组成，并由可编程的互联资源连接这些逻辑功能块以及相应的输入/输出单元来实现不同的设计。在电子产品中，键盘是最基本的输入设备，然而在应用中都采用通用的键盘扫描器件是不现实的，需要单独设计成专用的小键盘。随着电子技术和EDA （Electronic Design Automatic，电子设计自动化）技术的发展，大规模可编程逻辑器件PLD（Programmable Logic Device）、现场可编程门阵列FPGA完全可以取代大规模集成电路芯片，实现计算机可编程接口的功能，并可将若干接口电路的功能集成到一片PLD或FPGA芯片中。鉴于大规模PLD或FPGA的计算机接口电路不仅具有集成度高、体积小和功耗低等优点，而且还具有独特的用户可编程能力，从而实现计算机系统的功能重构。本文设计首先介绍行列式键盘的原理和应用，通过对其接口电路的详细分析；然后利用VHDL硬件描述语言和FPGA器件并采用模块化设计的方法完成了基于FPGA的行列式键盘接口电路的设计；最后通过计算机仿真，对本文设计的行列式键盘接口电路的正确性进行了验证。 关键词：键盘；仿真；VHDL语言；FPGA；模块化设计 Based on FPGA Keyboard Connection Design Major:Electronic Information Science and Technology Author: Li Xianxian Instructor: Liu Qiang Abstract: The Filed Programmmalbe Gate Array,shorted by FPGA,which has a mask-programmable gate array of generic structure and function blocks in the logic array of line,through a programmable logic of internet resources connecting these function blocks and the corresponding input/output modules to achieve different design.In electronic products,the keyboard is the most basic input device,however,it’s unrealistic of using general keyboard scanning device in the application ,we need for the separate designing of the small keyboard. With the development of Electronic and EDA(Electronic Design Automatic)technology,Large Scale Integration chips can be replaced by PLD(Programmable Logic Device)and FPGA ,which can realize the function of the Programmable Interface chips and feature a number of interface circuits integated into one of the PLD or FPGA chips.The computer interface circuit based on the technology of PLD and FPGA not only has the virtue of high integration,low volume and low power loss, but also has the unique programmable function,which can realize
键盘及LED显示实验
实验三键盘及LED显示实验 一、实验内容 利用8255可编程并行接口控制键盘及显示器，当有按键按下时向单片机发送外部中断请求（INT0，INT1），单片机扫描键盘，并把按键输入的键码一位LED 显示器显示出来。 二、实验目的及要求 （一）实验目的 通过该综合性实验，使学生掌握8255扩展键盘和显示器的接口方法及C51语言的编程方法，进一步掌握键盘扫描和LED显示器的工作原理；培养学生一定的动手能力。 （二）实验要求 1．学生在实验课前必须认真预习教科书与指导书中的相关内容，绘制流程图，编写C51语言源程序，为实验做好充分准备。 2．该实验要求学生综合利用前期课程及本门课程中所学的相关知识点，充分发挥自己的个性及创造力，独立操作完成实验内容，并写出实验报告。 三、实验条件及要求 计算机，C51语言编辑、调试仿真软件及实验箱50台套。 四、实验相关知识点 1．C51编程、调试。 2．扩展8255芯片的原理及应用。 3．键盘扫描原理及应用。 4．LED显示器原理及应用。 5．外部中断的应用。 五、实验说明 本实验仪提供了8位8段LED显示器，学生可选用任一位LED显示器，只要按地址输出相应的数据，就可以显示所需数码。 六、实验原理图
P1口桥接。 八、实验参考流程图 1．主程序流程图
2．外中断服务程序流程图 外部中断0 外部中断1 定时器0中断程序，用于消抖动：
3．LED显示程序流程图 九、C51语言参考源程序 #include "reg52.h" unsigned char KeyResult; //存放键值 unsigned char buffer[8]; //显示缓冲区 bit bKey; //是否有键按下 xdata unsigned char P_8255 _at_ 0xf003; //8255的控制口 xdata unsigned char PA_8255 _at_ 0xf000; //8255的PA口 xdata unsigned char PB_8255 _at_ 0xf001; //8255的PB口 xdata unsigned char PC_8255 _at_ 0xf002; //8255的PC口 code unsigned char SEG_TAB[] = { //段码 0xfc,0x60,0xda,0xf2,0x66,0xb6,0xbe,0xe0,0xfe,0xf6,0xee,0x3e,0x9c,0x7a,0x9e,0x8e,0x0}; sbit bLine0 = P3^2; sbit bLine1 = P3^3; //延时1ms void Delay1ms() { unsigned char i;
单片机 键盘接口实验
实验六键盘接口实验 一、实验目的 1、掌握Keil C51软件与Protues软件联合仿真调试的方法； 2、掌握单片机的键盘接口电路； 3、掌握单片机的键盘扫描原理； 4、掌握键盘的去抖原理及处理方法。 二、实验仪器与设备 1、微机一台 2、Keil C51集成开发环境 3、Protues仿真软件 三、实验内容 1、用Protues设计一矩阵键盘接口电路。要求利用P1口接一4×4矩阵键盘。串行口通过一74LS164接一共阴极数码管。用线反转法编写矩阵键盘识别程序，用中断方式，并将按键的键值0-F通过串行口输出，显示在数码管上。 2、将P1口矩阵键盘改成8个独立按键，重新编写识别和显示程序。 四、实验说明 矩阵键盘识别一般包括以下内容： ⑴判别有无键按下。 ⑵键盘扫描取得闭合键的行、列号。 ⑶用计算法或查表发的到键值； ⑷判断闭合键是否释放，如没释放则继续等待。 ⑸将闭合键的键值保存，同时转去执行该闭合键的功能。 五、实验步骤 1、用Protues设计键盘接口电路； 2、在Keil C51中编写键盘识别程序，编译通过后，与Protues联合调试； 3、按动任意键，观察键值是否能正确显示。 六、实验电路仿真图 矩阵键盘电路图见附录1。 独立按键电路图见附录2。 七、实验程序 实验程序见附录3、4。 八、实验总结 1、矩阵键盘常用的检测方法有线反转法、逐行扫描法。线反转法较简单且高效。在矩阵键盘的列线上接一与门，利用中断方式查询按键，可提高CPU的运行效率。 2、注意用线反转法扫描按键时，得到的键值不要再赋给temp，最好再设一新变量接收键值，否则再按下按键显示数字的过程中，再按按键会出现乱码。 3、学会常用与门、与非门的使用方法。 附录1：矩阵键盘实验电路图
键键盘管理芯片
在单片机应用系统中，存在多种形式的外部数据输入接口界面，例如RS-232C串行通信、键盘输入等[1,4]。其中利用键盘接口输入数据，是实现现象实时调试、数据调整和控制最常用的方法。单片机的外围键盘扩展电路有多种实现方式，例如直接利用I/O接口线或外接8255A接口芯片，配合适当的接口管理程序，就可以实现外围键盘扩展功能。但是，在这些方法中，键盘扩展电路需要占用单片机的资源对按键进行监控和处理，这对要求高实时性处理的单片机系统是不实现的。为了解决这一问题，可以使用专用键盘接口芯片（例如Intel8279）[2]来组建键盘子系统。而且，这类专用键盘接口芯片在使用灵活性方面尚有欠缺，尤其当用户需要实现某些特定功能时，其缺点更为明显。针对上述问题，本文提出一种利用复杂可编程逻辑器件（Complex Programmable Logic Device，CPLD）设计技术[3]实现专用键盘接口芯片的方案。 1 系统原理 图1是单片机系统中键盘子系统的构成原理框图。其中键盘接口芯片KB-CORE是该子系统的核心部分，它应具备如下功能：第一，产生按键扫描时序，并进行硬件去抖动。如果直按键按下，实现按键编码、中断处理等功能。第二，可以区分处理数字键和功能键。数字键钭由接口芯片暂存，而当功能键被按下时申请CPU中断处理；对多个按键同时按下，按一定的编码优先级处理。第三，提供与MCS-51系列单片机兼容的接口，单片机可以读取芯片中保存的数据或功能代码。第四，提供数据显示接口，可以直接驱动4位七段LED数码管，并进行动态扫描显示。
按键根据键盘子系统的服务对象拟设置子数字键(0～9)、功能键（ROW、COL、DAT）、清零键（CLR）共14个，排成4×4的矩阵，有两个未定义。 2 专用键盘接口芯片功能结构设计 根据上述专用键盘芯片KB-CORE的功能要求，图2示出本芯片内部应有的结构框图。 其工作原理如下：（1）键盘扫描控制及编码电路中内含一个环形计数器。该计数器计数输出至KSL[0～3]端作为键盘扫描信号。每当扫描信号发生变化时，键盘扫描控制器从KRL[0～3]端读入某一行按键的状态信号。如果没有按键被按下，则扫描下一行；如果有按键被按下，则控制器锁定被扫描行，并延迟约10ms去抖动，然后再次扫描被锁定行以确定按键是否误读。如果按键被证实按下，则一直等待直至用户松开该键。与此同时，数字键码将被保存到先进先出存储器，功能键则直接产生中断请求信号IRQ，通知CPU读取键码DBO[0～7]。（2）FIFORAM中数据容量为16位。每4位对应一个字形符，所以七段LED数码管需要4位。（3）扫描发生器一方面产生LED的位选信号DSL[0～3]，另一方面产生扫描显示输出控制电路的位数据选通信号。扫描显示输出控制电路根据位数据选通信号读取FIFO RAM中相对应的数据，然后送七段译码电路输出DP[0～6]驱动LED显示屏的段选信号电极。（4）接口控制电路一方面用来识别CPU的读时序；另一方面用来对地址信号线A1A0译码，实现对输出数据的选择。若A0A1=“00”，则输出FIFO RAM中的低字节数据；若A0A1=“01”，
单片机 矩阵键盘设计方案
1、设计原理 (1)如图14.2所示，用单片机的并行口P3连接4×4矩阵键盘，并以单片机的P3.0-P3.3各管脚作输入线，以单片机的P3.4-P3.7各管脚作输出线，在数码管上显示每个按键“0-F”的序号。 (2)键盘中对应按键的序号排列如图14.1所示。 2、参考电路 图14.2 4×4矩阵式键盘识别电路原理图 3、电路硬件说明 (1)在“单片机系统”区域中，把单片机的P3.0-P3.7端口通过8联拨动拨码开关JP3连接到“4×4行列式键盘”区域中的M1-M4，N1-N4端口上。 (2)在“单片机系统”区域中，把单片机的P0.0-P0.7端口连接到“静态数码显示模块”区域中的任何一个a-h端口上;要求：P0.0对应着a，P0.1对应着b，……，P0.7对应着h。 4、程序设计内容 (1)4×4矩阵键盘识别处理。 (2)每个按键都有它的行值和列值，行值和列值的组合就是识别这个按键的编码。矩阵的行线和列线分别通过两并行接口和CPU通信。键盘的一端(列线)通过电阻接VCC，而接地是通过程序输出数字“0”实现的。键盘处理程序的任务是：确定有无键按下，判断哪一个键按下，键的功能是什么?还要消除按键在闭合或断开时的抖动。两个并行口中，一个输出扫描码，使按键逐行动态接地;另一个并行口输入按键状态，由行扫描值和回馈信号共同形成键编码而识别按键，通过软件查表，查出该键的功能。 5、程序流程图(如图14.3所示) 6、汇编源程序 ;;;;;;;;;;定义单元;;;;;;;;;; COUNT EQU 30H ;;;;;;;;;;入口地址;;;;;;;;;;
ORG 0000H LJMP START ORG 0003H RETI ORG 000BH RETI ORG 0013H RETI ORG 001BH RETI ORG 0023H RETI ORG 002BH RETI ;;;;;;;;;;主程序入口;;;;;;;;;; ORG 0100H START: LCALL CHUSHIHUA LCALL PANDUAN LCALL XIANSHI LJMP START ;;;;;;;;;;初始化程序;;;;;;;;;;
第13讲51单片机按键电路
标题:键盘接口电路 教学目标与要求： 1.键盘去抖动和连接、控制方式 2.独立式按键及其接口电路 3.矩阵式键盘及其接口电路 授课时数：2 教学重点：.矩阵式键盘及其接口电路 教学内容及过程: 一、键盘接口概述 1、按键开关去抖动问题 机械式按键再按下或释放时，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。其抖动过程如图9-11所示，抖动时间的长短与开关的机械特性有关，一般为5 10 ms 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，即按键一次按下或释放被错误地认为是多次操作，这种情况是不允许出现的。为了克服按键触点机械抖动所致的检测误判，必须采取去抖动措施。这一点可从硬件、软件两方面予以考虑。在键数较少时，可采用硬件去抖，而当键数较多时，采用软件去抖。在硬件上可采用在键输出端加R-S触发器(双稳态触发器)或单稳态触发器构成去抖动电路。图9-12是一种由R-S触发器构成的去抖动电路，当触发器一旦翻转，触点抖动不会对其产生任何影响。 软件上采取的措施是：在检测到有按键按下时，执行一个10 ms左右（具体时间应视所使用的按键进行调整）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，则确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，从而可消除抖动的影响。
2.编制键盘程序 一个完善的键盘控制程序应具备以下功能： (1) 检测有无按键按下，并采取硬件或软件措施，消除键盘按键机械触点抖动的影响。 (2) 有可靠的逻辑处理办法。每次只处理一个按键，其间对任何按键的操作对系统不产生影响，且无论一次按键时间有多长，系统仅执行一次按键功能程序。 (3) 准确输出按键值（或键号），以满足跳转指令要求。 二、独立式按键 单片机控制系统中，往往只需要几个功能键，此时，可采用独立式按键结构。 1. 独立式按键结构 独立式按键是直接用I/O口线构成的单个按键电路，其特点是每个按键单独占用一根I/O口线，每个按键的工作不会影响其它I/O口线的状态。独立式按键的典型应用如图7.4所示。 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。 2.矩阵式键盘 I/O端线分为行线和列线，按键跨接在行线和列线上，按键按下时，行线与列线发生短路。特点： ①占用I/O端线较少； ②软件结构教复杂。 适用于按键较多的场合。 3.键盘扫描控制方式 ⑴程序控制扫描方式 键处理程序固定在主程序的某个程序段。 特点：对CPU工作影响小，但应考虑键盘处理程序的运行间隔周期不能太长，否则会影响对键输入响应的及时性。 ⑵定时控制扫描方式 利用定时/计数器每隔一段时间产生定时中断，CPU响应中断后对键盘进行扫描。 特点：与程序控制扫描方式的区别是，在扫描间隔时间内，前者用CPU工作程序填充，后者用定时/计数器定时控制。定时控制扫描方式也应考虑定时时间不能太长，否则会影响对键输入响应的及时性。 ⑶中断控制方式 中断控制方式是利用外部中断源，响应键输入信号。 特点：克服了前两种控制方式可能产生的空扫描和不能及时响应键输入的缺点，既能及时处理键输入，又能提高CPU运行效率，但要占用一个宝贵的中断资源。 三、独立式按键及其接口电路 1、按键直接与I/O口连接
[实验四]定时器及键盘接口的应用 [实验目的] 了解定时器结构、功能及
[实验四]定时器及键盘接口的应用 [实验目的] 1.了解定时器结构、功能及应用。 2.熟悉基于状态机设计的软件设计方法和矩阵键盘的应用设计实现。 3.设计并实现一个改进型的电话拨号系统。 [实验内容]： 1.使用定时器的产生特定频率，输出到蜂鸣器上产生不同的音调。 2.用状态机设计的思想，设计键盘输入接口。 3.综合利用实验板上定时器，蜂鸣器，键盘，LED显示模块，设计一个电话拨号系统。 [实验步骤]： 1.参考第八章例8.7的硬件电路以及软件设计，利用AVR的16位T/C1的比较匹配功能， 发出不同频率的音调。 2.参考9. 3.2 定时扫描方式的键盘接口程序，以及图9-7的键盘部分硬件连线电路，实现 基于状态机思想的键盘扫描。 3.仔细思考例9.3，回答以下问题： ●本例中，在T/C0的中断服务中进行了LED的扫描，而读键盘和键盘处理是在主程序中 完成的。如果将读键盘和键盘处理也放在T/C0中断中完成是否可以？请深入分析这两种处理方式的优点和缺点，说明原因。 ●在read_keyboard()中，行线输出语句为什么重复2次？ ●说明在read_keyboard()中，key_mask的作用，另外是否可以将变量key_line和 key_value定义成普通的局部动态变量？为什么？ 4.在例9.3的基础上，改进实现一个电话拨号系统： 1）实验板上的矩阵键盘共包含有12个按键，其中10个作为数字“0，1，2….9”的数字输入，其他两个为功能键，一个是总清除键“#”，一个是修改键“*”。修改程 序，键盘上数字键功能不变，而“#”键的功能为总清除（即清除LED上的全部的 数字显示，显示复原为8个“-”），“*”键的功能为修改键（表示最后输入的数字 有误，LED显示全部右移一位，清除最后输入的数字，最左边一位补入“-”）。 2）系统上电时，8个LED数码管显示“--------”8条横线，每按下一个号码后，原8位LED数码管的显示内容向左移动一位，最右边一位则显示键盘上刚按下的数字。 3）将每个数字键与特定的音调相结合起来，比如数字1-2-3-4-5-6-7-8-9-0对应音阶Do-re-mi-fa-sol-la-ti-do-la-mi（后两个为高8度）。每当按下按键在LED上显示数字 后都能在蜂鸣器上发出相同节拍的对应音阶。 [思考题]： 1．当定时计数器工作在普通模式和CTC模式时，都可以产生一个固定的定时中断。如果要求精确的定时中断，采用那种模式比较好？为什么？
嵌入式ARM键盘接口和七段数码管的控制实验
实验三键盘接口和七段数码管的控制实验 一、实验目的 1. 学习4X4键盘的与CPU的接口原理 2. 掌握键盘芯片HD7279的使用，及8位数码管的显示方法； 二、实验内容 1. 通过4X4按键完成在数码管上的各种显示功能，以及LCD上显示。 三、实验设备 1.EL-ARM-830+教学实验箱，PentiumII以上的PC机，仿真调试电缆。 2. PC操作系统WIN98或WIN2000或WINXP，ADS1.2集成开发环境， 仿真调试驱动程序。 四、实验原理 键盘和7段数码管的控制实验，是通过键盘的控制芯片HD7279A来完成的。它的信号线及控制线连接到S3C2410上，驱动线直接连到8位共阴的7段数码管上。由于其芯片的接口电压是5V的，而S3C2410的接口电压是3.3V，所以，HD7279A的信号、控制线经过CPLD 把电压转换到3.3V，然后送入CPU中。 HD7279是一片具有串行接口的可同时驱动8位共阴式数码管或独立的LED的智能显示驱动芯片。该芯片同时还可连接多达64键的键盘矩阵，单片即可完成显示键盘接口的全部功能。内部含有译码器可直接接受BCD码或16进制码并同时具有两种译码方式。此外还具有多种控制指令如消隐、闪烁、左移、右移、段寻址等，具有片选信号可方便地实现多于8位的显示或多于64键的键盘接口。 HD7279在与S3C2410接口中，它使用了4根接口线。片选信号#CS（低电平有效），时钟信号CLK，数据收发信号DATA，中断信号#KEY（低电平送出），EL-ARM-830+实验箱与其的接口中，使用了三个通用I/O接口，和一个外部中断，实现了与HD7279A的连接，S3C2410的外部中断接HD7279的中断#KEY，三个I/O口分别与HD7279A的其他控制、数据信号线相连。HD7279的其他管脚分别接4X4按键和8位数码管。 当程序运行时，按下按键，平时为高电平的HD7279A的#KEY就会产生一个低电平，送给S3C2410的外部中断5请求脚，在CPU中断请求位打开的状态下，CPU会立即响应外部中断5的请求，PC指针就跳入中断异常向量地址处，进而跳入中断服务子程序中，由于外部中断4/5/6/7使用同一个中断控制器，所以，还必须判断一个状态寄存器，判断是否是外部中断5的中断请求，当判断出是外部中断5的中断请求，则程序继续执行，CPU 这时，通过发送#CS片选信号选中HD7279A，再发送时钟CLK信号和通过DATA线发送控制指令信号给HD7279A，HD7279A得到CPU发送的命令后，识别出该命令，然后，扫描按键，
矩阵键盘EDA技术课程设计
《电子设计EDA》课程设计 专业：电子信息科学与技术 班级：2010级电信本（1）班 姓名： *** 学号： ********* 指导老师： *** 完成时间： 2012.11—2012.12 教师评分：
目录 一、绪论 (1) 1.1 FPGA概况 (1) 1.2 本课题的研究意义 (2) 二、课程设计的任务和目的 (3) 三、矩阵键盘接口电路的原理与总体设计 (3) 3.1 矩阵键盘接口电路的原理 (3) 3.2 总体设计 (5) 四、各模块的设计及仿真 (6) 4.1 键盘扫描电路 (6) 4.2 键盘译码电路和按键标志位产生电路 (8) 4.3 时钟产生模块 (10) 4.4 键盘接口电路顶层电路实现 (12) 五、参考文献 (13) 六、心得体会 (13) 七、附录 (14) 7.1 源程序代码 (14) 2
题目：矩阵键盘控制接口设计 一、绪论 1.1 FPGA概况 早期的可编程逻辑器件只有可编程只读存储器(PROM)、紫外线可擦除只读存储器(EPROM)和电可擦除只读存储器(E2PROM)三种。由于结构的限制，它们只能完成简单的数字逻辑功能。 其后出现了一类结构上稍复杂的可编程芯片，即可编程逻辑器件(PLD)，它能够完成各种数字逻辑功能。典型的PLD由一个“与”门和一个“或”门阵列组成，而任意一个组合逻辑都可以用“与—或”表达式来描述，所以PLD能以乘积和的形式完成大量的组合逻辑功能。 这一阶段的产品主要有PAL(可编程阵列逻辑)和GAL(通用阵列逻辑)。 PAL由一个可编程的“与”平面和一个固定的“或”平面构成，或门的输出可以通过触发器有选择地被置为寄存状态。PAL器件是现场可编程的，它的实现工艺有反熔丝技术、EPROM技术和E2PROM技术。还有一类结构更为灵活的逻辑器件是可编程逻辑阵列(PLA)，它也由一个“与”平面和一个“或”平面构成，但是这两个平面的连接关系是可编程的。PLA 器件既有现场可编程的，也有掩膜可编程的。在PAL的基础上又发展了一种通用阵列逻辑(GAL、Generic ArrayLogic)，如GAL16V8、GAL22V10等。它采用了E＇PROM工艺，实现了电可擦除、电可改写，其输出结构是可编程的逻辑宏单元，因而它的设计具有很强的灵活性，至今仍有许多人使用。这些早期的PLD器件的一个共同特点是可以实现速度特性较好的逻辑功能，但其过于简单的结构也使它们只能实现规模较小的电路。 为了弥补这一缺陷，20世纪80年代中期，Altera和Xilinx分别推出了类似于PAL 结构的扩展型CPLD(Complex Programmable Logic Dvice)和与标准门阵列类似的FPGA(FieldProgrammable Gate Array)，它们都具有体系结构和逻辑单元灵活、集成度高以及适用范围宽等特点。这两种器件兼容了PLD和通用门阵列的优点，可实现较大规模的电路，编程也很灵活。与门阵列等其他ASIC(Application Specific IC)相比，它们又具有设计开发周期短、设计制造成本低、开发工具先进、标准产品不需测试、质量 1
键盘接口实验实验报告及程序
实验六键盘接口实验 姓名专业通信工程学号成绩 一、实验目的 1.掌握Keil C51软件与Protues软件联合仿真调试的方法； 掌握单片机的键盘接口电路； 掌握单片机键盘扫描原理； 掌握键盘的去抖原理及处理方法。 实验仪器与设备 1.微机1台C51集成开发环境3。Proteus仿真软件 实验内容 用Proteus设计一矩阵键盘接口电路。要求利用P1口接一4*4矩阵键盘。串行口通过一74LS164接一共阴极数码管。参考电路见后面。 用线反转法编写矩阵键盘识别程序，要求采用中断方式（列线通过4输入与门74LS20接/INT0），无按键按下时，数码管循环画“8”；有按键按下时产生中断并将按键的键值0~F通过串行口输出，在数码管上显示3秒钟后返回；返回后，数码管继续循环画“8”。 将P1口矩阵键盘改为8个独立按键（用中断方式设计），键盘通过74LS30（8输入与非门）和74LS04（六反相器）与/INT0相连，重新编写识别和显示程序。实验原理 矩阵键盘识别一般应包括以下内容： 判别有无键按下。 键盘扫描取得闭合键的行、列号。 用计算法火或查表法得到键值。 判断闭合键是否释放，如果没释放则继续等待。 将闭合键的键值保存，同时转去执行该闭合键的功能。 实验步骤 用Proteus设计键盘接口电路； 在Keil C51中编写键盘识别程序，编译通过后，与Proteus联合调试； 按动任意键，观察键值是否能正确显示。 电路设计及调试、程序 程序设计：矩阵键盘 #include<> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar code table1[]={0x00,0x01,0x21,0x61,0x65,0x6d,0x7d,0x7f}; uchar code key_table[]={0xee,0xde,0xbe,0x7e,0xed,0xdd,0xbd,0x7d,0xeb,0xdb,0xbb,0x7b,0xe7,0 xd7,0xb7,0x77};
键盘智能控制芯片HD7279A
3.2.5 键盘智能控制芯片HD7279A HD7279A是一片具有串行接口的，可同时驱动8位共阴式数码管的智能显示驱动芯片，该芯片同时还可连接多达64键的键盘矩阵，单片即可完成LED显示、键盘接口的全部功能。HD7279A内部含有译码器，可直接接收BCD码或16进制码，并同时具有2种译码方式，此外，还具有多种控制指令，如消隐、闪烁、左移、右移、段寻址等。HD7279A具有片选信号，可方便地实现多于8位的显示或多于64键的键盘接口。 如图3.7所示为HD7279A芯片封装图，HD7279A共有28个引脚，在设计中使用的各个引脚功能如下： CS：片选输入端，此引脚为低电平时，可向芯片发 送指令及读取键盘数据； CLK：同步时钟输入端，向芯片发送数据及读取键 盘数据时，此引脚电平上升沿表示数据有效； DATA：串行数据输入/输出端，当芯片接收指令 时，此引脚为输入端；当读取键盘数据时，此引脚在‘读’ 指令最后一个时钟的下降沿变为输出端； KEY：按键有效输出端，平时为高电平，当检测到 有效按键时，此引脚变为低电平； DIG0~DIG7：数字0～数字7驱动输出；图3.7 HD7279A芯片封装图 RC：振荡器连接端，其中电阻的典型值为1.5k ，电容的典型值为15ｐF； HD7279A与微处理器仅需4条接口线，其中CS为片选信号（低电平有效）。DATA为串行数据端，当向HD7279A发送数据时，DATA为输入端；当HD7279A 输出键盘代码时，DATA为输出端。CLK为数据串行传送的同步时钟输入端，时钟的上升沿表示数据有效。KEY为按键信号输出端，该端在无键按下时为高电平；而在有键按下时变为低电平，并一直保持到按键释放为止。 HD7279A采用串行方式与微处理器通讯，串行数据从DATA引脚送入芯片，并由CLK端同步。当片选信号变为低电平后，DATA引脚上的数据在CLK引脚上升沿被写入HD7279A的缓冲寄存器。HD7279A的选通端CS和CLK、DATA、KEY分别于DSP的SCITXD/IOPA0、SCIRXD/IOPA1、IOPF6、CLKOUT/IOPE0相连。 HD7279A与TMS320LF2407的输入输出逻辑电平不同。TMS320LF2407的I ／O口输出有效电压为3．3 V，而HD7279A引脚输出有效电压则为5 V。需要解决5 V与3．3 V芯片连接时存在的逻辑电平问题，在这里采用稳压二极管钳位电路，HD7279A引脚输出电压钳位在3．3 V，进而解决不同逻辑电平的接口问题。HD7279A与TMS320LF2407A的接口电路如附录二所示。需要注意的是，图中8