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。