單片機中的獨立按鍵與矩陣鍵盤
發布時間:2020-05-18 責任編輯:lina
【導讀】按鍵按照結構原理科分為兩類,一類是觸點式開關按鍵,如機械式開關、導電橡膠式開關燈;lingyileishiwuchudianshikaiguananjian,rudianqishianjian,ciganyinganjiandeng。qianzhezaojiadi,houzheshoumingchang。muqian,weijixitongzhongzuichangjiandeshichudianshikaiguananjian。
1.按鍵分類與輸入原理
按鍵按照結構原理科分為兩類,一類是觸點式開關按鍵,如機械式開關、導電橡膠式開關燈;lingyileishiwuchudianshikaiguananjian,rudianqishianjian,ciganyinganjiandeng。qianzhezaojiadi,houzheshoumingchang。muqian,weijixitongzhongzuichangjiandeshichudianshikaiguananjian。
在zai單dan片pian機ji應ying用yong係xi統tong中zhong,除chu了le複fu位wei按an鍵jian有you專zhuan門men的de複fu位wei電dian路lu及ji專zhuan一yi的de複fu位wei功gong能neng外wai,其qi他ta按an鍵jian都dou是shi以yi開kai關guan狀zhuang態tai來lai設she置zhi控kong製zhi功gong能neng或huo輸shu入ru數shu據ju的de。當dang所suo設she置zhi的de功gong能neng鍵jian或huo數shu字zi鍵jian按an下xia時shi,計ji算suan機ji應ying用yong係xi統tong應ying完wan成cheng該gai按an鍵jian所suo設she定ding的de功gong能neng,鍵jian信xin息xi輸shu入ru時shi與yu軟ruan件jian結jie構gou密mi切qie相xiang關guan的de過guo程cheng。
對於一組鍵或一個鍵盤,總有一個接口電路與CPU相連。CPU可ke以yi采cai用yong查zha詢xun或huo中zhong斷duan方fang式shi了le解jie有you無wu將jiang按an鍵jian輸shu入ru,並bing檢jian查zha是shi哪na一yi個ge按an鍵jian按an下xia,將jiang該gai鍵jian號hao送song人ren累lei加jia器qi,然ran後hou通tong過guo跳tiao轉zhuan指zhi令ling轉zhuan入ru執zhi行xing該gai鍵jian的de功gong能neng程cheng序xu,執zhi行xing完wan成cheng後hou再zai返fan回hui主zhu程cheng序xu。
2.按鍵結構與特點
微機鍵盤通常使用機械觸點式按鍵開關,其主要功能式把機械上的通斷轉換為電氣上的邏輯關係。也就是說,它能提供標準的TTL邏luo輯ji電dian平ping,以yi便bian於yu通tong用yong數shu字zi係xi統tong的de邏luo輯ji電dian平ping相xiang容rong。機ji械xie式shi按an鍵jian再zai按an下xia或huo釋shi放fang時shi,由you於yu機ji械xie彈dan性xing作zuo用yong的de影ying響xiang,通tong常chang伴ban隨sui有you一yi定ding的de時shi間jian觸chu點dian機ji械xie抖dou動dong,然ran後hou其qi觸chu點dian才cai穩wen定ding下xia來lai。其qi抖dou動dong過guo程cheng如ru下xia圖tu1所示,抖動時間的長短與開關的機械特性有關,一般為5-10ms。在zai觸chu點dian抖dou動dong期qi間jian檢jian測ce按an鍵jian的de通tong與yu斷duan,可ke能neng導dao致zhi判pan斷duan出chu錯cuo,即ji按an鍵jian一yi次ci按an下xia或huo釋shi放fang錯cuo誤wu的de被bei認ren為wei是shi多duo次ci操cao作zuo,這zhe種zhong情qing況kuang是shi不bu允yun許xu出chu現xian的de。為wei了le克ke服fu你ni、按鍵觸點機械抖動所致的檢測誤判,必須采取消抖措施。按鍵較少時,可采用硬件消抖;按鍵較多式,采用軟件消抖。
圖1 按鍵觸點機械抖動
(1)按鍵編碼
一組按鍵或鍵盤都要通過I/Okouxianzhaxunanjiandekaiguanzhuangtai。genjujianpanjiegoudebutong,caiyongbutongdebianma。wulunyouwubianma,yijicaiyongshenmebianma,zuihoudouyaozhuanhuanchengweiyuleijiaqizhongshuzhixiangduiyingdejianzhi,yishixiananjiangongnengchengxudetiaozhuan。
(2)鍵盤程序
一個完整的鍵盤控製程序應具備以下功能:
a.檢測有無按鍵按下,並采取硬件或軟件措施消抖。
b.有you可ke靠kao的de邏luo輯ji處chu理li辦ban法fa。每mei次ci隻zhi處chu理li一yi個ge按an鍵jian,期qi間jian對dui任ren何he按an鍵jian的de操cao作zuo對dui係xi統tong不bu產chan生sheng影ying響xiang,且qie無wu論lun一yi次ci按an鍵jian時shi間jian有you多duo長chang,係xi統tong僅jin執zhi行xing一yi次ci按an鍵jian功gong能neng程cheng序xu。
c.準確輸出按鍵值(或鍵號),以滿足跳轉指令要求。
3.獨立按鍵與矩陣鍵盤
(1)獨立按鍵
單片機控製係統中,如果隻需要幾個功能鍵,此時,可采用獨立式按鍵結構。
獨立按鍵式直接用I/O口線構成的單個按鍵電路,其特點式每個按鍵單獨占用一根I/O口線,每個按鍵的工作不會影響其他I/O口線的狀態。獨立按鍵的典型應用如圖所示。獨立式按鍵電路配置靈活,軟件結構簡單,但每個按鍵必須占用一個I/O口線,因此,在按鍵較多時,I/O口線浪費較大,不宜采用。獨立按鍵如圖2所示。

圖2 獨立鍵盤
獨立按鍵的軟件常采用查詢式結構。先逐位查詢沒跟I/O口線的輸入狀態,如某一根I/O口線輸入為低電平,則可確認該I/O口線所對應的按鍵已按下,然後,再轉向該鍵的功能處理程序。
(2)矩陣鍵盤
單片機係統中,若使用按鍵較多時如電子密碼鎖、電話機鍵盤等一般都至少有12到16個按鍵,通常采用矩陣鍵盤。
矩陣鍵盤又稱行列鍵盤,它是用四條I/O線作為行線,四條I/O線作為列線組成的鍵盤。在行線和列線的每個交叉點上設置一個按鍵。這樣鍵盤上按鍵的個數就為4*4個。這種行列式鍵盤結構能有效地提高單片機係統中I/O口的利用率。
矩陣鍵盤的工作原理
最常見的鍵盤布局如圖3所示。一般由16個按鍵組成,在單片機中正好可以用一個P口實現16個按鍵功能,這也是在單片機係統中最常用的形式,4*4矩陣鍵盤的內部電路如圖4所示。

圖3 矩陣鍵盤布局圖

圖4 矩陣鍵盤內部電路圖
當無按鍵閉合時,P3.0~P3.3與P3.4~P3.7之間開路。當有鍵閉合時,與閉合鍵相連的兩條I/O口線之間短路。判斷有無按鍵按下的方法是:第一步,置列線P3.4~P3.7為輸入狀態,從行線P3.0~P3.3輸出低電平,讀入列線數據,若某一列線為低電平,則該列線上有鍵閉合。第二步,行線輪流輸出低電平,從列線P3.4~P3.7讀(du)入(ru)數(shu)據(ju),若(ruo)有(you)某(mou)一(yi)列(lie)為(wei)低(di)電(dian)平(ping),則(ze)對(dui)應(ying)行(xing)線(xian)上(shang)有(you)鍵(jian)按(an)下(xia)。綜(zong)合(he)一(yi)二(er)兩(liang)步(bu)的(de)結(jie)果(guo),可(ke)確(que)定(ding)按(an)鍵(jian)編(bian)號(hao)。但(dan)是(shi)鍵(jian)閉(bi)合(he)一(yi)次(ci)隻(zhi)能(neng)進(jin)行(xing)一(yi)次(ci)鍵(jian)功(gong)能(neng)操(cao)作(zuo),因(yin)此(ci)須(xu)等(deng)到(dao)按(an)鍵(jian)釋(shi)放(fang)後(hou),再(zai)進(jin)行(xing)鍵(jian)功(gong)能(neng)操(cao)作(zuo),否(fou)則(ze)按(an)一(yi)次(ci)鍵(jian),有(you)可(ke)能(neng)會(hui)連(lian)續(xu)多(duo)次(ci)進(jin)行(xing)同(tong)樣(yang)的(de)鍵(jian)操(cao)作(zuo)。
識別按鍵的方法很多其中,最常見的方法是掃描法
anjiananxiashi,yucijianxiangliandexingxianyuliexiandaotong,xingxianzaiwuanjiananxiashichuzaigaodianping。ruguosuoyoudeliexiandouchuzaigaodianping,zeanjiananxiayufoubuhuiyinqixingxiandianpingdebianhua,yincibixushisuoyouliexianchuzaidianping。zheyang,dangyouanjiananxiashi,gaijiansuozaidexingdianpingcaihuiyougaobiandi。cainengpanduanxiangyingdexingyoujiananxia。
獨du立li按an鍵jian數shu量liang少shao,可ke根gen據ju實shi際ji需xu要yao靈ling活huo編bian碼ma。矩ju陣zhen鍵jian盤pan,按an鍵jian的de位wei置zhi由you行xing號hao和he列lie號hao唯wei一yi確que定ding,因yin此ci可ke以yi分fen別bie對dui行xing號hao和he列lie號hao進jin行xing二er進jin製zhi編bian碼ma,然ran後hou兩liang值zhi合he成cheng一yi個ge字zi節jie,高gao4位是行號,低4位是列號。
4.鍵盤的工作方式
對鍵盤的響應取決於鍵盤的工作方式,鍵盤的工作方式應根據實際應用係統中的CPU的工作狀況而定,其選取的原則是既要保證CPU能及時響應按鍵操作,又不要過多占用CPU的工作時間。通常鍵盤的工作方式有三種,編程掃描、定時掃描和中斷掃描。
(1)編程掃描方式
編程掃描方式是利用CPU完成其它工作的空餘時間,調用鍵盤掃描子程序來響應鍵盤輸入的要求。在執行鍵功能程序時,CPU不再響應鍵輸入要求,直到CPU重新掃描鍵盤為止。
(2)定時掃描方式
定時掃描方式就是每隔一段時間對鍵盤掃描一次,它利用單片機內部的定時器產生一定時間(例如10ms)的定時,當定時時間到就產生定時器溢出中斷。CPU響應中斷後對鍵盤進行掃描,並在有按鍵按下時識別出該鍵,再執行該鍵的功能程序。
(3)中斷掃描方式
上述兩種鍵盤掃描方式,無論是否按鍵,CPU都要定時掃描鍵盤,而單片機應用係統工作時,並非經常需要鍵盤輸入,因此,CPU經常處於空掃描狀態。
為提高CPU工作效率,可采用中斷掃描工作方式。其工作過程如下:當無按鍵按下時,CPU處理自己的工作,當有按鍵按下時,產生中斷請求,CPU轉去執行鍵盤掃描子程序,並識別鍵號。
免責聲明:本文為轉載文章,轉載此文目的在於傳遞更多信息,版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題,請聯係小編進行處理。
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 築基AI4S:摩爾線程全功能GPU加速中國生命科學自主生態
- 一秒檢測,成本降至萬分之一,光引科技把幾十萬的台式光譜儀“搬”到了手腕上
- AI服務器電源機櫃Power Rack HVDC MW級測試方案
- 突破工藝邊界,奎芯科技LPDDR5X IP矽驗證通過,速率達9600Mbps
- 通過直接、準確、自動測量超低範圍的氯殘留來推動反滲透膜保護
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
微波功率管
微波開關
微波連接器
微波器件
微波三極管
微波振蕩器
微電機
微調電容
微動開關
微蜂窩
位置傳感器
溫度保險絲
溫度傳感器
溫控開關
溫控可控矽
聞泰
穩壓電源
穩壓二極管
穩壓管
無焊端子
無線充電
無線監控
無源濾波器
五金工具
物聯網
顯示模塊
顯微鏡結構
線圈
線繞電位器
線繞電阻


