P2.7 P2.0 WR RD ALE P0 8031 20µ F +5V 1K
3 4 5 6 7 5.1K×4 11 12 13 14 15 19 20 21 22 23 +5V 27 28 29 30 31
3.1.2 键盘信号的获取方法有三种： . 程序扫描法 中断扫描法 定时中断法 键盘监控程序设计方法有 . 直接分析法 状态矩阵法 3.1.3 编码键盘 . 编码键盘的基本任务是识别按键，提供按键读 数，一个高质量的编码键盘还应具有反弹跳、处理 同时按键等功能. . 静态编码器—普通编码器如74148 可编程键盘/显示接口 如8279
8279
8279的组成及引脚
8279 芯片有 40 条引脚, 由单一+5 V电源供电。 它主要由以下几部分组成:
1、 I/O控制和数据缓冲器：利用/CS、A0、/RD、 /WR等信号，控制读写的数据;
2、 控制和定时寄存器及定时控制部分：这些寄 存器储存键盘模式、显示模式，可由程序设置 其操作方式。定时控制包括定时计数器，第1个 计数器为除以N的分频器，可由程序设置，分频 值为2～31。;
8279按设计直接连到CPU总线，CPU通过可编程 控制8279的所有操作方式。这些方式包括： 输入方式： 扫描键盘—带有编码扫描线或译码扫描线。每按一 下按键，就产生一个表示按键位置的6位编码。存储 在FIFO中。 扫描传感器阵列—带有编码扫描线或译码扫描线。 按键的状态被存储在可由CPU寻址的RAM中。 选通输入—在控制线选通时，回送线上数据被传送 到FIFO中。 输出方式： 8字符或16字符的多路切换式显示器。该显示器可被 组合成两组4位或一组8位形式(B0=D0, A3=D7)。 右端输入或左端输入的显示格式。
RL7 RL6 RL5 RL4 RL3 RL2 RL1 RL0
15 14 13 12 11 10 9 8
3、扫描计数器： （1）编码（ENCODE）扫描模式，为二进 码输出，必须外接译码器（74154，4028，74138 等），译码为单一LO或HI，然后送至键盘及显
示器；
（2）译码扫描模式，已经内部译码为单一
LO，只能接4个显示器。
4、返回缓冲器
（ 1）键盘扫描模式：当设定键盘扫描模式时，从 SL0～ SL3 送出的扫描信号，将会去扫描键盘，如有按键被 按时，它会等待10ms，然后再检查该按键，将此键码 （含CTRL、SHIFT）存入FIFO RAM内。 （ 2 ）传感器模式：当设定为传感器模式时，存入 FIFO RAM的值，完全按扫描的输出码。如有传感元件被触 发时，在 8279内部的 FIFO RAM中都有一个位与之相 对应。 （3）选通输入模式：当CNTR/STB输入一个上升沿触发 时，返回线上的数据码将被反相后存入FIFO RAM， 并由IRQ发出中断信号。
有按键信号？ Y 延时等待10ms
N
仍有按键信号？ N Y 键盘处理 N
按键释放？ Y
8031
＋５Ｖ
+5V
I/O
INT0 INT1
（ａ） 中断方式 图 8-1-1 独立式按键电路
I/O
8031
（ｂ）查询方式
独立式按键电路
+5V P 2.7 ALE 8031 P0 WR RD 8 74LS 373 8 PA 0 CS PA 1 8255 PA 2 A0 PA 3 A1 PA 4 D0 ~D 7 PA 5 PA 6 PA 7 WR RD RESET GND 0
• 静态式编码器接口
0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 1 2 3 4 74148 EI 8 7 9 6 A2 A1 键 1 1 1 A2’ 0 A1’ A0’ 1 2 3 4 5 6 7 A2’ A1’ 0 A0’ 0
0
0 0 0 1 1 1
0
1 1 0 0 1 1
1
0 1 0 1 0 1
1 2 3 4 5 6 7
1K
10μF +5V
使用8255扩展I/O的独立式键盘
2.矩阵式非编码键盘
识别按键的方法
行扫描法 线反转法
+5V 10KΩ*3 行码 列 码
0键：1 1 0
1键：1 1 0 2键：1 1 0
1110
1101 1011
行 线
x2
x1 x0
8 4 0
9 5 1
A 6 2
B 7 3
• CLK是系统来的外时钟，8279靠设置定 时器将外部时钟变为内时钟。其内部基 频＝外时钟/定时器值。内部时钟的高低 控制着扫描时间和键盘去抖动时间的长 短，若8279内部时钟为100kHz，则扫描 时间为5.1ms，去抖动时间为10.3ms。
双键互锁
• 在读取一个键己按下时，不管另外有无其它键按下的 方式。如同时有多个键按下，则等待只剩下一个键按 下时，再将其值送入RAM。
串键保护
n键同时按下：等到只有一个键按下去再 处理
n键锁定：只处理一个键
消除抖动电路
“1” “0” +5v 抖动时间 ＜10ms 开关动作时间 ＞100ms
＆
＜10ms
开关
+5v
＆
I/O 接 口
单 片 机
消除抖动电路
+5V R1
(Di) Vo
Vi R2
S
V1
(Di) V 2
图 5-3
滤波延时消抖电路
显示地址寄存器，决定CPU读写哪一个显示器RAM
的字节，可由程序设置，且读/写方式可以是自动或是单 一方式。显示器RAM（16×8位）在设置好模式及地址后， CPU可直接读取。显示器RAM的数据码送出显示时，分 为两部分高4位由OUTA送出，低4位由OUTB送出，也可
单独送出，可以利用程序设置。
说明：
输出通道 D/A
传感器
A/D 电 量
非 电 量
单片机或 DSP RAM、 EPROM I/O接口
外部通信
RS232 USB
打印机
输入ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ道
板
键盘、开关、 显示器
内嵌微处理器智能仪器的基本结构
键盘接口技术
键盘输入数据和命令，显示用于仪器的状 态、命令和计算结果。 单片机键盘有两种： 全编码键盘，其键码全由硬件提供，但是 这种方式硬件结构复杂，成本高； 非编码键盘，这种键盘多采用矩阵方式， 利用软件识别键码及完成各种键功能处理。 单片机系统中多采用非编码键盘。
N键轮换
• 多个键可以同时按下，按扫描顺序，分别将其值送入 RAM。
传感器矩阵
• 无去抖动功能，键的状态直接映射到RAM中，可以 用软件检查键何时按下，何时抬起。
选通输入方式
• RL7~0作为选通输入口。!CNTL/STB作为选通信号输 入端。这是只选用显示器没有键盘的工作方式。
CLK
ALE 8051
A0
1
a）接口电路
b）真值表
可编程键盘/显示器接口8279
• 由于数据输入和显示乃是许多微处理机外设的 一个不可分离部分。系统设计者需要一种能够 控制这些功能，而又不致于使CPU负载过重的 接口。8279为8位微处理机提供这种功能。 • 8279有两个部分，键盘部分和显示器部分。键 盘部分能够与通常的打字机型键盘或随机乒乓 开关，或钮子开关相联接。显示部分驱动字母 数字显示或一排指示灯。从而减轻了CPU在扫 描键盘和刷新显示时的负担。
8279的引脚图
DB7~0－双向外部数据总线 RL2 CS－片选信号 RL3 CLK A0－区分信息的特征位 IRQ A0＝1，命令状态；A0＝0，数据 RL4 RD－读选通信号 RL5 RL6 WR－写选通信号 RL7 IRQ－中断请求输出 RESET RL7~RL0－反馈输入线 RD SL3~SL0－扫描输出线 WR OUTB3~0，OUTA3~0－显示段数据输出DB0 DB1 BD－消隐输出 DB2 DB3 RESET－复位输入。复位后： DB4 1. 16个8位字符显示为左端输入 DB5 2. 编码的扫描键为两键连锁 DB6 SHIFT－换档 DB7 CNTL/STB－控制/选通 GND CLK－外时钟输入端
74LS373
A0
P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 P2.7
WR RD INT1 +5V 20µF 2K
D0 D1 D2 SL0 D3 SL1 SL2 D4 8279 D5 D6 D7 CS WR B0 RD B1 B2 B3 IRQ A0 RESET A1 A2 CNTL A3 SHIFT
A0=1）。当FIFO RAM不是空的，IRQ会发出一个HI做 中断请求。当设置为SENSOR模式时，存放在FIFO内的 数据与外部 SENSOR 矩阵相对应，只要 SENSOR 矩阵 （ 64 个）中有任何一个变动， IRQ 都会由 LO 转为 HI ， 发出中断请求。
6.显示地址寄存器及显示器RAM
滤波延时消抖电路
键连击的处理
读 键
延时去抖 读 键 延时去抖
执 行 等键释放
执 行 延 时
非编码键盘
1)独立式键盘
图 3-1(a)
特点: 一键一线. 优点: 结构简单,键容易识别. 缺点: 占用较多检测线,不便组成大型键盘. 2)矩阵式键盘 图3-1(b) 特点: 把检测线分成二组,一组为行线,另一组为列 线,按键放在行线和列线的交叉点上. 优点: 键盘规模可扩大. 缺点: 键盘分析程序较复杂. 键盘的工作方式 a) 编程扫描方式(查询方式) b) 中断工作方式 c) 定时扫描方式
3键：1 1 0 4键：1 0 1 5键：1 0 1
0111 1110 1101
y0 y1
列线
y2 y3
A键：0 1 1
1011
线反转法
+5V