单片机技术讲座ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第三讲：键盘及其接口技术
•键盘设计中应注意的几个问题 •键盘接口的软件设计 •串行显示/键盘接口芯片的用法 的用法
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• 在一个单片机应用系统中，键盘和显示是系统中 并不可少的输入输出设备，是控制系统与操作人员 对话的窗口。 •一个安全可靠的控制系统通常具有方便的交互功能， 操作人员可以通过外设键盘灵活地输入各种参数以 调节系统的运行，掌握系统的工作状态。在一些复 杂的应用系统中，为准确判断系统的运行状态和故 障定位，设计人员往往会在程序中加入一些用于系 统定位的代码，一种简便的做法便是额外设置几个 按键，通过按键的组合以及显示状态的不同来判定 系统的工作状况，以便及时了解系统内部运行状态， 一旦出现故障，也可在最短的时间内找出故障原因， 及时恢复。
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一、键盘设计中应注意的几个问题 •键盘接口类型的选择 键盘接口类型的选择 •多键和重键的处理 多键和重键的处理 •键盘的防抖动技术 键盘的防抖动技术
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1.键盘接口类型的选择 1.键盘接口类型的选择 • 键盘的两种接口方式：独立式和行列式 键盘的两种接口方式： • 优缺点： 优缺点：
单片机技术讲座 键盘的防抖动技术 • 键盘采用机械弹性开关来反映一个电压信号的开、断。由 于机械触点的弹性作用，在闭合和断开瞬间会有抖动发生。抖 动时间的长短由按键的机械特性决定，一般在5～10ms之间。 为确保按键不产生误动作，在编写按键处理程序中必须有防抖 动措施，防抖动措施有硬件和软件两种方法。 • 硬件防抖动：采用RS触发器，构成双稳态消抖电路，一般 用在对按键操作过程比较严格的场合，采用硬件防抖动电路将 导致系统硬件电路设计复杂化。 • 软件消抖：当软件检测到第一次按键按下时，执行一个 10～20ms的软件延时程序，之后再检测该键电平是否仍维持在 闭合状态，若仍然保持，则确认此键是真正按下，从而消除了 抖动的影响。
单片机技术讲座 初始状态，显示1 2 3 4 5 6；按下K1时，显示6 5 4 3 2 1， 按下K4返回到初始状态。按下K2时，继电器动作，同时4个发 光二极管轮流闪烁，按下K4返回到初始状态。 主程序和按键子程序流程：
开 始
设置显示缓器数据为1、2、3 、5、5、6
调显示子程序
调按键子程序
返 回
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键盘接口的软件设计步骤：
1. 判断有无按键按下 2. 当发现有按键按下时，加入软件延时以消除 键盘抖动影响 3. 根据一定的键值编写相应的执行程序 4. 判断键值是否释放，若未释放，则等待以避 免重键或产生错误的按键结果。
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1、独立式键盘的程序设计 独立式键盘的程序设计 • 独立式按键的程序设计通常采用查询方式，对键 值的处理一般采取直接处理的方式，即用跳转指令 AJMP或采用散转指令Jmp @A+DPTR。 • 单片机接口电路的设计，一般采用低电平输入有 效方式。
主程序流程
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行列式键盘的程序设计 当系统需要的按键数比较多时，一般采用行列式 键盘。行列式结构的键盘显然比独立式要复杂， 识别也要繁琐一些。行列式键盘处理程序的关键 是如何识别键码，即按键所对应的值。通常将查 询键码的过程称之为“扫描”。
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3.串行显示 键盘接口芯片的用法 串行显示/键盘接口芯片的用法 串行显示 •独立式还是行列式，占用CPU大量的I/O端口。 •串行2线或4线接口的显示/键盘接口芯片，可最大限度减少 CPU I/O口资源，zlg7289便是其中的代表。 •zlg7289是一款可同时驱动8 位共阴式数码管和64个键的键盘 矩阵接口芯片，内部含有译码器可直接接受BCD码或16进制 码，并同时具有2种译码方式。主要特点有：（1）串行接口 ，无需外围元件可直接驱动LED数码管。（2）具有段寻址指 令，可方便控制独立的LED数码管。（3）键盘控制器内含去 抖动电路。zlg7289采用28脚DIP封装，控制指令分纯指令和 带有数据的指令两种。与键盘相关的指令为“读键盘数据指 令”，该指令可直接从7289中读出当前的按键代码。7289与 单片机的接口采用四线SPI串行总线方式，可以节省单片机 I/O口线，典型应用如下图所示。
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•多键和重键的处理 多键和重键的处理
一个单片机应用系统在实际操作中，如出现多键现象， 一个单片机应用系统在实际操作中，如出现多键现象， 即同时或先后按下两个以上的键，通常的处理办法是以 即同时或先后按下两个以上的键， 最先按下的键为当前按键。另外， 最先按下的键为当前按键。另外，当使用人员由于误操 作的原因而导致多次连击同一个按键，即重键现象。 作的原因而导致多次连击同一个按键，即重键现象。为 避免重键影响系统的正常运行，在软件编写过程中， 避免重键影响系统的正常运行，在软件编写过程中，以 该键释放作为按键的结束， 该键释放作为按键的结束，即执行完相应的按键功能程 序后，等待该键释放结束，以防止出现反复执行按键程 序后，等待该键释放结束， 序的现象。 序的现象。