课程目标、课程重点及难点
课程目标：
了解微机控制系统键盘的构建及工作原理；认识微机控 制系统的键盘设计，掌握单片机键盘的应用。
课程重点及难点
独立式键盘及其接口电路；矩阵式键盘及其接口电路； 按键扫描驱动程序的设计。
7.1电子密码锁控制系统任务分析
一、 电子密码锁实物图：
7.1电子密码锁控制系统任务分析
7.2 键盘及其接口电路
（1）矩阵式键盘的按键识别方法 逐行扫描法： 扫描法是一种逐行或逐列判断是否有键按下的方法。扫描 法又称为逐行（或列）扫描查询法，是一种最常用的按键 识别方法。利用行扫描法判断矩阵键盘中被按下的键时主 要经过以下步骤： 第一步，识别有无键按下 让所有的行线均置为0电平，即P1.4～P1.7均输出低电平， 读取列线P1.0～P1.3的值，若P1.0～P1.3均为高电平，则 表示无键按下；若不全为高电平，则表示有键按下。
硬件消抖动：利用双稳态电
路、单稳态电路及RC积分电
路去抖。
软件消抖动：利用延时子程
序来完成，既在第一次检测 到按下按键后，经过一定抖 动时间后再次检测按键是否 按下，从而消除抖动的影响。
延时的选择非常重要，太 快了，起不到消除抖动的 效果，太慢了又让键盘太 不灵活，错过的按键信号
7.2 键盘及其接口电路
G ND
V CC R3 1K
K1
90 13
M
G ND
V CC R4 1K
R5 1K R6 1K R7 1K
LE D1
1 a D PY
2b
a
3 4
c d
f
g
b
5
ee
c
6
f
d
7 g [L ED gn ]
LE D2
1 a D PY
2b
a
3 4
c d
f
g
b
5 ee
c
6f
d
7 g [L ED gn ]
V CC R 8 1K
二、键盘的结构方式
键盘有两种基本类型：编码键盘和非编码键盘。 编码键盘采用硬件线路来产生键码，每按下一个键，键盘 能自动生成按键代码。 非编码键盘是靠软件来识别键盘上的闭合键，并由软件编 成来确定按键代码。非编码键盘具有结构简单、价格便宜 等特点，因此在单片机系统中普遍采用非编码键盘。 非编码键盘按结构方式划分，有 键盘及其接口电路
独立式键盘接口原理图
矩阵式键盘接口原理图
7.2 键盘及其接口电路
2、矩阵式键盘及其接口 在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常 将按键排列成矩阵形式。 在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接 连通，而是通过一个按键加以连接，如图所示。这样， 一个端口（如P1口）就可以构成4*4=16个按键，比独立 式键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显，如再 多加一条线就可以构成20键的键盘，而直接用端口线则 只能多出一个键（9键）。
7.2 键盘及其接口电路
在实际键盘接口设计时，必须考虑以下一些问题： 按键开关的消抖问题 重键 连击
（1）按键开关的抖动问题 由于按键的结构为机械弹性开关，因此按键从最初按下 到接触稳定需数毫秒的弹跳时间，这样的抖动时间一般 在5~10ms，松开键时也有同样的问题。
7.2 键盘及其接口电路
键盘消抖动的方法有两种。
R 9 1K
R 10 1K
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
E
4
LE D3
1 a D PY
2b
a
3 4
c d
f
g
b
5 ee
c
6f
d
7 g [L ED gn ]
V CC R 11 1K
90 13
G ND
7.1电子密码锁控制系统
7.1电子密码锁控制系统
7.1电子密码锁控制系统
四、项目所需元器件 （1）实验控制板。 （2）4个共阳极LED数码管、11个按钮。 （3）继电器、电动小马达、三极管、喇叭等 （4）晶振12M，启振电容30pf2个，复位电容22uf,电阻若干。 五、项目所涉及的知识内容 （1）键盘的构成、扫描及编码。 （2）键盘的编程。
7.2 键盘及其接口电路
一、键盘的基本概念 键盘是一组开关的集合，是最常用的输入设备之一。组 成键盘的按键有触点式和非触点式两种。 触点式按键通常是机械触点开关，它利用了机械触点的 通、断特性完成信息的输入。 非触点式按钮主要指利用电子器件的通、断来完成信息 的输入，如工作在开关状态的三极管、电力电子器件 IGBT等。 在单片机控制系统中常用触点式开关来组成键盘。
二、任务分析 （1）状态1：开机复位，等待输入，输入四位密码，按Enter
键结束。 （2）状态2：若密码输入正确，则数码管显示“god”。驱动
继电器，使小马达运行。延时五秒返回重新输入。 （3）状态3：若密码输入不正确，则数码管第一位显示输入
次数，后二位显示“ER”，延时三秒后返回重新输入。 （4）状态4：当错误输入次数满三次时，起动蜂鸣器报警。
延时五秒返回重新输入。
1
2
3
7.1电子密码锁控制系统任务分析
三、硬件控制线路
V CC
C1
22 uf R1 1K
98 C2 05 1
V CC
R2
1K G ND
C1
30 uF
12 M Hz
G ND
C2
30 uF
R ST V CC P3 .0 P1 .7 P3 .1 P1 .6 X TA L2 P1 .5 X AT L1 P1 .4 P3 .2 P1 .3 P3 .3 P1 .2 P3 .4 P1 .1 P3 .5 P1 .0 EN D P3 .7
7.2 键盘及其接口电路
1、独立式键盘及其接口 独立式键盘，是一种最简单的键盘构成方法，它将每个 按键的一端接到单片机的I/O口，另一端接地，如图所 示。 主要特点是各个键相互独立，每一个按键对应一根输入 口线。键盘软件结构简单，但当键盘数目较多时，需占 用大量的输入口线，所以在使用上受到了很大的限制。
7.2 键盘及其接口电路
第二步，若有键被按下，识别出具体的按键 方法是采用逐行扫描的办法，即逐行置零电平，检查各列
线的电平。如首先置第一行为0，其余行为1，也就是让 P1.4～P1.7输出0111，读取列线P1.0～P1.3的值；若不全为1， 则根据读取的列值即可判断出按键在第一行第几列上，从 而识别出按键的位置；若全为1，表示第一行无键按下， 那么就再置第二行为0，其余行为1，即P1.4～P1.7输出1011， 再读取列值，根据列值结果，判断第二行上有无键被按下， 依此类推，识别出按键的键值。
（2）重键：是指无意同时或先后按下两个以上的键。 （3）连击：是指一次按键产生多次击键的结果。
通常在单片机应用系统中，对于重键或连击现象，也 多利用软件来进行控制，如采取单键按下有效、多个 键按下无效，并且在某个键被按下时，CPU等待此键 释放的过程中不响应其它按键等策略来解决。
7.2 键盘及其接口电路