பைடு நூலகம்
三、 非编码键盘
非编码键盘分为独立式键盘和矩阵键盘。 在计算机控制系统中，有时候只需要使用 简单的键盘就能完成操作输入，按键的数 量较少可采用独立式键盘。当按键的数目 较多时，将增加输入口线，为了减少输入 口线，可采用矩阵键盘。
1、独立式键盘工作原理及接口
（1）查询法接口电路
现以3个按键为例，下图即为独立式键盘查询 法与 合接时C口P，U电数的路据数。线据按直线键接DS接00、、地DS，11、、因D而S22分相C别连PU通，读过当入上按D拉键i=电S0i阻闭； 当按键 Si 断开时，数据线通过上拉电阻接到正 电源，因而 CPU读入Di=1 。该接口电路实现的 功能为：查询检测是否有键按下，如有键闭合， 则消除抖动，再判断键号，然后转入相应的键 处理。其程序流程如图所示。采用查询法时， 必须保证 CPU每隔一定时间主动地去扫描按键 一次，该扫描时间间隔应小于两次按键的时间 间隔，否则会有按键不响应的情形。显然这种 方式占用 CPU 时间比较多。
图 5-5 独立式键盘查询法程序流程图
（2）中断法接口电路
仍以 3个按键为例，下图是一个炉温控制系统的功 能键分配图， S0、S1、S2分别代表自动 / 手动切换、 炉温参数显示和炉温参数打印功能。这是在上述查 询法接口电路的基础上，再把按键 S0、S1、S2的数 据输出线经过与非门和反相器后与 8255A 的选通输 入信号 PC4 相连， 8255A 的PC3 发出中断请求信号 经中断控制器 8259A 与CPU 的中断请求引脚相连， 这是一种典型的中断法键盘接口电路。
1．硬件方法
硬件方法是设计一个滤波延时电路或单稳态电路等硬 件的间电滤。路波按来延键避 时S未开 消按按 抖下键 电时的 路，抖 ，电动 设容时 置两间在端。按电下键压图S为与是C0由，PUR即2数和与据C非线组门D成输i之
入能启于充时突电门电只Vi为变压的延要0，，开迟使，充 门 启 时 之输电 的 电 间 大出电 输 压 取 于V压 出 时 决 或o为， 于 等VV1io与 于在R将。1非充1、不当0门电R会0Sm的2时按改和s输间下变C即出内时值，可未，的V直避o达由大到才开到于小充变按与，C电为键两非电电0抖端门路，压动电的设这的V压开计段i大影不
键按下
键释放
前沿抖动 闭合稳定 后沿抖释动放稳
二 抖动干扰的消除
按键的抖动是毫秒级的，而计算机处理速 度则是微秒级的，所以这种抖动对于人来说 是感觉不到的，但是对于计算机则是完全感 觉得到的。这种抖动就会造成按一次键产生 的开关状态被 CPU误读几次。为了使 CPU能 正确地读取按键状态，必须在按键闭合或断 开时，消除产生的前沿或后沿抖动，去抖动 的方法有硬件方法和软件方法两种。
响。同理，按键 S断开时，即使出现抖动，由于 C的放
电未是延施施迟加加过滤滤程 波 波， 电 电也 路 路会 含 后消 有 消除 前 除按 沿 抖键 抖 动抖动的动、波的后形影沿。响抖。动图的中波，形，V1V是2
(Di) V o
Vi R2
V1
(Di)
V2
滤波延时消抖电路
图 5 -3 滤波延时消抖电路
+5V R1
S
2．软件方法
软件方法是指编制一段时间大于 100ms 的延时程序， 在第一次检测到有键按下时，执行这段延时子程序 使键的前沿抖动消失后再检测该键状态，如果该键 仍保持闭合状态电平，则确认为该键已稳定按下， 否则无键按下，从而消除了抖动的影响。同理，在 检测到按键释放后，也同样要延迟一段时间，以消 除后沿抖动，然后转入对该按键的处理。
2.2 键盘接口技术
本节要点
1．按键的抖动干扰及其解决方法。 2. 独立式键盘的结构原理及其接口电路。 3．矩阵式键盘的结构原理及其接口电路。
引言
在计算机控制系统中，除了与生产过程 进行信息传递的过程输入输出设备以外， 还有与操作人员进行信息交换的常规输入 设备和输出设备。键盘是一种最常用的输 入设备,它是一组按键的集合，从功能上 可分为数字键和功能键两种，作用是输入 数据与命令，查询和控制系统的工作状态， 实现简单的人机对话。
一 键盘的抖动干扰
由于机械触点的弹性振动，按键在按下时不会 马上稳定地接通而在弹起时也不能一下子完全地 断开，因而在按键闭合和断开的瞬间均会出现一 连串的抖动，这称为按键的抖动干扰，其产生的 波形如图所示，当按键按下时会产生前沿抖动， 当按键弹起时会产生后沿抖动。这是所有机械触 点式按键在状态输出时的共性问题，抖动的时间 长短取决于按键的机械特性与操作状态，一般为 10~100ms ，此为键处理设计时要考虑的一个重 要参数。
+5V
D0
S0
D1
S1
D2
S2
独立式键盘结构原理
图 5-4 独立式键盘结构原理
开始
N
有键闭合否?
Y
延时 100 ms 消除键抖动
N 有键闭合否?
Y D 0 =0?
Y S 0 键功能程序
N D 1 =0?
Y
S 1键 功 能 程 序
N
N
D 2 =0?
Y
S 2键 功 能 程 序
独立式键盘查询法程序流程图
键盘接口电路可分为编码键盘和非编码键盘两种 类型。编码键盘采用硬件编码电路来实现键的编码， 每按下一个键，键盘便能自动产生按键代码。编码键 盘主要有 BCD码键盘、 ASCII 码键盘等类型。非编码 键盘仅提供按键的通或断状态 , 按键代码的产生与识 别由软件完成 。
编码键盘的特点是使用方便，键盘码产生速度 快，占用 CPU时间少，但对按键的检测与消除抖 动干扰是靠硬件电路来完成的，因而硬件电路复 杂、成本高。而非编码键盘硬件电路简单，成本 低，但占用 CPU的时间较长。
+5V
8088
8255A
D7 CPU D0
D7 PA0
PA1
D0
PA2 PA3
S0 S1 S2
RD INTR
RD PA4
INTRa PC3 PC4
PA5 PA6
PA7
INT
IR3
8259A
STBa
独图立5式-6键独盘立中式键断盘法中接断口法接电口路电路
工作过程如下：当 CPU对8255A初始化后， CPU 即态执，行此主时程与序 之。 相当 连按 的下I/OS0口键线即呈表现示为要低进电入平自的动同控时制，状 与非门输出为高电平，经反相器变为低电平，使