矩阵键盘2014

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1、键盘开发与设计一.键盘电路基础1.键盘的作用键盘是嵌入式系统中人机交互界面不可缺少的外围设备，客户可以通过键盘进行数据输入、命令控制、程序生产等操作，是非常重要的输入工具。一.键盘电路基础2.基本原理基本的键盘都是不同按键开关的组合。目前常使用的按键是机械式按键。它是通过机械触点的通断作用，实现电压信号高低的输入。一.键盘电路基础3.按键确认按键的闭合与断开，在系统中的响应分别是高电平或者是低电平。故在设计过程中可以采用两种方式来设计按键接口。(1).上拉式按键接口(2).下拉式按键接口S1S4S3S2P1.4P1.5P1.6P1.789C52+5

2、V图1独立式键盘接口特点：每个按键占用一条I/O线，当按键数量较多时，I/O口利用率不高，但程序编制简单。适用于所需按键较少的场合。特点：电路连接复杂，但提高了I/O口利用率，软件编程较复杂。适用于需使用大量按键的场合。图2矩阵式键盘接口1、独立式键盘接口各键相互独立，每个按键各接一根输入线，通过检测输入线的电平状态可很容易判断哪个键被按下。此种接口适于键数较少或操作速度较高的场合。芯片内有上拉电阻芯片内无上拉电阻独立按键综合练习实验任务1.设计四个按键，可用板上的AN14-17这四个。起到加1、减1、清零、锁定的作用。2.功能如下：按下AN16，

3、计数值加1，按下AN15计数值减1，通过单片机的P1端口的P1.0到P1.3显示出相应的二进制计数值。当计数值增到16时计数值变为0，当计数值减到0时计数值保持在0.长按AN17一秒，计数值清0.长按AN14一秒，计数值呈锁定状态，此时再按其他3个键计数值的值都不会发生变化；直到再次长按AN14一秒，计数值锁定状态解除。完成后可思考：扩展功能——通过数码管显示count2、矩阵式键盘接口一.键盘电路基础4.按键消抖(1).抖动的原因：由于按键的机械特性，其机械触点不能够立刻完全闭合或断开，因此会产生一系列的电平抖动信号。一.键盘电路基础(2).消抖

4、办法硬件消抖：在键数较少时可用硬件方法消除键抖动。如图所示。一.键盘电路基础软件消抖在软件中编写键盘消抖处理程序，因为在嵌入式系统中，大部分产品使用的都是价格便宜且容易发生抖动的开关按键。如果键盘能够在进行消抖处理后还能正确地读取所按下的键值，则表明该键被按下。二.键盘电路设计方法1.直接式键盘接口电路设计将各按键开关单独连接到一个单片机的输入引脚上，每个按键占用一个单片机的I/O口。也称为独立式键盘。优缺点：配置灵活，但占用的I/O过多，成本较高，因此实用输入按键较少的情况。二.键盘电路设计方法2.直接式键盘的软件设计在直接式键盘中，可以通过检测

5、与按键相连I/O接口的电平值来判断按键是否按下。程序开始按键按下是延时按键按下主程序是否否二.键盘电路设计方法3.阵列式键盘接口电路设计按键开关被组合成了行和列的矩阵，单片机的I/O接口一部分作为行线，一部分作为列线，按键布置在行线和列线的交叉点上。行列式键盘中的按键数量可以达到行线数与列线数的乘积。二.键盘电路设计方法4.阵列式键盘的软件设计读取阵列式键盘的按键值，必须采用扫描键值的方式。下面以扫描第四行为例：首先置单片机的P1_3口为低，其他引脚都为高，然后再读取P1口的值，与该行各个键盘按下后P1口的值相匹配。键盘控制流程单片机对矩阵式键盘接

6、口处理的一般过程如图3所示。键扫描消抖求键码等待释放键扫描消除抖动有键按下？键扫描确有键按下？求键值按键处理键释放？YYYNN等待键释放N开始返回按键处理键盘处理流程框图4x4矩阵键盘检测按键的方法:先拉低第一行的电平，检测1~4列有无键按下，如有返回键值，如无看下行再拉低第二行的电平，检测1~4列有无键按下，如有返回键值，如无看下行先拉低第三行的电平，检测1~4列有无键按下，如有返回键值，如无看下行再拉低第四行的电平，检测1~4列有无键按下，如有返回键值，如无则返回无键按下采用最原始的做法:上面的函数功能是实现了但是有2个致命的缺陷：1、没有键盘

7、消抖和松手检测2、代码过长1.键扫描键扫描就是要判断有无键按下，当扫描到有键按下时再进行下一步处理，否则退出键盘处理程序。独立式键盘扫描只需读取IO口状态,而矩阵式键盘描通常有两种实现方法：逐行扫描法和线反转法。逐行扫描法。依次从第一至最末行线上发出低电平信号,如果该行线所连接的键没有按下的话,则列线所接的端口得到的是全“1”信号,如果有键按下的话,则得到非全“1”信号。键盘接口的消抖1．消除键抖动键稳定键按下前沿抖动前沿抖动键合断时的电压抖动由于按键按下时的机械动作，在按键被按下或松开的瞬间，其输出电压会产生波动，称为键的抖动。键按下前沿抖动后沿

8、抖动2.消抖为确保每按一次键单片机只进行一次处理，使键盘可靠地工作，必须消除按键抖动。消抖方法有硬件消抖和软件延时两种。键