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1、2．芯片内部结构及原理——74922芯片74922芯片是专用编码键盘接口芯片,当按下某一按键时,该芯片能自动给出相应的编码信息,并可自动消除抖动,从而可使设计者免除一部分软件编程。74922芯片有16键IC和20键IC,图1所示为4×4(16键)扫描式编码键盘原理图。图1扫描式编码键盘这种键盘的按键排成矩阵形式,以减少按键联线。如图中有16个键,排列成4行4列,仅需8根引线。时钟发生器的输出送给4位计数器进行计数,计数器的低2位经译码后作为行扫描,高2位经译码后作为列扫描。若没有检出有键闭合,则计数器周而复始反复计数,即
2、反复进行扫描,一旦检出有键闭合,就发出一个脉冲使时钟振荡器停振,计数器随即停止计数。单片机通过读取计数器的计数值来获取闭合键所在的行列位置,然后从ROM中查表得到按键读数。如果有两个键同时按下,则扫描到第一个闭合键时就停止扫描,把该键当作有效按键进行处理。74922芯片(16键IC)的引脚排列如图2所示:X1～X4:列线。Y1～Y4:行线。OSC:接振荡电容0.1μ,以便扫描矩阵键盘KM:键盘消除抖动电路,并发出两种信号(1)内计数器停止计数。(2)若有键按下,使DA脚由未按键时的低电平变为高电平,若按键未放开则一直保持
3、高电平,当按键放开时,才转为低电平。此引脚外接一个电容是OSC所接电容的10倍。图274922(16键)引脚排列七段译码器74477447有4个BCD码输入端A、B、C和D，其中D为最高有效位，A为最低有效位，它们分别与输出端口中的4位相连。7447的7个输出引脚a～g直接与LED的相应引脚相连，每个段中都串接一个限流电阻，其阻值为100Ω。当灭灯输入/动态灭灯输出（BI/RBO）开路或为高电平而试灯输入为低电平，则所有输出端都为1。BI/RBO是线与逻辑，作灭灯输入（BI）或动态灭灯（RBO）之用，或者兼为二者之用。图
4、7表2[1].要求0—15时，灭灯输入（BI）必须开路或保持高电平，如果不要灭十进制数零，则动态灭灯输入（RBI）必须开路或为高电平。 [2].将一低电平直接输入BI端，则不管其他输入为何电平，所有的输出端均输出为低电平。 [3].当动态灭灯输入（RBI）和A,B,C,D输入为低电平而试灯输入为高电平时，所有各段输出都为0，并且动态灭灯输出（RBO）为低电平（响应条件）。 [4].当灭灯输入/动态灭灯输出（BI/RBO）开路或为高电平而试灯输入为低电平，则所有输出端都为1。 表中1=高电平，0=低电平。
5、BI/RBO是线与逻辑，作灭灯输入（BI）或动态灭灯（RBO）之用，或者兼为二者之用。二．理论分析与计算1．设计思想在设计单片机系统时,为了实现系统所需的多按键多位十进制数显示的和节约I/O口资源,简化硬件电路要求,在串行口被用于其它用途的情况下,我们选用了一种新型的键盘、显示接口电路。其设计思想为:在显示部分:用7根I/O线通过七段译码器(7447)和3-8线译码器(74LS138)外接了8个LE数码管即可完成动态显示。其中,段码采用硬件译码,单片机读到的键盘值送到P0口的低4位,经7447七段译码器译成段码送数码管。
6、而位线由P0口的P0.4～P0.6三位经4LS138译码器控制。在键盘部分:键盘扫描由74922芯片来完成。设计中用了5个I/O线于74922芯片相接。其中根I/O线(P1.0～P1.3)接74922的A、B、C、D引脚,向单片机传送键值的BCD码。P1.4接74922的DA引脚,作为是否有键按下和按键是否放开的识别端。程序中只要检测D脚由低电平→高电平(有键按下)、高电平→低电平(键放开),就将74922的D、C、B、A(键值的BCD码)读入T89C51。这个键值再由P0口的低4位送给七段译码器7447,硬件译码后的段
7、码送给数码管显示。使得键盘控制程序相当简单,减轻了CPU用软件去扫描键盘,读取键值的负担,从而提高了CPU的利用率。2．设计流程有开始芯片判断是否有按键按下芯片查表判断是否有按键按下闪烁显示显示判断是否有中断进行加减判断是否有按键按下有有否否结束三．电路与程序设计1．硬件电路设计键盘、显示硬件电路如图3所示。图3 键盘、显示接口电路 本电路的特点是:不采用通常的总线接口方式,而是采用了非总线结构。其优点在于减少了扩展I/O口部分的芯片使用,用单片机的I/O线直接与外部芯片连接,使得硬件设计和软件编程相对简单。同时在外部
8、芯片的选用中,采用硬件译码和硬件编码键盘控制芯片,实现了用尽可能少的I/O线设计出尽可能大的键盘显示接口电路。电路中,在4×4键盘中每个按键的值是固定的,具体位置如图4所示,所以编程时只要建立一个TABLE表,就可根据需要设计各种键盘。图4 键盘值示意图2．程序设计;*********************;主程序
