智能仪器设计基础 教学课件 作者 王祁 主编 第5章　智能仪器外设处理技术.ppt

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1、第5章　智能仪器外设处理技术5.1　键盘处理技术5.2　LED显示处理技术5.3　通用键盘/显示器接口芯片HD7279A5.4　LCD显示处理技术5.5　打印处理技术5.6　触摸屏处理技术5.1　键盘处理技术5.1.1　按键类型5.1.2　键抖动、键连击及串键的处理5.1.3　键盘处理步骤5.1.4　键盘的组织形式和工作方式5.1.5　非编码键盘的处理5.1.6　编码键盘的处理5.1.1　按键类型目前常用的按键有三种：机械触点式按键、导电橡胶式按键和柔性按键(又称轻触按键)。机械触点式按键是利用金属的弹性使按键复位，具有手感明显、接触可靠的

2、特点。导电橡胶按键则是利用橡胶的弹性来复位，通常采用压制方法把面板上所有的按键制作在一起，体积小，装配方便。柔性按键出现较晚但发展迅速，分为凸球型和平面型两类：前者动作行程触感明显、富有立体感，但工艺复杂；后者动作行程极微、触感较弱，但工艺简单、防尘耐蚀、寿命长、外观和结构容易满足仪器设计要求。5.1.2　键抖动、键连击及串键的处理1.键抖动处理与键连击处理2.键盘串键处理1.键抖动处理与键连击处理图5-1　按键抖动现象1.键抖动处理与键连击处理图5-2　采用RS触发器的去抖电路1.键抖动处理与键连击处理图5-3　键盘扫描子程序流程图2.键

3、盘串键处理在同一时间有多个键按下称为串键。采用相应的技术可对串键情况加以避免或利用。处理串键有两种技术：N键锁定技术和N键有效技术。N键有效技术将所有按键信息都存入缓冲器中，然后逐个处理或组合处理。组合处理方式可赋予串键特定功能，提高按键的利用率。N键锁定技术只处理一个键，通常只有第一个被按下的键或最后一个松开的键产生键码，视为正确按键，执行相关的处理。5.1.3　键盘处理步骤无论键盘系统采用何种组织形式和工作方式，键盘的处理都应包含以下内容：监视有无键按下(键监视)：判断是否有键按下。若有，进行下一步；若无，则等待或转做其他工作。判断哪个

4、键按下(键识别)：在有键按下的情况下，进一步识别出按下的是哪个键并确定具体按键的键码。实现按键的功能(键处理)：单义键情况下，CPU只需根据键码执行相应的键盘处理程序；多义键情况下，应根据键码和具体键序执行相应的键盘处理程序。5.1.4　键盘的组织形式和工作方式键盘按其工作原理可分为非编码式和编码式两种组织形式。非编码式键盘不含编码器，硬件较为简单，主要由软件完成键监视和键识别。编码式键盘内含编码器，软件简单，主要由硬件电路完成键监视和键识别，同时产生选通脉冲与CPU进行联络。键盘的工作方式分为编程扫描方式、定时扫描方式和中断扫描方式，具体

5、采用哪种工作方式应根据实际系统中CPU工作的忙、闲情况而定，其原则是既要保证及时响应按键操作，又不要过多占用CPU的工作时间。编程扫描方式：一个工作周期内，CPU在执行其他任务的空闲时间调用键盘扫描子程序反复扫描键盘，以响应用户从键盘上输入的命令和数据，有键操作则获取键码并执行相应的键处理程序。由于该方法在CPU运行其他程序时不响应键盘输入，因此应考虑程序是否对每次按键都会作出及时响应。5.1.5　非编码键盘的处理1.独立式键盘处理2.矩阵式键盘处理5.1.5　非编码键盘的处理图5-4　独立式键盘结构1.独立式键盘处理独立式键盘结构如图5-

6、4所示，其特点为一键一线，即每个按键单独占用一根输入口线，可直接通过相应口线的电平变化判断出哪一个键被按下。独立式键盘优点为结构简单，各检测线相互独立，按键容易识别；缺点为占用较多的输入口线，适用于按键较少的场合，不便于组成大型键盘。图示独立式键盘工作于中断扫描方式。独立式键盘的处理较为简单：如果“与门”输出信号由高变低，说明有键按下(键监视)；CPU响应中断并在中断服务程序中进行键盘扫描即读取输入口线电平，判断哪根口线为低电平，然后执行按键前沿去抖操作，如果该口线仍为低电平，则说明该口线对应按键已稳定按下，进而获取该键键码(键识别)；CP

7、U根据键码执行相应的键处理程序(键处理)；执行按键后沿去抖操作，确认闭合键释放后返回。图中的上拉电阻保证未按下键对应的检测口线为稳定的高电平。如果去掉图中的与门，则需采用编程扫描方式或定时扫描方式，即CPU空闲时或定时器溢出中断发生时进行键盘扫描，依据输入口线电平是否为低电平判断有无按键按下。2.矩阵式键盘处理图5-5　矩阵式键盘结构2.矩阵式键盘处理(1)扫描法表5-1　键盘编码表(2)线反转法　反转法要求连接矩阵键盘行线和列线的接口为双向口，而且在行线和列线上都需要接上拉电阻，以保证无键按下时行线或列线处于稳定的高电平状态。2.矩阵式键

8、盘处理5-6.TIF2.矩阵式键盘处理图5-7　应用线反转法的矩阵式键盘电路2.矩阵式键盘处理表5-2　键码转换表5.1.6　编码键盘的处理图5-8　简单编码键盘的接口电路5.2