计算机控制技术.ppt

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1、第五章第五章 键盘及其接口技术键盘及其接口技术 本章要点：本章要点：1 1按键的抖动干扰及其解决方法。按键的抖动干扰及其解决方法。2 2独立式键盘的结构原理及其接口电路。独立式键盘的结构原理及其接口电路。3 3矩阵式键盘的结构原理及其行扫描法。矩阵式键盘的结构原理及其行扫描法。4 4编码器及其编码键盘接口电路。编码器及其编码键盘接口电路。返回总目录返回总目录本章主要内容本章主要内容 引言引言5.1 5.1 键盘输入电路键盘输入电路5.2 5.2 非编码独立式键盘非编码独立式键盘5.3 5.3 非编码矩阵式键盘非编码矩阵式键盘5.4 5.4 编码键盘编码键盘 思考题思考题引言引言键盘键盘-一种最

2、常用的输入设备一种最常用的输入设备,它是一组按键的集合，它是一组按键的集合，分类分类-从功能上可分为从功能上可分为数字键和功能键数字键和功能键两种，作用是输入数两种，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。人机对话。键盘接口电路键盘接口电路编码键盘编码键盘:采用硬件编码电路来实现键的编码，每按下一个键，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。编码键盘主要有键盘便能自动产生按键代码。编码键盘主要有BCDBCD码键码键 盘、盘、ASCIIASCII码键盘等类型。码键盘等类型。特点：特点：使

3、用方便，键盘码产生使用方便，键盘码产生速度快速度快，占用占用CPUCPU时间少时间少，但对，但对 按键的检测与消除抖动干扰是靠硬件电路来完成的，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。因而硬件电路复杂、成本高。非编码键盘：非编码键盘：仅提供按键的通或断状态仅提供按键的通或断状态,按键代码的产生与识别按键代码的产生与识别 由软件完成。由软件完成。特点：特点：硬件电路简单，成本低，但硬件电路简单，成本低，但占用占用CPUCPU的时间较长的时间较长。5.1 5.1 键盘输入电路键盘输入电路主要知识点主要知识点:5.1.1 5.1.1 键盘的抖动干扰键盘的抖动干扰5.1

4、.2 5.1.2 抖动干扰的消除抖动干扰的消除链接动画链接动画5.1.1 5.1.1 键盘的抖动干扰键盘的抖动干扰 图图 键盘的抖动干扰键盘的抖动干扰5.1.2 5.1.2 抖动干扰的消除抖动干扰的消除去抖动的方法去抖动的方法-有有硬件方法硬件方法和和软件方法软件方法两种两种。1 1硬件方法硬件方法-设计一个滤波延时电路或单稳态电路设计一个滤波延时电路或单稳态电路 2 2软件方法软件方法-编制一段时间大于编制一段时间大于100ms100ms的延时程序的延时程序图图 滤波延时消抖电路滤波延时消抖电路链接动画链接动画5.2 5.2 非编码独立式键盘非编码独立式键盘 主要知识点主要知识点:5.2.1

5、 5.2.1 查询法接口电路查询法接口电路5.2.2 5.2.2 中断法接口电路中断法接口电路5.2.1 5.2.1 查询法接口电路查询法接口电路图图 独立式键盘结构原理独立式键盘结构原理链接动画链接动画实现的功能实现的功能实现的功能实现的功能查询检测是否有键查询检测是否有键查询检测是否有键查询检测是否有键 按下，如有键闭按下，如有键闭按下，如有键闭按下，如有键闭 合，则消除抖动，合，则消除抖动，合，则消除抖动，合，则消除抖动，再判断键号，然后再判断键号，然后再判断键号，然后再判断键号，然后 转入相应的键处转入相应的键处转入相应的键处转入相应的键处 理。其程序流程如理。其程序流程如理。其程序流

6、程如理。其程序流程如所示。所示。所示。所示。图图 独立式键盘查询法程序流程图独立式键盘查询法程序流程图 5.2.2 5.2.2中断法接口电路中断法接口电路链接动画链接动画 5.3 5.3 非编码矩阵式键盘非编码矩阵式键盘主要知识点主要知识点:5.3.1 5.3.1 矩阵式键盘的结构组成矩阵式键盘的结构组成5.3.2 5.3.2 矩阵式键盘的程序设计矩阵式键盘的程序设计5.3.1 5.3.1 矩阵式键盘的结构组成矩阵式键盘的结构组成v矩矩阵阵式式键键盘盘又又叫叫行行列列式式键键盘盘，是是用用I/O口口线线组组成成的的行行、列列矩矩阵阵结结构构，在在每每根根行行线线与与列列线线的的交交叉叉处处，二

7、二线线不不直直接接相相通通而而是是通通过过一一个个按按键键跨跨接接接接通通。采采用用这这种种矩矩阵阵结结构构只只需需M根根行行输输出出线线和和N根根列列输输入入线线，就就可可连连接接MN个个按按键键。通通过过键键盘盘扫扫描描程程序序的的行行输输出出与与列列输输入入就就可可确确认认按按键键的的状状态态，再再通通过过键键盘处理程序便可识别键值。盘处理程序便可识别键值。图图 矩阵式键盘接口电路矩阵式键盘接口电路链接动画链接动画行扫描原理行扫描原理 链接动画链接动画5.3.2 5.3.2 矩阵式键盘的程序设计矩阵式键盘的程序设计计算机键盘设计计算机键盘设计:u在在设设计计键键盘盘扫扫描描程程序序时时，

8、必必须须考考虑虑实实时时性性.消消除除抖抖动动干干扰扰。通通用用方方式式编编程程扫扫描描、定定时时扫扫描描或或中中断断扫扫描描。u下面来考虑扫描程序的编写与准备下面来考虑扫描程序的编写与准备链接动画链接动画图图 矩阵式键盘扫描及键处理程序流程图矩阵式键盘扫描及键处理程序流程图程序设计程序设计nKEYKEY：MOV ALMOV AL，0 0nMOV CLMOV CL，AL AL ；行值寄存器；行值寄存器CLCL和列值寄存器和列值寄存器DLDL清零清零nMOV DLMOV DL，ALALnMOV ALMOV AL，0FFH0FFHnOUT PORT1OUT PORT1，AL AL ；使所有行线为低

9、电平；使所有行线为低电平nIN ALIN AL，PORT1 PORT1 ；读列键值读列键值nCMP ALCMP AL，0FFH 0FFH ；检查是否有键按下检查是否有键按下nJZ DONE JZ DONE ；无键按下转返回无键按下转返回nCALL DELAY CALL DELAY ；有键按下调延时有键按下调延时100mA100mA子程序子程序nMOV ALMOV AL，0FFH0FFHnOUT PORT1OUT PORT1，AL AL nIN ALIN AL，PORT1 PORT1 ；重复上述扫描重复上述扫描,再次确认是否有键按下再次确认是否有键按下nCMP ALCMP AL，0FFH0FFH

10、nJZ DONE JZ DONE ；无键按下转返回无键按下转返回nMOV AHMOV AH，08 08 ；行数行数0808送计数器送计数器AHAHnMOV BLMOV BL，01H 01H ；行扫描初值；行扫描初值(即即X0X0线线)送送BLBLnKEY1KEY1：MOV ALMOV AL，BLBLnOUT PORT1OUT PORT1，AL AL ；输出使某行为低电平；输出使某行为低电平nIN ALIN AL，PORT1 PORT1 ；读入列值读入列值nCMP ALCMP AL，0FFH 0FFH ；判断此行是否有键按下判断此行是否有键按下nJNZ KEY2 JNZ KEY2 ；有键按下转有

11、键按下转KEY2KEY2nMOV ALMOV AL，CLCLnADD ALADD AL，08 08 ；无键按下无键按下,行值寄存器加行值寄存器加0808nDAA DAA nMOV CLMOV CL，ALAL程序设计程序设计(续续)nRCL BLRCL BL，1 1 ；求下一行为低电平的输出代码求下一行为低电平的输出代码nDEC AH DEC AH ；判判8 8行全扫描完了吗行全扫描完了吗nJNZ KEY1 JNZ KEY1 ；若未完转若未完转KEY1KEY1，继续扫描下一行，继续扫描下一行nDONEDONE：IRET IRET ；若全完则返回若全完则返回nKEY2KEY2：INC DL INC

12、 DL ；列值寄存器加列值寄存器加1(1(与键值对应与键值对应)nRCR ALRCR AL，1 1 ；列值循环右移列值循环右移1 1位位nJC KEY2 JC KEY2；判断该列是否为判断该列是否为1 1，为，为1 1则无键按下继查下一则无键按下继查下一列列nMOV ALMOV AL，CL CL ；为为0 0则有键按下则有键按下,获得列值获得列值nADD ALADD AL，DLDLnDAA DAA ；求键值；求键值nMOV BUFFMOV BUFF，AL AL ；键值送缓冲单元暂存；键值送缓冲单元暂存nJMP KEYADR JMP KEYADR ；转查找功能键的入口地址；转查找功能键的入口地址

13、nEND KEY END KEY ；程序设计程序设计(续续)5.4 5.4 编码键盘编码键盘主要知识点主要知识点:5.4.15.4.1 二进制编码器二进制编码器5.4.2 5.4.2 编码键盘接口电路编码键盘接口电路 5.4.1 5.4.1 二进制编码器二进制编码器具有优先级的二进制具有优先级的二进制8 8位编码器位编码器CD4532B CD4532B 的真值表见表的真值表见表5-15-1。状状 态态 输输 入入编编 码码 输输 出出EiI7I6I5I4I3I2I1I0GSO2O1 O0 Eo000000100000000000011110000110100101100101001100010

14、11011000011000110000011010110000001110011000000011110图图 二进制编码键盘接口电路二进制编码键盘接口电路5.4.2 编码键盘接口电路 图图 消抖电路波形图消抖电路波形图思考题思考题n1 1简述键盘的两种类型及其特点。简述键盘的两种类型及其特点。n2 2简述何为键盘的抖动干扰及其消除的两种方简述何为键盘的抖动干扰及其消除的两种方 法。法。n3 3对比分析说明图对比分析说明图5-35-3与图与图5-55-5两种键盘接口电路两种键盘接口电路 的异同。的异同。n4 4结合图结合图5-65-6，分析说明矩阵式键盘电路的逐行，分析说明矩阵式键盘电路的逐行 零扫描法的工作过程。零扫描法的工作过程。n5 5分析说明图分析说明图5-85-8二进制编码键盘接口电路的工二进制编码键盘接口电路的工 作原理。作原理。n6 6结合图结合图5-85-8与图与图5-95-9，分析说明硬件电路消除，分析说明硬件电路消除 抖动干扰的过程。抖动干扰的过程。