當(dāng)前位置:首頁(yè) > 單片機(jī) > 單片機(jī)
[導(dǎo)讀]1. 鍵的分類(lèi)按鍵按照結(jié)構(gòu)原理可分為兩類(lèi),一類(lèi)是觸點(diǎn)式開(kāi)關(guān)按鍵,如機(jī)械式開(kāi)關(guān)、導(dǎo)電橡膠式開(kāi)關(guān)等;另一類(lèi)是無(wú)觸點(diǎn)式開(kāi)關(guān)按鍵,如電氣式按鍵,磁感應(yīng)按鍵等。前者造價(jià)低,后者壽命長(zhǎng)。目前,微機(jī)系統(tǒng)中最常見(jiàn)的是觸點(diǎn)

1. 鍵的分類(lèi)

按鍵按照結(jié)構(gòu)原理可分為兩類(lèi),一類(lèi)是觸點(diǎn)式開(kāi)關(guān)按鍵,如機(jī)械式開(kāi)關(guān)、導(dǎo)電橡膠式開(kāi)關(guān)等;另一類(lèi)是無(wú)觸點(diǎn)式開(kāi)關(guān)按鍵,如電氣式按鍵,磁感應(yīng)按鍵等。前者造價(jià)低,后者壽命長(zhǎng)。目前,微機(jī)系統(tǒng)中最常見(jiàn)的是觸點(diǎn)式開(kāi)關(guān)按鍵。

2.輸入原理

單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,除了復(fù)位按鍵有專(zhuān)門(mén)的復(fù)位電路及專(zhuān)一的復(fù)位功能外,其它按鍵都是以開(kāi)關(guān)狀態(tài)來(lái)設(shè)置控制功能或輸入數(shù)據(jù)的。當(dāng)所設(shè)置的功能鍵或數(shù)字鍵按下時(shí),計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)完成該按鍵所設(shè)定的功能,鍵信息輸入是與軟件結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的過(guò)程。

對(duì)于一組鍵或一個(gè)鍵盤(pán),總有一個(gè)接口電路與CPU相連。CPU可以采用查詢(xún)或中斷方式了解有無(wú)將鍵輸入,并檢查是哪一個(gè)鍵按下,將該鍵號(hào)送入累加器ACC,然后通過(guò)跳轉(zhuǎn)指令轉(zhuǎn)入執(zhí)行該鍵的功能程序,執(zhí)行完后再返回主程序

3.按鍵結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

微機(jī)鍵盤(pán)通常使用機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵開(kāi)關(guān),其主要功能是把機(jī)械上的通斷轉(zhuǎn)換成為電氣上的邏輯關(guān)系。也就是說(shuō),它能提供標(biāo)準(zhǔn)的TTL邏輯電平,以便與通用數(shù)字系統(tǒng)的邏輯電平相容。

機(jī)械式按鍵再按下或釋放時(shí),由于機(jī)械彈性作用的影響,通常伴隨有一定時(shí)間的觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng),然后其觸點(diǎn)才穩(wěn)定下來(lái)。其抖動(dòng)過(guò)程如下圖所示,抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短與開(kāi)關(guān)的機(jī)械特性有關(guān),一般為5~10 ms。

在觸點(diǎn)抖動(dòng)期間檢測(cè)按鍵的通與斷狀態(tài),可能導(dǎo)致判斷出錯(cuò),即按鍵一次按下或釋放被錯(cuò)誤地認(rèn)為是多次操作,這種情況是不允許出現(xiàn)的。為了克服按鍵觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)所致的檢測(cè)誤判,必須采取去抖動(dòng)措施。這一點(diǎn)可從硬件、軟件兩方面予以考慮。在鍵數(shù)較少時(shí),可采用硬件去抖,而當(dāng)鍵數(shù)較多時(shí),采用軟件去抖。

4. 按鍵編碼

一組按鍵或鍵盤(pán)都要通過(guò)I/O口線查詢(xún)按鍵的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。根據(jù)鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)的不同,采用不同的編碼。無(wú)論有無(wú)編碼,以及采用什么編碼,最后都要轉(zhuǎn)換成為與累加器中數(shù)值相對(duì)應(yīng)的鍵值,以實(shí)現(xiàn)按鍵功能程序的跳轉(zhuǎn)。

5. 制鍵盤(pán)程序

一個(gè)完善的鍵盤(pán)控制程序應(yīng)具備以下功能:

(1) 檢測(cè)有無(wú)按鍵按下,并采取硬件或軟件措施,消除鍵盤(pán)按鍵機(jī)械觸點(diǎn)抖動(dòng)的影響。

(2) 有可靠的邏輯處理辦法。每次只處理一個(gè)按鍵,其間對(duì)任何按鍵的操作對(duì)系統(tǒng)不產(chǎn)生影響,且無(wú)論一次按鍵時(shí)間有多長(zhǎng),系統(tǒng)僅執(zhí)行一次按鍵功能程序。

(3) 準(zhǔn)確輸出按鍵值(或鍵號(hào)),以滿(mǎn)足跳轉(zhuǎn)指令要求。

獨(dú)立式按鍵

單片機(jī)控制系統(tǒng)中,往往只需要幾個(gè)功能鍵,此時(shí),可采用獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu)。

1.獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu)

獨(dú)立式按鍵是直接用I/O口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路,其特點(diǎn)是每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根I/O口線,每個(gè)按鍵的工作不會(huì)影響其它I/O口線的狀態(tài)。獨(dú)立式按鍵的典型應(yīng)用如圖7.4所示。

獨(dú)立式按鍵電路配置靈活,軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但每個(gè)按鍵必須占用一根I/O口線,因此,在按鍵較多時(shí),I/O口線浪費(fèi)較大,不宜采用。

2. 立式按鍵的軟件結(jié)構(gòu)

獨(dú)立式按鍵的軟件常采用查詢(xún)式結(jié)構(gòu)。先逐位查詢(xún)每根I/O口線的輸入狀態(tài),如某一根I/O口線輸入為低電平,則可確認(rèn)該I/O口線所對(duì)應(yīng)的按鍵已按下,然后,再轉(zhuǎn)向該鍵的功能處理程序。

矩陣式按鍵

單片機(jī)系統(tǒng)中,若使用按鍵較多時(shí),通常采用矩陣式(也稱(chēng)行列式)鍵盤(pán)。

1. 矩陣式鍵盤(pán)的結(jié)構(gòu)及原理

矩陣式鍵盤(pán)由行線和列線組成,按鍵位于行、列線的交叉點(diǎn)上,其結(jié)構(gòu)如下圖所示。

由圖可知,一個(gè)4×4的行、列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個(gè)含有16個(gè)按鍵的鍵盤(pán),顯然,在按鍵數(shù)量較多時(shí),矩陣式鍵盤(pán)較之獨(dú)立式按鍵鍵盤(pán)要節(jié)省很多I/O口。

矩陣式鍵盤(pán)中,行、列線分別連接到按鍵開(kāi)關(guān)的兩端,行線通過(guò)上拉電阻接到+5V上。當(dāng)無(wú)鍵按下時(shí),行線處于高電平狀態(tài);當(dāng)有鍵按下時(shí),行、列線將導(dǎo)通,此時(shí),行線電平將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。這是識(shí)別按鍵是否按下的關(guān)鍵。然而,矩陣鍵盤(pán)中的行線、列線和多個(gè)鍵相連,各按鍵按下與否均影響該鍵所在行線和列線的電平,各按鍵間將相互影響,因此,必須將行線、列線信號(hào)配合起來(lái)作適當(dāng)處理,才能確定閉合鍵的位置。

2.式鍵盤(pán)按鍵的識(shí)別

識(shí)別按鍵的方法很多,其中,最常見(jiàn)的方法是掃描法。

按鍵按下時(shí),與此鍵相連的行線與列線導(dǎo)通,行線在無(wú)鍵按下時(shí)處在高電平。顯然,如果讓所有的列線也處在高電平,那么,按鍵按下與否不會(huì)引起行線電平的變化,因此,必須使所有列線處在低電平。只有這樣,當(dāng)有鍵按下時(shí),該鍵所在的行電平才會(huì)由高電平變?yōu)榈碗娖?。CPU根據(jù)行電平的變化,便能判定相應(yīng)的行有鍵按下。

3. 盤(pán)的編碼

對(duì)于獨(dú)立式按鍵鍵盤(pán),因按鍵數(shù)量少,可根據(jù)實(shí)際需要靈活編碼。對(duì)于矩陣式鍵盤(pán),按鍵的位置由行號(hào)和列號(hào)惟一確定,因此可分別對(duì)行號(hào)和列號(hào)進(jìn)行二進(jìn)制編碼,然后將兩值合成一個(gè)字節(jié),高4位是行號(hào),低4位是列號(hào)。

4. 鍵盤(pán)的工作方式

對(duì)鍵盤(pán)的響應(yīng)取決于鍵盤(pán)的工作方式,鍵盤(pán)的工作方式應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中CPU的工作狀況而定,其選取的原則是既要保證CPU能及時(shí)響應(yīng)按鍵操作,又不要過(guò)多占用CPU的工作時(shí)間。通常,鍵盤(pán)的工作方式有三種,即編程掃描、定時(shí)掃描和中斷掃描。

1) 編程掃描方式

編程掃描方式是利用CPU完成其它工作的空余時(shí)間,調(diào)用鍵盤(pán)掃描子程序來(lái)響應(yīng)鍵盤(pán)輸入的要求。在執(zhí)行鍵功能程序時(shí),CPU不再響應(yīng)鍵輸入要求,直到CPU重新掃描鍵盤(pán)為止。

2) 定時(shí)掃描方式

定時(shí)掃描方式就是每隔一段時(shí)間對(duì)鍵盤(pán)掃描一次,它利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器產(chǎn)生一定時(shí)間(例如10 ms)的定時(shí),當(dāng)定時(shí)時(shí)間到就產(chǎn)生定時(shí)器溢出中斷。CPU響應(yīng)中斷后對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描,并在有鍵按下時(shí)識(shí)別出該鍵,再執(zhí)行該鍵的功能程序。

3) 中斷掃描方式

采用上述兩種鍵盤(pán)掃描方式時(shí),無(wú)論是否按鍵,CPU都要定時(shí)掃描鍵盤(pán),而單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)工作時(shí),并非經(jīng)常需要鍵盤(pán)輸入,因此,CPU經(jīng)常處于空掃描狀態(tài)。

為提高CPU工作效率,可采用中斷掃描工作方式。其工作過(guò)程如下:當(dāng)無(wú)鍵按下時(shí),CPU處理自己的工作,當(dāng)有鍵按下時(shí),產(chǎn)生中斷請(qǐng)求,CPU轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤(pán)掃描子程序,并識(shí)別鍵號(hào)。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系該專(zhuān)欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車(chē)的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國(guó)汽車(chē)技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車(chē)工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車(chē)。 SODA V工具的開(kāi)發(fā)耗時(shí)1.5...

關(guān)鍵字: 汽車(chē) 人工智能 智能驅(qū)動(dòng) BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來(lái)越多用戶(hù)希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來(lái)越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對(duì)日本游戲市場(chǎng)的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開(kāi)幕式在貴陽(yáng)舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱(chēng),數(shù)字世界的話語(yǔ)權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對(duì)環(huán)境變化,經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤(rùn)率延續(xù)升勢(shì) 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長(zhǎng) 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營(yíng)商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國(guó)電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng) NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長(zhǎng)三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)"軟通動(dòng)力")與長(zhǎng)三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉