【正文】 第九章 應(yīng)用系統(tǒng)配置及接口技術(shù) 應(yīng)用系統(tǒng)配置及接口 系統(tǒng)前向通道 ： 數(shù)字量、開(kāi)關(guān)量、模擬量輸入 (Ａ／Ｄ ) 系統(tǒng)后向通道 ： 數(shù)字量、開(kāi)關(guān)量、模擬量輸出 (Ｄ／Ａ ) 人機(jī)通道 ：鍵盤、顯示器、打印機(jī)等 人機(jī)通道配置與接口技術(shù) ? 進(jìn)行人機(jī)對(duì)話。包括人對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)干預(yù)與數(shù) 據(jù)輸入 ,還有系統(tǒng)顯示運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行結(jié)果等。 ? 鍵盤、 顯示器用來(lái)完成人機(jī)對(duì)話的人機(jī)通道。 鍵盤接口及處理程序 ?鍵盤分 編碼鍵盤 和 非編碼鍵盤 。 ?鍵盤上閉合鍵的識(shí)別由專用的硬件譯碼器實(shí)現(xiàn)，并產(chǎn)生鍵編號(hào)或鍵值的稱為 編碼鍵盤 ，如 BCD碼鍵盤、 ASCII碼鍵盤等； ?靠軟件識(shí)別的稱為 非編碼鍵盤 。 ?鍵盤中的 按鍵 ： 都是一個(gè)常開(kāi)開(kāi)關(guān)電路。 ?當(dāng)按鍵 K未被按下 時(shí)， 高電平 ； 當(dāng)按鍵 K閉合 時(shí)， 低電平 。 圖 92 按鍵電路 ? 通常按鍵在閉合及斷開(kāi)的瞬間均伴有一連串的 抖動(dòng) 。如圖所示。抖動(dòng)時(shí)間一般為 5～ 10 ms。 ? 鍵抖動(dòng)會(huì)引起一次按鍵被誤讀多次，必須去除鍵抖動(dòng)。可用 硬件 或 軟件 兩種方法消除。 ? 軟件方法去抖動(dòng) ，即檢測(cè)出鍵閉合后執(zhí)行一個(gè) 5～ 10 ms延時(shí)程序，再一次檢測(cè)，如果仍保持閉合，則確認(rèn)為真正按下。當(dāng)檢測(cè)到按鍵釋放后，也要給 5～ 10 ms的延時(shí)，待后沿抖動(dòng)消失后，才能轉(zhuǎn)入該鍵的處理程序。 ?鍵的消抖 1) 獨(dú)立式非編碼鍵盤接口及處理程序 ?各按鍵相互獨(dú)立地接通一條輸入數(shù)據(jù)線，如圖所示。 ?當(dāng)一個(gè)鍵 按下 時(shí)，與之相連的輸入數(shù)據(jù)線即 清 0(低電平 )，平時(shí)該線為 1(高電平 )。要判別是否有鍵按下，用單片機(jī)的位處理指令十分方便。 ?優(yōu)點(diǎn) :電路簡(jiǎn)單； ?缺點(diǎn) :占用Ｉ／Ｏ線多。 圖 94 獨(dú)立連接式非編碼鍵盤 鍵盤結(jié)構(gòu) 查詢方式鍵盤的處理程序 程序清單 (設(shè)Ｉ／Ｏ為 P1口 )： START： MOV A， 0FFH ；輸入時(shí)先置 P1口為全 1 MOV P1,A MOV A， P1 ；鍵狀態(tài)輸入 PL1： JNB ,P0F ； 0號(hào)鍵按下轉(zhuǎn) P0F標(biāo)號(hào)地址 JNB ， P1F； 1號(hào)鍵按下轉(zhuǎn) P1F標(biāo)號(hào)地址 JNB ， P2F； 2號(hào)鍵按下轉(zhuǎn) P2F標(biāo)號(hào)地址 JNB ， P3F； 3號(hào)鍵按下轉(zhuǎn) P3F標(biāo)號(hào)地址 JNB ， P4F； 4號(hào)鍵按下轉(zhuǎn) P4F標(biāo)號(hào)地址 JNB ， P5F； 5號(hào)鍵按下轉(zhuǎn) P5F標(biāo)號(hào)地址 JNB ， P6F； 6號(hào)鍵按下轉(zhuǎn) P6F標(biāo)號(hào)地址 JNB ， P7F； 7號(hào)鍵按下轉(zhuǎn) P7F標(biāo)號(hào)地址 LJMP START；無(wú)鍵按下返回 P0F： LJMP PROM0 P1F： LJMP PROM1 ；入口地址表 ┊ ┊ P7F ： LJMP PROM7 PROM0： ? ； 0號(hào)鍵功能程序 LJMP START ； 0號(hào)鍵執(zhí)行完返回 PROM1： ? LJMP START ┊ PROM7： ? LJMP START 由程序可以看出，各按鍵由軟件設(shè)置了優(yōu)先級(jí)， 優(yōu)先級(jí)順序依次為 0～ 7。 2) 行列式鍵盤接口及工作原理 圖 96 4 4矩陣鍵盤接口圖 為了減少鍵盤與單片機(jī)接口時(shí)所占用I/O線的數(shù)目，在鍵數(shù)較多時(shí)，通常都將鍵盤排列成行列矩陣形式 ? 按鍵掃描的工作過(guò)程如下： ① 判斷鍵盤中是否有鍵按下； ② 進(jìn)行行掃描，判斷是哪一個(gè)鍵按下，若有鍵按下，則調(diào)用延時(shí)子程序去抖動(dòng)； ③ 讀取按鍵的位置碼； ④ 將按鍵的位置碼轉(zhuǎn)換為鍵值（鍵的順序號(hào)） 0、 2… 、F。 ?1)判別鍵盤中有無(wú)鍵按下： 由 Ｉ／Ｏ 口向鍵盤送 (輸出 )全掃描字，然后讀入 (輸入 )列線狀態(tài)來(lái)判斷。 方法： 向行線 (水平線 )輸出全掃描字 00H，把全部行線置為“ 0”，然后將列線的狀態(tài)讀入累加器 A中。如果有按鍵按下，總有一根列線電平被拉至低電平，使列輸入不全為 1。 ?2)判斷鍵盤中哪一個(gè)鍵被按下： 通過(guò)將行線逐行置低電平后，檢查列輸入狀態(tài)實(shí)現(xiàn)的。 方法： 依次給行線送“ 0”，然后查所有列線狀態(tài)，稱行掃描。如果全為 1，則所按下的鍵不在此行；如果不全為 1，則所按下的鍵必在此行，而且是在與“ 0”列線相交交點(diǎn)上的那鍵。 ?3)行掃描法識(shí)別鍵號(hào)的工作原理 ： ? 將第 0行輸出低電平，其余行高電平時(shí)，輸出編碼為 1110。然后讀取列，判別第 0行是否有鍵按下。若有一鍵按下，則相應(yīng)列被拉到低電平，則表示第 0行和此列相交位置上有按鍵按下。若沒(méi)有任一條列線為低電平，則說(shuō)明 0行上無(wú)鍵按下。 ? 將第 1行變?yōu)榈碗娖?，其余行高電平時(shí)，輸出編碼為 1101。讀取各列 ,判別是有哪一列鍵按下方法同上。 ? 將第 2行變?yōu)榈碗娖?，其余行為高電平時(shí)，輸出編碼為 1011。判別是否有哪一列鍵按下的方法同上。 ? 將第 3行變?yōu)榈碗娖剑溆嘈袨楦唠娖綍r(shí)，輸出編碼為 0111。判別是否有哪一列鍵按下的方法同上。 根據(jù)行線掃描值（行碼）與列線輸入值（列碼）可唯一確定按下的鍵并獲得該鍵的位置碼（鍵碼） 例如 :行碼＝ 1011B；列碼＝ 1101B則：鍵碼 =10111101B ?4)鍵的位置碼及鍵值的譯碼過(guò)程 : ? 掃描過(guò)程后得到的行號(hào)存放在 R0，列號(hào)存放在 R2中。 ? 鍵值（號(hào)）的獲得（譯碼）通常采用計(jì)數(shù)譯碼法。 根據(jù)矩陣的結(jié)構(gòu)，每個(gè)按鍵值 =行號(hào) 每行按鍵數(shù) +列號(hào) 鍵號(hào)（值） =行首鍵號(hào) +列號(hào) 第 0行的鍵值為： 0行 4+列號(hào)（ 0～ 3）為 0、 3； 第 1行的鍵值為： 1行 4+列號(hào)（ 0～ 3）為 7； 第 2行的鍵值為： 2行 4+列號(hào)（ 0～ 3）為 A、 B； 第 3行的鍵值為： 3行 4+列號(hào)（ 0～ 3）為 C、 D、 E、 F。 4 4鍵盤行首鍵號(hào)為 0、 C，列號(hào)為 0， 1， 2， 3。 圖 97 4 4鍵盤掃描流程圖 （ 3） 鍵盤掃描子程序 ? 出口： 鍵值（鍵號(hào)）在 A中 KEY： MOV P1 ， 0F0H ；令所有行為低電平 KEY1： MOV R7 ， 0FFH ；設(shè)置計(jì)數(shù)常數(shù) DJNZ R7， KEY1 ；延時(shí) MOV A ， P1 ；讀取 P1口的列值 ANL A， 0F0H ；判別有鍵值按下嗎？ CPL A ；求反后，有高電平就有鍵按下 JZ EKEY ；無(wú)鍵按下時(shí)退出 LCALL DEL20 ms ；延時(shí) 20 ms去抖動(dòng) SKEY： MOV A， 00 ；下面進(jìn)行行掃描， 1行 1行掃 MOV R0， A ； R0作為行計(jì)數(shù)器，開(kāi)始為 0 MOV R1， A ； R1作為列計(jì)數(shù)器，開(kāi)始為 0 MOV R3 0FEH ； R3暫存行掃描字 ,低 4位為行掃描字 SKEY2： MOV A， R3 MOV P1， A ；輸出行掃描字，高 4位全 1 NOP NOP NOP ； 3個(gè) NOP操作使 P1口輸出穩(wěn)定 MOV A， P1 ；讀列值 MOV R1,A ；暫存列值 ANL A， 0F0H ；取列值 CPL A ；高電平則有鍵閉合 S123： JNZ SKEY3 ；有鍵按下轉(zhuǎn) SKEY3 INC R0 ；行計(jì)數(shù)器加 1 SETB C ；準(zhǔn)備將行掃描左移 1位， ；形成下一行掃描字 ,C=1保證輸出行掃描字中高 4位全為 1， ；為列輸入作準(zhǔn)備，低 4位中只有 1位為 0 MOV A， R3 ； R3帶進(jìn)位 C左移 1位 RLC A MOV R3， A ；形成下一行掃描字 → R3 MOV A， R0 CJNE A， 04H， SKEY1 ；最后一行掃（ 4次）完了嗎？ EKEY： RET ；列號(hào)譯碼 SKEY3： MOV A， R1 JNB ， SKEY5 JNB ， SKEY6 JNB ， SKEY7 JNB ， SKEY8 AJMP EKEY SKEY5： MOV A， 00H MOV R2,A ；存 0列號(hào) AJMP DKEY SKEY6： MOV A， 01H MOV R2， A ；存 1列號(hào) AJMP DKEY SKEY7： MOV A， 02H MOV R2， A ；存 2列號(hào) AJMP DKEY SKEY8： MOV A， 03H MOV R2， A ；存 3列號(hào) AJMP DKEY ；鍵位置譯碼 DKEY： MOV A， R0；取行號(hào) ACALL DECODE AJMP EKEY ；鍵值（鍵號(hào)）譯碼 DECODE： MOV A， R0 ；取行號(hào)送 A MOV B， 04H ；每一行按鍵個(gè)數(shù) MUL AB ；行號(hào) 按鍵數(shù) ADD A， R2 ；行號(hào) 按鍵數(shù) +列號(hào) =鍵值 RET 中斷掃描方式 中斷掃描工作方式，即只有在鍵盤有鍵按下時(shí)才產(chǎn)生中斷申請(qǐng)； CPU響應(yīng)中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序進(jìn)行鍵盤掃描，并做相應(yīng)處理 :鍵識(shí)別、鍵功能處理、消除鍵抖動(dòng) 。 3 . 鍵處理 ?求出鍵號(hào)后，按不同類型進(jìn)行處理。 ?數(shù)字鍵：存貯、顯示等 ?功能鍵：轉(zhuǎn)向相應(yīng)的 功能處理程序 功能鍵地址轉(zhuǎn)移程序： BUFF EQU 30H KEYADR： MOV A,BUFF ；鍵號(hào) → A CJNE A，＃ 0FH， KYARD1 AJMP DIGPRO ；等于 F，轉(zhuǎn)數(shù)字鍵處理 KYARD1： J