【正文】 芯片如 8279，周立功公司的 ZLG7289A， ZLG7290B， MAX7219，南京沁恒公司的 CH451， HD7279和 BC7281等。 ? 每個(gè)鍵的鍵碼 ? 負(fù)邏輯表示 行列線數(shù)據(jù)求反組合，上例中的各鍵值分別為： 88H 84H 82H 81H 48H 44H 42H 41H 28H 24H 22H 21H 18H 14H 12H 11H ? 正邏輯表示 行列線數(shù)據(jù)直接組合，圖 910中的各鍵碼分別為： 77H 7BH 7DH 7EH B7H BBH BDH BEH D7H DBH DDH DEH E7H EBH EDH EEH ? 鍵盤接口完成的主要功能： ? 鍵盤掃描：判斷是否有鍵按下； ? 鍵識(shí)別：確定閉合鍵的行列位置； ? 產(chǎn)生閉合鍵鍵碼； ? 排除多鍵、串鍵（復(fù)按）及去抖動(dòng)。 ① 掃描法 ? 第 1步 ， 識(shí)別鍵盤有無鍵按下： ? 列線輸出全 0 ? 然后輸入行線狀態(tài) ， 若行線狀態(tài)為全 1（ 1111 ） 則沒有鍵按下； ? 若行線狀態(tài)一定不為全為 1， 則一定有任一鍵按下 。 ? 鍵 處理 子 程序 KEYIN： MOV A,0FFH ；置 P1口為 “ 1”，設(shè)置 P1口為輸入狀態(tài) MOV P1,A MOV A,P1 ；輸入鍵狀態(tài) CJNE A,0FFH,QUDOU ；有鍵按下，跳去抖動(dòng) LJMP RETURN ；無鍵按下，返回 QUDOU： MOV R3,A ； 8個(gè)按鍵的狀態(tài)送 R3保存 LCALL DELAY10 ；調(diào)用延時(shí)子程序，軟件去鍵抖動(dòng) MOV A,P1 ；再一次讀入 8個(gè)按鍵的狀態(tài) CJNE A,R3,RETURN ；兩次鍵值比較，不同，是抖動(dòng)引起，轉(zhuǎn) RETURN JNB ,P0F ；查詢 0號(hào)鍵 JNB ,P1F ；查詢 1號(hào)鍵 JNB ,P2F ；查詢 2號(hào)鍵 JNB ,P3F ；查詢 3號(hào)鍵 JNB ,P4F ；查詢 4號(hào)鍵 JNB ,P5F ；查詢 5號(hào)鍵 JNB ,P6F ；查詢 6號(hào)鍵 JNB ,P7F ；查詢 7號(hào)鍵 ? 鍵處理程序 （ 續(xù) ） LJMP RETURN P0F： LJMP PROM0 ；入口地址表 P1F： LJMP PROM1 …… P6F： LJMP PROM6 P7F： LJMP PROM7 PROM0： …… ； 0號(hào)鍵功能程序 …… LJMP RETURN ； 0號(hào)鍵處理完返回鍵盤掃描 …… PROM7： …… ； 7號(hào)鍵功能程序 …… LJMP RETURN ； 7號(hào)鍵處理完返回鍵盤掃描 RETURN RET （ 2）矩陣式（行列式）鍵盤 ? 結(jié)構(gòu)： 鍵的數(shù)目多 ， 將鍵按行列排成矩陣形式 。 ? 原理： 當(dāng)任何一個(gè)鍵被按下時(shí) ， 與其相連的輸入線被置成 “ 0” ， 平時(shí)該線為 “ 1” 。 1. 非編碼鍵盤 ? 非編碼鍵盤是利用按鍵直接與單片機(jī)相連接而成 ， 它通常使用在按鍵數(shù)量較少 ,系統(tǒng)功能較簡單 ， 需處理的任務(wù)較少的場合 ， 可以降低成本 、 簡化電路設(shè)計(jì) 。 抖動(dòng)時(shí)間 ＜ 10ms 開關(guān)動(dòng)作時(shí)間 ＞ 100ms “ 1 ” “ 0 ” ＜ 10ms 圖 鍵閉合和斷開時(shí)的電壓抖動(dòng) 3. 如何消除按鍵的抖動(dòng) ? 按鍵去抖動(dòng)的方法有兩種： ? 一種軟件延時(shí) ， 思想是：在檢測到有鍵按下時(shí) ， 該鍵所對(duì)應(yīng)的行線為低電平 ， 執(zhí)行一段延時(shí) 10ms的子程序后 ， 確認(rèn)該行線電平是否仍為低電平 ， 如果仍為低電平 ， 則確認(rèn)該行確實(shí)有鍵按下 。 高電平 ， 表示鍵斷開 ， 低電平則表示鍵閉合 ， 通過對(duì)行線電平的高低狀態(tài)的檢測 ， 可確認(rèn)按鍵按下以及按鍵釋放與否 。按鍵實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)開關(guān) 。 2. LED動(dòng)態(tài)顯示方式 圖 96 8位 LED動(dòng)態(tài)顯示過程和結(jié)果 2. LED動(dòng)態(tài)顯示方式 9. 2 單片機(jī)鍵盤接口技術(shù) ? 鍵盤輸入需解決三個(gè)問題 (1)判別是否有鍵按下 ？ 若有 ， 進(jìn)入下一步工作 。 圖 96（ a） 所示為顯示過程 ， 某一時(shí)刻 ， 只有一位 LED被選通顯示 ， 其余位則是熄滅的； ? 圖 96（ b） 所示為實(shí)際的顯示結(jié)果 ， 人眼看到的是 8位穩(wěn)定的同時(shí)顯示的字符 。 圖 95 4位 8段 LED動(dòng)態(tài)顯示電路 2. LED動(dòng)態(tài)顯示方式 ? 雖然這些字符是在不同時(shí)刻出現(xiàn) ， 而在同一時(shí)刻 ， 只有一位顯示 ， 其他各位熄滅 ， 由于余輝和人眼的 “ 視覺暫留 ” 作用 ， 只要每位顯示間隔足夠短 ，則可以造成 “ 多位同時(shí)亮 ” 的假象 ， 達(dá)到同時(shí)顯示的效果 。 ? 圖 95所示為一個(gè) 4位 8段 LED動(dòng)態(tài)顯示電路。 ? 對(duì)圖 94電路，若用 I/O口線接口，要占用 4個(gè) 8位 I/O口。 ? 靜態(tài)顯示方式，各位的 共陰極（或共陽極 ）連接在一起并接地（或接+5V）；每位的段碼線（ a～ dp）分別與一個(gè) 8位的 I/O口鎖存器輸出相連。 圖 92 其他各種字型的 LED顯示器 LED數(shù)碼管工作原理 ? 圖 93所示為顯示 4位字符的 LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)原理圖 。 按照上述格式，顯示各種字符的 8段 LED數(shù)碼管的段碼如表 102所示。 ? LED數(shù)碼管共計(jì) 8段 。 ? 共陰極發(fā)光二極管的陰極連在一起 ， 通常公共陰極接地 。 ? LED數(shù)碼管是由發(fā)光二極管構(gòu)成的 。 LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu) ? 常見的 LED數(shù)碼管為 “ 8” 字型的 ， 共計(jì) 8段 。 當(dāng)陽極為高電平時(shí) ， 發(fā)光二極管點(diǎn)亮 。 正好是一個(gè)字節(jié) 。 表 91 段碼與字節(jié)中各位的對(duì)應(yīng)關(guān)系 代碼位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 顯示段 dp g f e d c b a ? 顯示各種字符的 8段 LED數(shù)碼管的段碼如表 92所示 表 92 8段 LED段碼 ? 其它顯示器 ? 除 “ 8”字型的 LED數(shù)碼管外，市面上還有“ 177。 N位位選線和 8 ? N條段碼線 。如果送往各個(gè) LED數(shù)碼管所顯示字符的段碼一經(jīng)確定，則相應(yīng) I/O口鎖存器鎖存的段碼輸出將維持不變，直到送入另一個(gè)字符的段碼為止。因此在顯示位數(shù)較多的情況下，所需的電流比較大，對(duì)電源的要求也就隨之增高，這時(shí)一般都采用動(dòng)態(tài)顯示方式。其中段碼線占用一個(gè) 8位 I/O口，而位選線占用一個(gè) 4位 I/O口。 ? LED不同位顯示的時(shí)間間隔 （ 掃描間隔 ） 應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定 。 ? 動(dòng)態(tài)顯示的優(yōu)點(diǎn)是硬件電路簡單 ， 顯示器越多 ， 優(yōu)勢越明顯 。 (2)識(shí)別哪一個(gè)鍵被按下 ， 并求出相應(yīng)的鍵值 。 如 圖 97（ a） 所示 ， 按鍵開關(guān)的兩端分別連接在行線和列線上 ， 通過鍵盤開關(guān)機(jī)械觸點(diǎn)的斷開 、 閉合 ， 其行線電壓輸出波形如 圖 97（ b） 所示 。 ? 為了確保對(duì)一次按鍵動(dòng)作只確認(rèn)一次按鍵有效 ， 必須消除抖動(dòng)期 t1和 t3的影響 。 當(dāng)按鍵松開時(shí) ， 行線的低電平變?yōu)楦唠娖?， 執(zhí)行一段延時(shí) 10ms的子程序后 ， 檢測該行線為高電平 ， 說明按鍵確實(shí)已經(jīng)松開 。 非編碼鍵盤可 分為獨(dú)立式和 矩陣式 。 通過檢測 I/O輸入線的電平狀態(tài) ， 判斷哪個(gè)按鍵被按下 。 矩陣式鍵盤由行線和列線組成 ， 按鍵位于行 、 列線的交叉點(diǎn)上 。 ? 第 2步 ， 識(shí)別 出具體的 鍵位： ? 逐列掃描 ， 先第一列輸出為 0， 其他列為 1， 列編碼為 1110。 ? 鍵的識(shí)別和鍵功能實(shí)現(xiàn) ? 鍵的識(shí)別由接口電路完成，即鍵盤接口問題； ? 鍵的功能實(shí)現(xiàn)由中斷程序完成。 ? 在 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，一般都是把鍵盤和顯示器放在一起考慮。 ? 8個(gè) 74LS164： 74LS164(0)～ 74LS164(7)作為 8位 LED數(shù)碼管的 段碼 輸出口 ， AT89S51的 、 態(tài)輸入線， TXD引腳同步移位脈沖輸出控制線，=0時(shí)，與門封死，禁止同步移位脈沖輸出。 使用 8155作為鍵盤接口 （見圖 914） 圖 914 8031用 8155擴(kuò)展 I/O口組成的矩陣式鍵盤連線圖 8155 PA口地址 7F01H PC口地址 7F03H I. 判斷有無鍵按下 ? PA口輸出 00H， PC口輸入行狀態(tài)信號(hào)； ? 若 PC3~PC0≠1111 ，有鍵按下 II. 去抖動(dòng) ? 延時(shí) 5~10ms后再判斷有無鍵按下 ? 8155的 PA口依次輸出下列掃描字： 2. 鍵掃描及識(shí)別過程 ? 8155： PA口輸出列掃描信號(hào)， PC口輸入行狀態(tài)信號(hào) PA7 PA6 PA5 PA4 PA3 PA2 PA1 PA0 1 1 1 1 1 1 1 0 FEH 1 1 1 1 1 1 0 1 FDH …… 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH ， ? 則每個(gè)鍵的鍵值（列行組合） FE ╳ E 、 FD ╳ E 、 FB ╳ E 、 F7 ╳ E 、 EF ╳ E 、 DE ╳ E 、 BF ╳ E 、 7F ╳ E FE ╳ D 、 FD ╳ D 、 FB ╳ D 、 F7 ╳ D 、 EF ╳ D 、 DE ╳ D 、 BF ╳ D 、 7F ╳ D FE ╳ B 、 FD ╳ B 、 FB ╳ B 、 F7 ╳ B 、 EF ╳ B 、 DE ╳ B 、 BF ╳ B 、 7F ╳ B FE ╳ 7 、 FD ╳ 7 、 FB ╳ 7 、 F7 ╳ 7 、 EF ╳ 7 、 DE ╳ 7 、 BF ╳ 7 、 7F ╳ 7 ? 每個(gè)鍵的鍵號(hào)（自己安排） N = 行首鍵號(hào) +列號(hào) （續(xù)） ? 8155的 PC口輸入行狀態(tài)可能為下列之一： PC5 PC4 PC3 PC2 PC1 PC0 1 1 1 0 EH 1 1 0 1 DH 1 0 1 1 BH 0 1 1 1 7H ? 等待鍵釋放后再進(jìn)行進(jìn)一步處理。 ? 目前各種專用接口芯片種類繁多，各有特點(diǎn)，總體趨勢是并行接口芯片逐漸退出，串行接口芯片越來越多的得到應(yīng)用。 ? 其中鍵盤接口電路可與 64鍵點(diǎn)陣式鍵盤聯(lián)接，具有二鍵封鎖或N鍵巡回功能，可自動(dòng)消除按鍵抖動(dòng)。 ? I/O控制電路 ? I / O 控制電路用于接收單片機(jī)方面送來的控制信號(hào) ， 并產(chǎn)生所需的8279內(nèi)部控制信號(hào) ， 例如控制數(shù)據(jù)緩沖器的數(shù)據(jù)輸入／輸出等 。 ? 預(yù)分頻定標(biāo)器的分頻系數(shù)可由程序設(shè)定為 2~31。 ? 回送緩沖器具有鎖存功能 ， 對(duì)回送線 RL7~RL0上的信息進(jìn)行緩沖和鎖存 。 ? 在選通輸入方式下 ， 回送線的狀態(tài)將在控制 /選通線上的脈沖上升沿送入先進(jìn)先出寄存器 。 ? FIFO寫入或讀出次數(shù)超過 FIFO的容量時(shí) ， 視為出錯(cuò) 。 ? 顯示器地址寄存器及顯示用 RAM ? 顯示器地址寄存器用來存放 CPU正在讀 /寫的字節(jié)地址 ， 以及正在顯示的兩個(gè) 4位 的 半 字節(jié)地址 。 ? A、 B兩半字節(jié)可以分別輸出 ， 也可作為一個(gè)字節(jié)輸出 ， 由工作方式確定 。 CS=0，選中 8279。 （ 3）控制線 ? RD：讀信號(hào) ， 輸入 ， 低電平有效 ， 將緩沖器中的數(shù)據(jù)讀出 ， 送外部數(shù)據(jù)總線 。 ? SL3~SL0：掃描輸出線 ， 用來掃描按鍵開關(guān)或傳感器矩陣以及顯示器的各位數(shù)字 。 （ 3）控制線 ? SHIFT：換檔線 。 鍵盤方式時(shí) ， 鍵盤數(shù)據(jù)最高位 （ D7） 的信號(hào)輸入到該引腳 ， 以擴(kuò)充鍵功能；選通方式時(shí) ， 當(dāng)該引腳信號(hào)上升沿到時(shí) ， 把 RL0～ RL7的數(shù)據(jù)存入 FIFO RAM中 。 （ 3）控制線 ? BD：空格顯示 ， 輸出 ， 低電平有效 。 ? Vss：地 。 ? 當(dāng) CPU對(duì)傳感器陣列掃描時(shí) ， 一旦發(fā)現(xiàn)傳感器 陣列 (最多為 8 8位 )中某一位狀態(tài)發(fā)生變化時(shí) ， 產(chǎn)生 IRQ（ 高電平 ） ， 中斷響應(yīng)后轉(zhuǎn)入中斷處理程序。 （ 1） 命令寄存器 ? 命令寄存器是 8位寄存器 ， 只能寫 ， 不能讀； ? 高 3位 （ D7 、 D D5） 是命令的特征位 ， 8種不同的狀態(tài)組合代表著不同的命令 。 4. 8279的寄存器（續(xù)） （ 3） 數(shù)據(jù)寄存器 ? 數(shù)據(jù)寄存器實(shí)際上就是 FIFO RAM 中最前面的那個(gè)單元 ，其內(nèi)容為被按鍵的信息 ， 通過讀它把鍵盤信息輸入單片機(jī) 。 （ 1） 鍵盤掃描方式數(shù)據(jù)輸入格式（見表 94） D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 CNTLD SHIFT SL2 SL1 SL0 由 RLx 的 x決定 ? D7：控制鍵 “ CNTL” 狀態(tài) ? D6：控制鍵 “ SHIFT” 狀態(tài) ? D5 D4 D3：被按鍵所在列號(hào)（由 SL0SL2）狀態(tài)確定） ? D2 D1 D0：被按鍵所在行號(hào)（由 RL0RL7）狀態(tài)確