【文章內(nèi)容簡介】 ，已占領(lǐng)市場絕大部分份額。 （ 3） 導(dǎo)電橡膠式鍵盤（ Conductive Rubber） 觸點的結(jié)構(gòu)是通過導(dǎo)電橡膠相連。鍵盤內(nèi)部有一層凸起帶電的導(dǎo)電橡膠，每個按鍵都對應(yīng)一個凸起，按下時把下面的觸點接通。這種類型鍵盤是市場由機械鍵盤向薄膜鍵盤的過渡產(chǎn)品。 （ 4） 無接點靜電電容式鍵盤（ Capacitives） 使用類似電容式開關(guān)的原理，通過按鍵時改變電極間的距離引起電容容量改變從而驅(qū)動編碼器。特點是無磨損且密封性較好。 按其結(jié)構(gòu)形式可分為以下兩種： （ 1）編碼鍵盤 編碼鍵盤采用硬件方法產(chǎn)生鍵碼。每按下一個鍵，鍵盤能自動生成鍵盤代碼，鍵數(shù)較多，且具有去抖動功能。這種鍵盤使用方便，但硬件較復(fù)雜， PC 機所用鍵盤即為編碼鍵盤。 （ 2） 非編碼鍵盤 非編碼鍵盤僅提供按鍵開關(guān)工作狀態(tài)，其鍵碼由軟件確定，這種鍵盤鍵數(shù)較少，硬件簡單，廣泛應(yīng)用于各種單片機應(yīng)用系統(tǒng) ,本次設(shè)計使用非編碼鍵盤。 按照鍵盤與單片機的連接方式可分為一下兩種： （ 1)獨立式鍵盤 獨立式鍵盤，顧名思義，即各按鍵相互獨立，每個按鍵占用一根 I/O 口線，每根I/O 口線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他按鍵的工作狀態(tài)。這種按鍵軟件程序簡單，但占用 I/O 口線較多（一根口線只能接一個鍵），適用于鍵盤應(yīng)用數(shù)量較少的系統(tǒng)中。 （ 2）矩陣式鍵盤 矩陣式鍵盤又稱行列式鍵盤，在其行、列交匯點接有若干個按鍵。當需要較多按鍵時，與獨立式鍵盤相比，單片機口線資源利用率大幅提高了。但若需要更多的鍵盤，需采用接口擴展技術(shù)，如 8155等。 綜上所述，結(jié)合實際情況 ,本次設(shè)計選用非編碼矩陣式鍵盤。 非編碼矩陣式鍵盤，作為單片外圍電路，應(yīng)具有如下功能： （ 1） 鍵掃描功能，即檢測是否有鍵按下。 （ 2） 鍵識別功能，確定被按下鍵所在的行列的位置。 （ 3） 產(chǎn)生相應(yīng)的鍵的代碼（鍵值）。 本科畢業(yè)設(shè)計 11 （ 4） 消除按鍵彈跳及對于多鍵串鍵（復(fù)按）。 非編碼矩陣式鍵盤工作原理主要以下幾方面： (1)鍵掃描 鍵盤上的鍵按行列組成矩陣，在行列交點上都有對應(yīng)有一個鍵。為判定有無鍵被按下（閉合）以及被按鍵的位置，一般使用掃描法。 首先判定有沒有鍵被按下。鍵 盤的行線一端經(jīng)電阻接 +5V 電源，另一端接單片機的輸入口線。各列線的一端接單片機的輸出口線，另一端懸空。為判定有沒有鍵按下，可先向所有列線輸出低電平，然后再輸入各行線狀態(tài)。若行線狀態(tài)皆為高電平，則表示無鍵按下；若行線狀態(tài)中有低電平則表明有鍵按下。 然后再判定被按鍵的位置。因為鍵盤矩陣有鍵被按下時，被按鍵處的行線和列線被接通，使穿過閉合鍵的那條行線變成低電平。 （ 2）去抖動 當掃描表明 有鍵 被按下之 后， 緊急著應(yīng)進行 去抖動處理。 因為常用鍵盤的鍵實際上是一個機械開關(guān)結(jié)構(gòu)，被按下時， 由于 機械觸點的 彈性 及電壓突然 跳變等原因 ， 在觸點閉合或斷開的瞬間會出現(xiàn)電壓的抖動。抖動時間長短與鍵的機械特性有關(guān)， 一般為 5～ 10ms。而鍵穩(wěn)定閉合時間和操作者的按鍵動作有關(guān)，約為十分之幾到幾秒不等。 抖動現(xiàn)象會引起 CPU 對一次鍵操作進行多次處理，從而可能產(chǎn)生錯誤，因而必須設(shè)法消除抖動的不良后果。通過去抖動處理，可以得到按鍵閉合與斷開的穩(wěn)定狀態(tài)。去抖動的方法有硬件與軟件兩種：硬件方法是加去抖動電路，如可通過 RS觸發(fā)器實現(xiàn)硬件去抖動；軟件方法是在第一次檢測到鍵盤按下后，執(zhí)行一段 2030ms 的延遲子程序后再確認該鍵是否確實按下，躲過抖動， 待信號穩(wěn)定之后，再進行鍵掃描。 為了簡單起見，本設(shè)計采用軟件方法去抖動。 （ 3） 鍵碼計算 為了準確判斷閉合鍵的位置，要對每個按鍵進行編碼。根據(jù)矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu)，采用行掃描的鍵位識別方法。使某條列線為低電平，如果這條列線上沒有閉合鍵，則各行線的狀態(tài)都為高電平；如果列線上有鍵閉合，則相應(yīng)的那條行線即變?yōu)榈碗娖健Ｓ谑蔷涂梢愿鶕?jù)行線號與列線號計算出閉合鍵的鍵碼。掃描時由第一列開始，然后行線狀態(tài)狀態(tài)輸入單片機，判斷哪一行有鍵閉合，若無鍵閉合，再掃描第二列，檢測下一列各行鍵閉合狀態(tài)，由此一直掃描下去。至此掃描似乎已經(jīng)可以 結(jié)束，但是實際上掃描往往要繼續(xù)進行下去，以發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的多鍵同時被按下。 最后得出被按下鍵的行號、列號，計算鍵碼，公式如下： 鍵碼 = 行首鍵號 +列號 （ 4）等待鍵釋放 計算鍵碼后，再以延時后進行行掃描的方法等待鍵釋放。等待鍵釋放是為了保證鍵的一次閉合僅進行一次處理。 （ 5） 鍵處理子程序 在計算機中每一個鍵都對應(yīng)一個處理子程序，得到閉合鍵的鍵碼后，就可以根據(jù)鍵碼，轉(zhuǎn)到相應(yīng)的鍵處理子程序，進行字符、數(shù)據(jù)的輸入或命令處理，這樣就可以實現(xiàn)該鍵的功能。 （ 6）鍵盤掃描的中斷控制方式 在單片機系統(tǒng)中， CPU 除了對鍵 盤進行處理外，還要進行數(shù)據(jù)處理、結(jié)果輸出本科畢業(yè)設(shè)計 12 顯示及其它各種控制，因此鍵盤處理不應(yīng)占用 CPU 過多的時間，但又必須保證 CPU能夠檢測到鍵盤的工作。為提高 CPU 的工作效率，可采用中斷掃描方式。當無鍵閉合時， CPU處理自已的工作，當有鍵閉合時，產(chǎn)生中斷請求， CPU 轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤掃描子程序并執(zhí)行相應(yīng)的功能。 設(shè)計中可采用 4輸入與門用于產(chǎn)生鍵盤中斷，其輸入端與各行線相連，輸出端接至 SM8958的外部中斷輸入端 。當無鍵盤閉合時，與門各輸入端均為高電平，輸出端為高電平；當有鍵閉合時， 為低電平，于 是向 CPU 申請中斷。若 CPU開放中斷，則會響應(yīng)該鍵盤中斷，轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤掃描子程序。 顯示電路 顯示器是最長用的輸出設(shè)備。特別是發(fā)光二極管（ LED）和液晶顯示器（ LCD），猶豫結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、接口容易，得到廣泛的應(yīng)用，尤其在單片機系統(tǒng)中大量使用。 LED 結(jié)構(gòu)與原理 LED 就是 Light Emitting Diode ，發(fā)光二極管的英文縮寫，簡稱 LED。它是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，用來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻、錄像信號等各種信息的顯示屏幕。 LED的技術(shù)進步是擴大市場需求及應(yīng)用的最大推動力。最初， LED 只是作為微型指示燈，在計算機、音響和錄像機等高檔設(shè)備中應(yīng)用，隨著大規(guī)模集成電路和計算機技術(shù)的不斷進步， LED 顯示器正在迅速崛起，近年來逐漸擴展到證券行情股票機、數(shù)碼相機、 PDA 以及手機領(lǐng)域。 LED 顯示器集微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理于一體，以其色彩鮮艷、動態(tài)范圍廣、亮度高、壽命長、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，成為最具優(yōu)勢的新一代顯示媒體，目前， LED 顯示器已廣泛應(yīng)用于大型廣場、商業(yè)廣告、 體育場館、信息傳播、新聞發(fā)布、證券交易等，可以滿足不同環(huán)境的需要。 通過發(fā)光二極管芯片的適當連接（包括串聯(lián)和并聯(lián)）和適當?shù)墓鈱W(xué)結(jié)構(gòu)?？蓸?gòu)成發(fā)光顯示器的發(fā)光段或發(fā)光點。由這些發(fā)光段或發(fā)光點可以組成數(shù)碼管、符號管、米字管、矩陣管、電平顯示器管等等。通常把數(shù)碼管、符號管、米字管共稱筆畫顯示器，而把筆畫顯示器和矩陣管統(tǒng)稱為字符顯示器。 LED 結(jié)構(gòu) 基本的半導(dǎo)體數(shù)碼管是由七個條狀發(fā)光二極管芯片按一定排列方式組合而成?？蓪崿F(xiàn) 0～ 9的顯示。其具體結(jié)構(gòu)有“反射罩式”、“條形七段式”及“單片集成 式多位數(shù)字式”等。說明如下： （ 1）反射罩式數(shù)碼管一般用白色塑料做成帶反射腔的七段式外殼，將單個 LED 貼在與反射罩的七個反射腔互相對位的印刷電路板上，每個反射腔底部的中心位置就是 LED 芯片。在裝反射罩前，用壓焊方法在芯片和印刷電路上相應(yīng)金屬條之間連好φ 30μ m 的硅鋁絲或金屬引線，在反射罩內(nèi)滴入環(huán)氧樹脂，再把帶有芯片的印刷電路板與反射罩對位粘合，然后固化。 反射罩式數(shù)碼管的封裝方式有空封和實封兩種。實封方式采用散射劑和染料的環(huán)氧樹脂，較多地用于一位或雙位器件?？辗夥绞绞窃谏戏缴w上濾波片和勻光膜，為 提高器件的可靠性，必須在芯片和底板上涂以透明絕緣膠，這還可以提高光效率。這種方式一般用于四位以上的數(shù)字顯示（或符號顯示）。 （ 2）條形七段式數(shù)碼管屬于混合封裝形式。它是把做好管芯的磷化鎵或本科畢業(yè)設(shè)計 13 磷化鎵圓片，劃成內(nèi)含一只或數(shù)只 LED 發(fā)光條，然后把同樣的七條粘在日字形“可伐”框上，用壓焊工藝連好內(nèi)引線，再用環(huán)氧樹脂包封起來。 （ 3）單片集成式多位數(shù)字顯示器是在發(fā)光材料基片上（大圓片），利用集成電路工藝制作出大量七段數(shù)字顯示圖形，通過劃片把合格芯片選出，對位貼在印刷電路板上，用壓焊工藝引出引線，再在上面蓋上 “魚眼透鏡”外殼。它們適用于小型數(shù)字儀表中。 （ 4）符號管、米字管的制作方式與數(shù)碼管類似。 （ 5） 矩陣管（發(fā)光二極管點陣）也可采用類似于單片集成式多位數(shù)字顯示器工藝方法制作。 LED 顯示器分類 （ 1）按字高分：筆畫顯示器字高最小有 1mm（單片集成式多位數(shù)碼管字高一般在 2～ 3mm）。其他類型筆畫顯示器最高可達 （ 英寸）甚至達數(shù)百 mm。 （ 2）按顏色分有紅、橙、黃、綠等數(shù)種。 （ 3）按結(jié)構(gòu)分，有反射罩式、單條七段式及單片集成式。 （ 4）從各發(fā)光段電極 連接方式分有共陽極和共陰極兩種。 LED 顯示器的參數(shù) 由于 LED 顯示器是以 LED 為基礎(chǔ)的，所以它的光、電特性及極限參數(shù)意義大部分與發(fā)光二極管的相同。但由于 LED 顯示器內(nèi)含多個發(fā)光二極管，所以需有如下特殊參數(shù)： （ 1）發(fā)光強度比 由于數(shù)碼管各段在同樣的驅(qū)動電壓時，各段正向電流不相同，所以各段發(fā)