【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，已占領(lǐng)市場(chǎng)絕大部分份額。 （ 3） 導(dǎo)電橡膠式鍵盤(pán)（ Conductive Rubber） 觸點(diǎn)的結(jié)構(gòu)是通過(guò)導(dǎo)電橡膠相連。鍵盤(pán)內(nèi)部有一層凸起帶電的導(dǎo)電橡膠，每個(gè)按鍵都對(duì)應(yīng)一個(gè)凸起，按下時(shí)把下面的觸點(diǎn)接通。這種類(lèi)型鍵盤(pán)是市場(chǎng)由機(jī)械鍵盤(pán)向薄膜鍵盤(pán)的過(guò)渡產(chǎn)品。 （ 4） 無(wú)接點(diǎn)靜電電容式鍵盤(pán)（ Capacitives） 使用類(lèi)似電容式開(kāi)關(guān)的原理，通過(guò)按鍵時(shí)改變電極間的距離引起電容容量改變從而驅(qū)動(dòng)編碼器。特點(diǎn)是無(wú)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(pán) 編碼鍵盤(pán)采用硬件方法產(chǎn)生鍵碼。每按下一個(gè)鍵，鍵盤(pán)能自動(dòng)生成鍵盤(pán)代碼，鍵數(shù)較多，且具有去抖動(dòng)功能。這種鍵盤(pán)使用方便，但硬件較復(fù)雜， PC 機(jī)所用鍵盤(pán)即為編碼鍵盤(pán)。 （ 2） 非編碼鍵盤(pán) 非編碼鍵盤(pán)僅提供按鍵開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)，其鍵碼由軟件確定，這種鍵盤(pán)鍵數(shù)較少，硬件簡(jiǎn)單，廣泛應(yīng)用于各種單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) ,本次設(shè)計(jì)使用非編碼鍵盤(pán)。 按照鍵盤(pán)與單片機(jī)的連接方式可分為一下兩種： （ 1)獨(dú)立式鍵盤(pán) 獨(dú)立式鍵盤(pán)，顧名思義，即各按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)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(huì)影響其他按鍵的工作狀態(tài)。這種按鍵軟件程序簡(jiǎn)單，但占用 I/O 口線較多（一根口線只能接一個(gè)鍵），適用于鍵盤(pán)應(yīng)用數(shù)量較少的系統(tǒng)中。 （ 2）矩陣式鍵盤(pán) 矩陣式鍵盤(pán)又稱(chēng)行列式鍵盤(pán)，在其行、列交匯點(diǎn)接有若干個(gè)按鍵。當(dāng)需要較多按鍵時(shí)，與獨(dú)立式鍵盤(pán)相比，單片機(jī)口線資源利用率大幅提高了。但若需要更多的鍵盤(pán)，需采用接口擴(kuò)展技術(shù)，如 8155等。 綜上所述，結(jié)合實(shí)際情況 ,本次設(shè)計(jì)選用非編碼矩陣式鍵盤(pán)。 非編碼矩陣式鍵盤(pán)，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(cè)是否有鍵按下。 （ 2） 鍵識(shí)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(jì) 11 （ 4） 消除按鍵彈跳及對(duì)于多鍵串鍵（復(fù)按）。 非編碼矩陣式鍵盤(pán)工作原理主要以下幾方面： (1)鍵掃描 鍵盤(pán)上的鍵按行列組成矩陣，在行列交點(diǎn)上都有對(duì)應(yīng)有一個(gè)鍵。為判定有無(wú)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(méi)有鍵被按下。鍵 盤(pán)的行線一端經(jīng)電阻接 +5V 電源，另一端接單片機(jī)的輸入口線。各列線的一端接單片機(jī)的輸出口線，另一端懸空。為判定有沒(méi)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(wú)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?yàn)殒I盤(pán)矩陣有鍵被按下時(shí)，被按鍵處的行線和列線被接通，使穿過(guò)閉合鍵的那條行線變成低電平。 （ 2）去抖動(dòng) 當(dāng)掃描表明 有鍵 被按下之 后， 緊急著應(yīng)進(jìn)行 去抖動(dòng)處理。 因?yàn)槌Ｓ面I盤(pán)的鍵實(shí)際上是一個(gè)機(jī)械開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)，被按下時(shí)， 由于 機(jī)械觸點(diǎn)的 彈性 及電壓突然 跳變等原因 ， 在觸點(diǎn)閉合或斷開(kāi)的瞬間會(huì)出現(xiàn)電壓的抖動(dòng)。抖動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短與鍵的機(jī)械特性有關(guān)， 一般為 5～ 10ms。而鍵穩(wěn)定閉合時(shí)間和操作者的按鍵動(dòng)作有關(guān)，約為十分之幾到幾秒不等。 抖動(dòng)現(xiàn)象會(huì)引起 CPU 對(duì)一次鍵操作進(jìn)行多次處理，從而可能產(chǎn)生錯(cuò)誤，因而必須設(shè)法消除抖動(dòng)的不良后果。通過(guò)去抖動(dòng)處理，可以得到按鍵閉合與斷開(kāi)的穩(wěn)定狀態(tài)。去抖動(dòng)的方法有硬件與軟件兩種：硬件方法是加去抖動(dòng)電路，如可通過(guò) RS觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)硬件去抖動(dòng)；軟件方法是在第一次檢測(cè)到鍵盤(pán)按下后，執(zhí)行一段 2030ms 的延遲子程序后再確認(rèn)該鍵是否確實(shí)按下，躲過(guò)抖動(dòng)， 待信號(hào)穩(wěn)定之后，再進(jìn)行鍵掃描。 為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，本設(shè)計(jì)采用軟件方法去抖動(dòng)。 （ 3） 鍵碼計(jì)算 為了準(zhǔn)確判斷閉合鍵的位置，要對(duì)每個(gè)按鍵進(jìn)行編碼。根據(jù)矩陣式鍵盤(pán)的結(jié)構(gòu)，采用行掃描的鍵位識(shí)別方法。使某條列線為低電平，如果這條列線上沒(méi)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(hào)與列線號(hào)計(jì)算出閉合鍵的鍵碼。掃描時(shí)由第一列開(kāi)始，然后行線狀態(tài)狀態(tài)輸入單片機(jī)，判斷哪一行有鍵閉合，若無(wú)鍵閉合，再掃描第二列，檢測(cè)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(shí)際上掃描往往要繼續(xù)進(jìn)行下去，以發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的多鍵同時(shí)被按下。 最后得出被按下鍵的行號(hào)、列號(hào)，計(jì)算鍵碼，公式如下： 鍵碼 = 行首鍵號(hào) +列號(hào) （ 4）等待鍵釋放 計(jì)算鍵碼后，再以延時(shí)后進(jìn)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(jìn)行一次處理。 （ 5） 鍵處理子程序 在計(jì)算機(jī)中每一個(gè)鍵都對(duì)應(yīng)一個(gè)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(jìn)行字符、數(shù)據(jù)的輸入或命令處理，這樣就可以實(shí)現(xiàn)該鍵的功能。 （ 6）鍵盤(pán)掃描的中斷控制方式 在單片機(jī)系統(tǒng)中， CPU 除了對(duì)鍵 盤(pán)進(jìn)行處理外，還要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、結(jié)果輸出本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 顯示及其它各種控制，因此鍵盤(pán)處理不應(yīng)占用 CPU 過(guò)多的時(shí)間，但又必須保證 CPU能夠檢測(cè)到鍵盤(pán)的工作。為提高 CPU 的工作效率，可采用中斷掃描方式。當(dāng)無(wú)鍵閉合時(shí)， CPU處理自已的工作，當(dāng)有鍵閉合時(shí)，產(chǎn)生中斷請(qǐng)求， CPU 轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤(pán)掃描子程序并執(zhí)行相應(yīng)的功能。 設(shè)計(jì)中可采用 4輸入與門(mén)用于產(chǎn)生鍵盤(pán)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(dāng)無(wú)鍵盤(pán)閉合時(shí)，與門(mén)各輸入端均為高電平，輸出端為高電平；當(dāng)有鍵閉合時(shí)， 為低電平，于 是向 CPU 申請(qǐng)中斷。若 CPU開(kāi)放中斷，則會(huì)響應(yīng)該鍵盤(pán)中斷，轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤(pán)掃描子程序。 顯示電路 顯示器是最長(zhǎng)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(jiǎn)單、價(jià)格便宜、接口容易，得到廣泛的應(yīng)用，尤其在單片機(jī)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(xiě)，簡(jiǎn)稱(chēng) LED。它是一種通過(guò)控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，用來(lái)顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的顯示屏幕。 LED的技術(shù)進(jìn)步是擴(kuò)大市場(chǎng)需求及應(yīng)用的最大推動(dòng)力。最初， LED 只是作為微型指示燈，在計(jì)算機(jī)、音響和錄像機(jī)等高檔設(shè)備中應(yīng)用，隨著大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步， LED 顯示器正在迅速崛起，近年來(lái)逐漸擴(kuò)展到證券行情股票機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、 PDA 以及手機(jī)領(lǐng)域。 LED 顯示器集微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理于一體，以其色彩鮮艷、動(dòng)態(tài)范圍廣、亮度高、壽命長(zhǎng)、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，成為最具優(yōu)勢(shì)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(chǎng)、商業(yè)廣告、 體育場(chǎng)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(guò)發(fā)光二極管芯片的適當(dāng)連接（包括串聯(lián)和并聯(lián)）和適當(dāng)?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(diǎn)。由這些發(fā)光段或發(fā)光點(diǎn)可以組成數(shù)碼管、符號(hào)管、米字管、矩陣管、電平顯示器管等等。通常把數(shù)碼管、符號(hào)管、米字管共稱(chēng)筆畫(huà)顯示器，而把筆畫(huà)顯示器和矩陣管統(tǒng)稱(chēng)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(gè)條狀發(fā)光二極管芯片按一定排列方式組合而成。可實(shí)現(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(shuō)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(gè) LED 貼在與反射罩的七個(gè)反射腔互相對(duì)位的印刷電路板上，每個(gè)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(shù)脂，再把帶有芯片的印刷電路板與反射罩對(duì)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(shí)封兩種。實(shí)封方式采用散射劑和染料的環(huán)氧樹(shù)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(hào)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(jì) 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(shù)脂包封起來(lái)。 （ 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(guò)劃片把合格芯片選出，對(duì)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(yú)眼透鏡”外殼。它們適用于小型數(shù)字儀表中。 （ 4）符號(hào)管、米字管的制作方式與數(shù)碼管類(lèi)似。 （ 5） 矩陣管（發(fā)光二極管點(diǎn)陣）也可采用類(lèi)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(lèi) （ 1）按字高分：筆畫(huà)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(lèi)型筆畫(huà)顯示器最高可達(dá) （ 英寸）甚至達(dá)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(yáng)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(gè)發(fā)光二極管，所以需有如下特殊參數(shù)： （ 1）發(fā)光強(qiáng)度比 由于數(shù)碼管各段在同樣的驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，各段正向電流不相同，所以各段發(fā)