键盘接口技术

《数据采集系统》教学大纲Data Acquisition System课程编码：12A08100 学分：2.5 课程类别：专业课计划学时：48 其中讲课：36 实验或实践：12 上机：0适用专业：电子信息科学与技术推荐教材：李念强等，《数据采集技术与系统设计》，机械工业出版社，2009年参考书目：曹玲芝，《现代测试技术及虚拟仪器》，北京航空航天大学出版社，2004年课程的教学目的与任务本课程是电子信息类本科生的一门主要的专业课。

本课程的教学目的是使学生通过学习数据采集系统基本知识和设计方法，熟悉简单的传感器，信号的调理，A/D转换，D/A转换，人机接口，抗干扰和数据处理等技术，能够结合应用环境和功能要求，选择最适合的软硬件设计方案，实现基本的数据采集系统设计。

课程的主要任务是通过本课程的学习，使学生掌握以单片机为核心的数据采集系统的基本原理和软件开发方法，掌握数据采集系统的分析方法和设计方法，为今后进行系统的软硬件设计及项目开发打下坚实的基础。

课程的基本要求1、使学生在掌握模拟电子技术，数字电子技术，单片机技术和C语言程序设计等课程的基本理论、基本设计方法的基础上，能够按照数据采集系统的设计原则，根据系统的应用环境和功能要求，选用高性价比的传感器，采用适宜的接口方案及数据处理方法，完成简单数据采集系统的设计。

2、通过课堂讲解、讨论和课内实验，使学生能掌握数据采集系统的设计原则，能够利用网络，图书等资源选择适合的电路器件和设计方法，提高学生的工程实践能力。

3、要求学生在学完本课程后，能运用所学基本理论和接口电路，独立地完成小型数据采集系统的综合设计。

各章节授课内容、教学方法及学时分配建议（含课内实验）第一章数据采集与系统设计基础建议学时：4 [教学目的与要求] 了解数据采集系统的结构形式及采集信号的处理基础。

[教学重点与难点] 数据采集系统的结构形式。

[授课方法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

单片机教程26课:单片机矩阵式键盘接口技术及程序设计发布：2009-4-04 22:40 | 作者：hnrain | 查看：885 次在单片机系统中键盘中按钮数量较多时，为了减少I/O 口的占用，常常将按钮排列成矩阵形式，如图1所示。

在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按钮加以连接。

这样，一个端口（如P1 口）就能组成4*4=16个按钮，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显，比如再多加一条线就能组成20键的键盘，而直接用端口线则只能多出一键（9键）。

由此可见，在需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是合理的。

<单片机矩阵式键盘接口技术及编程接口图>矩阵式结构的键盘显然比直接法要复杂一些，识别也要复杂一些，上图中，列线通过电阻接正电源，并将行线所接的单片机的I/O 口作为输出端，而列线所接的I/O 口则作为输入。

这样，当按钮没有按下时，所有的输出端都是高电平，代表无键按下。

行线输出是低电平，一旦有键按下，则输入线就会被拉低，这样, 通过读入输入线的状态就可得知是否有键按下了。

具体的识别及编程办法如下所述。

矩阵式键盘的按钮识别办法确定矩阵式键盘上何键被按下介绍一种行扫描法”行扫描法行扫描法又称为逐行（或列）扫描查询法，是一种最常用的按钮识别办法，如上图所示键盘，介绍过程如下。

判断键盘中有无键按下将全部行线Y0-Y3置低电平，然后检测列线的状态。

只要有一列的电平为低，则表示键盘中有键被按下，而且闭合的键位于低电平线与4根行线相交叉的4个按钮之中。

若所有列线均为高电平，则键盘中无键按下。

判断闭合键所在的位置在确认有键按下后，即可进入确定具体闭合键的过程。

其办法是：依次将行线置为低电平，即在置某根行线为低电平时，其它线为高电平。

在确定某根行线位置为低电平后，再逐行检测各列线的电平状态。

若某列为低，则该列线与置为低电平的行线交叉处的按钮就是闭合的按钮。

ps2标准键盘是什么意思PS/2标准键盘是指一种接口标准，用于连接计算机键盘和主机。

它是由IBM公司在1987年推出的，后来成为了一种行业标准，被广泛应用于个人电脑和其他设备上。

PS/2标准键盘与早期的AT键盘相比，有着更小的插头和更高的信号质量，因此在一定程度上提高了键盘的稳定性和可靠性。

PS/2标准键盘通常采用圆形的迷你DIN连接器，插头上有6根引脚，其中两根用于传输键盘数据，另外四根用于传输电源和地线。

这种接口设计使得PS/2键盘在连接时更加牢固，不容易松动，而且由于采用了差分信号传输技术，可以有效地抵抗干扰和噪音，提高了数据传输的稳定性。

PS/2标准键盘在设计时考虑了人体工程学，按键布局合理，手感舒适，使用起来比较顺手。

同时，PS/2接口还支持热插拔，用户可以在计算机开机的情况下插拔键盘，而不会对系统造成影响，这在一定程度上提高了用户的使用便利性。

PS/2标准键盘在市场上占据了相当大的份额，尤其是在早期的个人电脑上，几乎所有的主板都配备了PS/2接口。

即使在现在，虽然USB接口的键盘已经成为主流，但PS/2键盘依然在一些特定领域有着自己的市场。

比如在一些对稳定性和可靠性要求较高的场合，PS/2键盘仍然被广泛应用，因为它在这些方面具有一定的优势。

总的来说，PS/2标准键盘是一种经典的计算机外设，它以稳定性、可靠性和人体工程学设计著称，曾经在个人电脑领域占据重要地位。

虽然现在已经逐渐被USB接口所取代，但在一些特定的场合，PS/2键盘依然有着自己的市场和优势。

希望本文能够为您解答关于PS/2标准键盘的疑问，谢谢阅读！。

今天我们学习键盘与显示器接口技术，先来看键盘接口及处理程序。

（1）键盘是一组按键的集合，它是最常用的单片机输入设备，操作人员可以通过键盘输入数据或命令，实现简单的人机通讯。

键是一种常开型按钮开关，平时键的二个触点处于断开状态，按下键时它们才闭合。

键盘分编码和非编码键盘。

键盘上闭合键的识别由专用的硬件译码器实现并产生键编号或键值的称为编码键盘，如BCD码键盘，ASCII码键盘等；靠软件识别的称为非编码键盘。

在单片机组成的测控系统及智能化仪器中，用得最多的是非编码键盘。

所以我们着重讨论非编码矩阵式键盘原理。

矩阵式键盘适用于按键数量较多的场合，它由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上。

一个3*3的行、列结构可以构成一个由9个按键的键盘。

同理一个4*4的行、列可以构成一个含有16个按键的键盘等等。

很明显，在按键数量较多的场合，矩阵键盘与独立按键键盘相比，要节省很多的I/O口。

矩阵键盘的按键设置在行、列线的交点上，行、列线分别连接到按键开关的两端。

列线通过上拉电阻接到+5V。

平时无按键动作时，列线处于高电平状态，而当由按键按下时，列线电平状态将由与此列线相连的行线电平决定。

行线电平如果为低，则列线电平为低；行线电平如果为高，则列线电平亦为高。

这一点是识别矩阵键盘按键是否被按下的关键所在。

该电路中还有一个与门，这个与门用来产生中断信号，当键盘中没有键按下时，所有行线的输出都应为低电平，以区别于列线状态，当矩阵键盘中任何一只键按下时，与门输出由高电平变为低电平，向CPU 申请中断，由于矩阵键盘中行、列线为多键共用，各按键均影响该键所在行和列的电平。

因此各按键彼此将相互发生影响，所以必须将行、列线信号配合起来并作适当的处理，才能确定闭合键的位置。

下面我们以一个4乘4键的键盘为例来说明按键是如何被识别出来的，在开始讨论问题之前，我们先要强调一个事实，用户的按键速度相对于单片机的运行速度来说是相当慢的，在用户按下键到释放键这一段时间内，单片机有足够多的时间运行键盘识别程序。

键盘接口技术一、键盘分类键盘分为外壳、按键和电路板3 大类。

根据按键开关结构对键盘分类，有触点式和无触点式两大类。

有触点式按键开关有机械式开关、薄膜开关、导电橡胶式开关和磁簧式开关等；无触点式按键开关有电容式开关、电磁感应式开关和磁场效应式开关。

有触点式键盘手感差、易磨损、故障率高；无触点式键盘手感好、寿命长。

无论采用什么形式的按键，作用都是一个使电路接通或断开的开关。

根据键盘的按键码识别方式分类，有编码键盘和非编码键盘。

编码键盘主要依靠硬件电路完成扫描、编码和传送，直接提供与按键相对应的编码信息，其特点是响应速度快，但硬件结构复杂。

非编码键盘的扫描、编码和传送则是由硬件和软件来共同完成，其响应速度不如编码键盘快，但是因为可以通过对软件的修改重新定义按键，在需要扩充键盘功能的时候很方便。

二、键盘的工作原理常用的非编码键盘有线性键盘和矩阵键盘。

线性键盘主要适用于小的专用键盘，上面按键不多，每个按键都有一条数据线送到计算机接口。

每个按键对应一根数据线，当按键断开时，数据线上为高电平，当按键按下时，数据线上为低电平。

显然，当按键数增多时，输入到计算机接口的数据线也增多，这样就受到输入线宽度的限制了。

矩阵键盘就克服了线性键盘的上述缺点。

在矩阵键盘上，其按键按行列排放。

例如一个4*4 的矩阵键盘，共有按键16 个，但数据输入线只有8 条。

这样可以适合按键较多的场合，因此等到了广泛的应用。

键码识别是指矩阵结构的键盘识别被按键的方法。

一般有行扫描法、行列反转法和行列扫描法。

1、行扫描法行扫描法的工作原理是这样的：CPU 首先向所有行输出低电平，如果没有按键按下，则所有列线输出为高电平。

如果有某一键按下，则该键所在的列因为与行线低电平短路，该列线变为低电平。

CPU 在此时通过读取列线的值即可判断有无键按下。

在有键按下的情况下，CPU 再来确定是哪一个键按下，采用的方法是行扫描法。

先向第0 行输出低电平，其余行输出高电平，然后读取所有列线的电平值。

键盘工作原理引言概述：键盘是我们日常使用最频繁的输入设备之一。

它通过按下不同的按键来输入文字和命令，从而实现与计算机的交互。

本文将详细介绍键盘的工作原理，包括按键传感器、扫描电路、编码器、接口和驱动程序等五个方面。

一、按键传感器1.1 机械键盘：机械键盘是最早浮现的键盘类型之一。

它的按键上装有弹簧，当按键被按下时，弹簧会产生反作用力，使按键恢复到原位。

同时，按键下方还有一个触点，当按键被按下时，触点会与电路板上的触点接触，从而形成电路通路，向计算机发送按键信号。

1.2 薄膜键盘：薄膜键盘是一种较为常见的键盘类型。

它的按键上覆盖有一层薄膜，当按键被按下时，薄膜会发生弯曲，使得触点与电路板上的触点接触，从而形成电路通路，向计算机发送按键信号。

薄膜键盘具有结构简单、成本低廉的优点，广泛应用于各种电子设备中。

1.3 容感键盘：容感键盘是一种新型的键盘技术。

它利用了人体的电容特性，通过检测手指的电容变化来判断按键动作。

当手指接近按键时，按键周围的电场会发生变化，容感键盘可以通过检测这种变化来识别按键动作。

容感键盘具有触感轻、无声、耐用等特点，逐渐得到了广泛应用。

二、扫描电路2.1 矩阵扫描：键盘上的每一个按键都与行和列的电路相连。

扫描电路会挨次扫描每一行和每一列的电路，当检测到有按键按下时，就可以确定是哪个按键被按下了。

这种矩阵扫描的方式可以有效地减少所需的引脚数量，提高了键盘的成本效益。

2.2 容感扫描：容感键盘采用的是一种不同于传统键盘的扫描方式。

它通过检测电容变化来判断手指的位置和动作。

扫描电路会不断地检测电容变化，并将这些变化转换成数字信号，从而实现对按键位置和动作的精确识别。

2.3 热插拔扫描：热插拔扫描是一种特殊的扫描方式，它可以实现在键盘工作时插拔按键。

这种扫描方式通过检测插拔事件和按键的位置变化来实现按键的插拔功能。

热插拔扫描可以提高键盘的可靠性和可维护性，适合于一些特殊的应用场景。

三、编码器3.1 硬件编码器：硬件编码器是键盘中的一个重要组成部份。