第07章 显示器与键盘接口技术

无键 按下 时
1 1 1 1
0 0 0
有键 按下 时
7.5 键盘接口
按键识别方法：行扫描法 和 线反转法
行列式键盘的行扫描法2
行接口输出，列接口输入
逐行输出低电平，输入列状态，若有列 线为0，说明有键按下，且行列已知。
7.5 键盘接口
按键识别方法：行扫描法 和 线反转法 行列式键盘的线反转法扫描
START： MOV A，#0FFH； MOV P1，A MOV A，P1 CPL A JZ START JB ACC.0，KEY0 JB ACC.1，KEY1 JB ACC.2，KEY2 JB ACC.3，KEY3 JB ACC.4，KEY4 JB ACC.5，KEY5 JB ACC.6，KEY6 JB ACC.7，KEY7 KEY0：…… JMP START KEY1：…… JMP START …… KEY7：…… JMP START ；置P1口为读引脚输入状态 ；键状态输入 ；取反 ；无键按下，转开始 ； 0号键按下，转键功能 ； 1号键按下，转键功能 ； 2号键按下，转键功能 ； 3号键按下，转键功能 ； 4号键按下，转键功能 ； 5号键按下，转键功能 ； 6号键按下，转键功能 ； 7号键按下，转键功能 ；0号键功能程序 ；0号返回 ；1号键功能程序 ；1号返回 ；7号键功能程序 ；7号返回
VCC
与
GND
GND
( a )中断方式工作的 独立式键盘的结构形式
( b )查询方式工作的 独立式键盘的结构形式
上拉 按键
下拉 按键
7.5 键盘接口
行列式键盘与单片机的接口
用I/O口线组成行、列结构，键位设置在行列的交点上，行列交点 处连接按键，行列线均与计算机连接

第7章单片机应用系统接口设计主要内容¾键盘和显示器接口技术¾模拟/数字转换及接口技术¾数字/模拟转换及接口技术7.1 键盘和显示器接口技术7.1.1 LED接口技术1. LED显示器LED显示器结构原理图2. 静态显示器接口静态显示是指数码管显示某一字符时，相应的发光二极管恒定导通或恒定截止。

P2.0P2.5P0.0┇P0.78051a b c d e f g hCOM D7 ┅D0Q7 ┅Q0CLK IC0┅a b c d e f g hCOMD7 ┅D0Q7 ┅Q0CLK IC5┅┅┅88┇┇┇WR LED0LED5显示参考子程序如下：DISP ：MOV R0,#00H ；锁存器地址初始MOV R2，#06H ；显示6位数MOV P2，#0FEH ；指向LED0MOV R1,#60H ；显缓地址初始MOV DPTR,#SEGTAB ；指向字型表LOOP ：MOV A,@R1 ；取待显示数据MOVC A,@A+DPTR ；查表获取字型码MOVX @R0,A ；送显示MOV A,P2RL AMOV P2,A ；锁存器地址修改INC R1 ；显缓地址修改DJNZ R2,LOOP ；直到6个数据显完RETSEGTAB ：DB 03H,9FH,27H,0DH,99H,49H,41H,1FHDB 01H,09H,0FFH；字型表测试用主程序如下：ORG 0000H AJMP START ORG 0030H START ：MOV SP,#6FH MOV 65H,#5MOV 64H,#4MOV 63H,#3MOV 62H,#2MOV 61H,#1MOV 60H,#0LCALL DISP SJMP $LED0-LED5显示缓冲区：60H-65H共6个单元中。

IC0～IC5的地址：FE00H、FD00H、FB00H、F700H、EF00H、DF00H。

3．动态显示接口技术动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管，这种逐位点亮显示器的方式称为位扫描。

图7-22 中断扫描方式的独立式键盘的接口电路
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当某个按键按下时，按键所在行的行线为低电平，经过8输 入与非门74LS30的输出以及74LS04反相后向单片机的中断请 求输入引脚发出低电平的外部中断请求，单片机响应中断，进 入外部中断的中断服务子程序，在中断服务子程序中，再进行 按键的查询扫描，根据扫描结果跳向按下键的键处理程序。
5
按键开关的两端分别连接在 t1和t3分别为键的闭合和断开过
行线和列线上，
程中的抖动期（呈现一串负脉
列线接地，行线通过电阻接 冲），抖动时间长短与开关机械
到+5V上。
特性有关，一般为5～10ms，t2
图7-20
键盘开为关稳及定其的行线闭波合形期，其时间由按键 动作确定，一般为十分之几秒到
几秒，t0、t4为断开期。
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非编码键盘是利用按键直接与单片机的I/O口线（或外部扩 展的I/O口线）相连接，键盘按下时不能直接得到键号，还要通 过编写程序判断I/O口线的电平来求得键号。 编码键盘是键盘按下时能直接获取按下键的键号，最典型的 是专用键盘/显示器接口芯片HD7279，当键盘有键按下时，能直 接得到按下键的键号。
（1）让行线编程为输入，列线编程为输出，并使输出线为全 低电平，则行线电平由高变低的所在行为按键所在行；
（2）再把行线编程为输出，列线编程为输入，并使输出线输 出为全低电平，则列线中电平由高变低所在列为按键所在列。
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结合上述两步，可确定按键所在的行和列，从而识别出所按的 键。 假设k3键被按下。第一步，P1.4～P1.7输出全为“0”，然后 ，读入P1.0～P1.3线的状态，结果P1.0=0，而P1.1～P1.3均 为1，因此，第0行出现电平的变化，说明第0行有键按下；第 二步，让P1.0～P1.3输出全为“0”，然后，读入P1.4～P1.7 的状态，结果P1.7=0，而P1.4～P1.6均为1，因此第3列出现 电平的变化，说明第3列有键按下。综合上述分析，即第0行、 第3列按键被按下，此按键即为键k3。因此，线反转法非常简 单适用，但在实际编程中不要忘记还要进行按键去抖动处理。

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。