第四章鍵盤接口及掃描原理

——單片機輸入應用

本章教學計劃：

理論+實踐教學12學時本章教學重點：了解鍵盤分類掌握行列掃描鍵盤原理掌握行列鍵盤掃描程序1鍵盤分類2選擇結構程序設計3行列掃描鍵盤原理4行列鍵盤掃描程序5鍵盤的鍵值6線反轉法鍵盤掃描程序主要內容：1、鍵盤的分類鍵盤按結構形式可分為兩種：編碼鍵盤

非編碼鍵盤

編碼鍵盤：由內部硬件邏輯電路自動產生被按鍵的編碼。

特點：使用方便，軟件簡單，成本較高。

非編碼鍵盤：主要由軟件產生被按鍵的編碼。特點：非編碼鍵盤結構簡單、成本低廉，使用不如編碼式鍵盤方便，鍵盤的管理程序的編制比較復雜。在單片機中使用非編碼鍵盤，鍵盤上的鍵按行列構成矩陣，在行列的交點上對應一個鍵。1、鍵盤的分類編碼鍵盤1（獨立按鍵）按鍵開關的連接采用上拉電阻的方法判斷是否有鍵按下：當按鍵不按下時，P1.0-P1.3為高電平；有按鍵按下時，相應引腳為低電平；松開按鍵時，相應引腳變成高電平。編碼鍵盤2利用中斷的形式：（不需要掃描鍵盤）無鍵按下時，與門輸出高電平；有一個鍵按下時，與門輸出低電平，引發中斷，中斷后程序會執行中斷服務程序，對按鍵進行處理。注：若在一個系統設計中，需要使用很多按鍵，采用獨立按鍵的方式，會大量占用IO口1、鍵盤的分類2.1if語句if語句是用來判定所給定的條件是否滿足，根據判定的結果(真或假、非零或零)決定執行給出的兩種操作之一。2.1.1if語句的三種形式C語言提供了三種形式的if語句：1）if(表達式)語句例如：

if(x＞y) printf("％d"，x)；這種if語句的執行過程2、選擇結構程序設計2）

if(表達式)語句1else語句2例如：

if(x＞y) printf("％d"，x)；

else printf(“％d”，y)；見圖：練習1、#include<stdio.h>voidmain(){inti=-1;

if

(i<=0)

printf(“****\n”);

else printf(“%%%%\n”);}

A)**** B)%%%% C)%%%%c D)有語法錯誤，不能正確執行3）

if(表達式1)語句1elseif(表達式2)語句2elseif(表達式3)語句3…elseif(表達式m)語句melse語句n

例如：有一個程序段

根據學生的成績分為5個等級A.B.C.D.Escanf(“%d”,&results);if(results>89)printf(“%disA”,results);elseif(results>79)printf(“%disB”,results);elseif(results>69)printf(“%disC”,results);elseif(results>59)printf(“%disD”,results);elseprintf(“%disE”,results);練習

x(x<1)y=2x-1(1≤x<10)3x-11(x≥10)#include<stdio.h>voidmain(){floatx,y;scanf(“%f”,&x);

if(x<1) y=x;

elseif((x>=1)&&(x<10)) y=2*x-1;

else y=3*x-11;printf(“x=%f,y=%5.2f\n”,x,y);}(1)三種形式的if語句中在if后面都有“表達式”，一般為邏輯表達式或關系表達式。表達式的類型不限于邏輯表達式，可以是任意的數值類型(包括整型、實型、字符型、指針型數據)。(2)第二、第三種形式的if語句中，在每個else前面有一分號，整個語句結束處有一分號。

else子句不能作為語句單獨使用，它必須是if語句的一部分，與if配對使用。(3)在if和else后面可以只含一個內嵌的操作語句;也可以有多個操作語句，此時用花括號“｛｝”將幾個語句括起來成為一個復合語句。注意2.1.2if語句的嵌套

在if語句中又包含一個或多個if語句稱為if語句的嵌套.語句格式：

if(表達式)

if(表達式1)語句1；

else

語句2；

else

if(表達式2)語句3；

else

語句4；2.2switch語句switch(表達式){

case常量表達式1:

語句1;可以是多行，可以加括號，也可以不加，到下一個case之前，都是本case的語句范圍

[break;]中括號，表示此語句可以沒有

case常量表達式2:

語句2;[break;]……

case常量表達式n:

語句n;[break;]

[default：]

語句n+1;[break;]}#include<reg52.h>//定義特殊功能寄存器庫#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintvoiddelay(uchar);//函數聲明ucharKeyScan(void);//鍵盤掃描函數voidmain(void){ucharKeyValue;while(1){KeyValue=KeyScan();//調用函數，讀取鍵值編碼鍵盤1的參考程序：/*switch(KeyValue)//各個鍵值的應用{case0x0E:……;break;case0x0D:……;break;case0x0B:……;break;case0x07:……;break;}*/}}/********************************************/ucharKeyScan(void){TempValue=P1;//讀端口到變量TempValue&=0x0f;//將高四位置0if(TempValue!=0x0f)//判斷是否有鍵按下｛delay(10);//延時后再判斷，為什么？后介紹TempValue=P1;//讀端口到變量TempValue&=0x0f;//將高四位置0if(TempValue!=0x0f)//判斷是否有鍵按下｛returnTempValue;//有鍵時的鍵值｝｝return0;//無鍵按下時，函數返回值為0}voiddelay(ucharx)//延時函數{uchark;while(x--)for(k=0;k<125;k++);}1、鍵盤的分類非編碼鍵盤（矩陣按鍵）行列式結構按矩陣形式排列交叉部分為按鍵用8位IO口實現了16個按鍵共4組按鍵分析其中一組：若P1.0輸出低電平，P1.0相當于GND，就相當于4個獨立按鍵。為了避免其它三組對本組按鍵產生干擾，要求P1.1，P1.2，P1.3必須輸出高電平。3、行列掃描鍵盤原理對于單片機系統中普遍使用非編碼式鍵盤，主要解決以下幾個問題：

(1)鍵的識別; (2)如何消除鍵的抖動; (3)鍵的保護。在以上幾個問題中，最主要的是鍵的識別。3、行列掃描鍵盤原理鍵盤接口應有以下功能：

鍵掃描功能，即檢測是否有鍵閉合；

鍵識別功能，確定被閉合鍵所在的行列位置；

產生相應的鍵的代碼（鍵值）功能；

消除按鍵抖動及對付多鍵串按（復鍵）功能。3、行列掃描鍵盤原理1、鍵盤掃描流程3、行列掃描鍵盤原理鍵盤掃描流程非編碼式鍵盤識別閉合鍵方法：行掃描法。行掃描法所謂行掃描法,就是通過行線發出低電平信號，如果該行線所連接的鍵沒有按下的話，則列線所連接的輸出端口得到的是全“1”信號；如果有鍵按下的話，則得到的是非全“1”信號。3、行列掃描鍵盤原理鍵盤掃描流程

無鍵按下有鍵按下3、行列掃描鍵盤原理鍵盤掃描流程

掃描第0行掃描第1行3、行列掃描鍵盤原理鍵盤掃描流程

掃描第2行掃描第3行鍵值為：11010111P1.0P1.73、行列掃描鍵盤原理鍵盤掃描流程具體過程如下：首先，檢查整個鍵盤中是否有鍵按下；其次，再用逐行掃描的方法來確定閉合鍵的具體位置。方法是：先掃描第0行，即輸出1110(第0行為“0”，其余3行為“1”)，然后讀入列信號，判斷是否為全“1”。3、行列掃描鍵盤原理消除鍵的抖動常用鍵盤的鍵是一個機械開關結構，被按下時，由于機械觸點的彈性及電壓突跳等原因，在觸點閉合或斷開的瞬間會出現電壓抖動。抖動時間長短與鍵的機械特性有關，一般為5~10ms。而鍵的閉合時間和操作者的按鍵動作有關，大約為十分之幾秒到幾秒不等。3、行列掃描鍵盤原理消除鍵的抖動

3、行列掃描鍵盤原理消除鍵的抖動去抖動有硬件和軟件兩種方法。硬件方法就是加去抖動電路，從根上避免抖動的產生；而軟件方法則是采用時間延遲以躲過抖動（大約延時10～20ms即可），待信號穩定之后，再進行鍵掃描。一般為簡單起見多采用軟件方法。3、行列掃描鍵盤原理鍵盤接口的控制方式在單片機的運行過程中，何時執行鍵盤掃描和處理，可有以下3種情況：(1)隨機方式，每當CPU空閑時執行鍵盤掃描程序。(2)中斷方式，每當有鍵閉合時才向CPU發出中斷請求，中斷響應后執行鍵盤掃描程序。(3)定時方式，每隔一定時間執行一次鍵盤掃描程序，定時可由單片機的定時器完成。4、行列鍵盤掃描程序#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintvoiddlms(void);ucharkbscan(void);voidmain(void){ucharkey;while(1){key=kbscan();dlms();}}voiddlms(){uchari;for(i=200;i>0;i--){}}ucharkbscan(){ucharsccode,recode;P1=0xf0;if((P1&0xf0)!=0xf0){dlms();if((P1&0xf0)!=0xf0){sccode=0xfe;while((sccode&0x10)!=0){P1=sccode;if((P1&0xf0)!=0xf0){recode=(P1&0xf0)|0x0f;return((~sccode)|(~recode));}else