項目三矩陣式鍵盤的設(shè)計與調(diào)試課件

1、任務(wù)一任務(wù)一 矩陣式鍵盤設(shè)計與調(diào)試矩陣式鍵盤設(shè)計與調(diào)試項目三矩陣式鍵盤的設(shè)計與調(diào)試思維導(dǎo)圖任務(wù)一任務(wù)一學(xué)會矩陣鍵盤的電路設(shè)計及程序編寫、調(diào)試 掌握抖動干擾的濾除方法 項目三矩陣式鍵盤的設(shè)計與調(diào)試情境導(dǎo)入 在生活中，一些產(chǎn)品按鍵數(shù)量較多，比如電話、計算器、密碼鎖等，由于使用獨立按鍵會占用較多的i/o口，因此一般使用矩陣式鍵盤。項目三矩陣式鍵盤的設(shè)計與調(diào)試任務(wù)描述任務(wù)描述1.使用4*4矩陣鍵盤，然后將按鍵的鍵碼顯示在靜態(tài)數(shù)碼管顯示的最低位上，顯示的內(nèi)容編碼為“0-f”2.掌握抖動干擾的濾除方法項目三矩陣式鍵盤的設(shè)計與調(diào)試知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備按鍵的相關(guān)知識按鍵的相關(guān)知識1. 1. 按鍵的分類按鍵的分類

2、一般來說，按鍵按照結(jié)構(gòu)原理可分為兩類，一類是觸點式開關(guān)按鍵，如機(jī)械式開關(guān)、導(dǎo)電橡膠式開關(guān)等；另一類是無觸點式開關(guān)按鍵，如電氣式按鍵，磁感應(yīng)按鍵等。前者造價低，后者壽命長。目前，微機(jī)系統(tǒng)中最常見的是觸點式開關(guān)按鍵（如本學(xué)習(xí)板上所采用按鍵） 按鍵按照接口原理又可分為編碼鍵盤與非編碼鍵盤兩類，這兩類鍵盤的主要區(qū)別是識別鍵符及給出相應(yīng)鍵碼的方法。編碼鍵盤主要是用硬件來實現(xiàn)對鍵的識別，非編碼鍵盤主要是由軟件來實現(xiàn)鍵盤的識別。全編碼鍵盤由專門的芯片實現(xiàn)識鍵及輸出相應(yīng)的編碼，一般還具有去抖動和多鍵、竄鍵等保護(hù)電路，這種鍵盤使用方便，硬件開銷大，一般的小型嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)較少采用。非編碼鍵盤按連接方式可分為獨立

3、式和矩陣式兩種，其它工作都主要由軟件完成。由于其經(jīng)濟(jì)實用，較多地應(yīng)用于單片機(jī)系統(tǒng)中（本學(xué)習(xí)板也采用非編碼鍵盤）。 項目三矩陣式鍵盤的設(shè)計與調(diào)試知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備2. 2. 按鍵的輸入原理按鍵的輸入原理 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，通常使用機(jī)械觸點式按鍵開關(guān)，其主要功能是把機(jī)械上的通斷轉(zhuǎn)換成為電氣上的邏輯關(guān)系。也就是說，它能提供標(biāo)準(zhǔn)的ttl 邏輯電平，以便與通用數(shù)字系統(tǒng)的邏輯電平相容。此外，除了復(fù)位按鍵有專門的復(fù)位電路及專一的復(fù)位功能外，其它按鍵都是以開關(guān)狀態(tài)來設(shè)置控制功能或輸入數(shù)據(jù)。當(dāng)所設(shè)置的功能鍵或數(shù)字鍵按下時，計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)完成該按鍵所設(shè)定的功能。因此，鍵信息輸入是與軟件結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的過程。 對于

4、一組鍵或一個鍵盤，通過接口電路與單片機(jī)相連。單片機(jī)可以采用查詢或中斷方式了解有無按鍵輸入并檢查是哪一個按鍵按下，若有鍵按下則跳至相應(yīng)的鍵盤處理程序處去執(zhí)行，若無鍵按下則繼續(xù)執(zhí)行其他程序。項目三矩陣式鍵盤的設(shè)計與調(diào)試知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備3. 3. 按鍵的特點與去抖按鍵的特點與去抖機(jī)械式按鍵再按下或釋放時，由于機(jī)械彈性作用的影響，通常伴隨有一定時間的觸點機(jī)械抖動，然后其觸點才穩(wěn)定下來。其抖動過程如圖（a） 所示，抖動時間的長短與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為5 10 ms。從圖中可以看出，在觸點抖動期間檢測按鍵的通與斷狀態(tài)，可能導(dǎo)致判斷出錯。即按鍵一次按下或釋放被錯誤地認(rèn)為是多次操作，這種情況是不允許出現(xiàn)

5、的。為了克服按鍵觸點機(jī)械抖動所致的檢測誤判，必須采取去抖動措施，可從硬件、軟件兩方面予以考慮。一般來說，在鍵數(shù)較少時，可采用硬件去抖，而當(dāng)鍵數(shù)較多時，采用軟件去抖。（ 本學(xué)習(xí)板采用軟件去抖方式）。軟件去抖的流程圖如圖（b） 所示。項目三矩陣式鍵盤的設(shè)計與調(diào)試知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 檢測到有鍵按下時，應(yīng)延時等待一段時間（可調(diào)用一個5ms10ms的延遲子程序），然后再次判斷按鍵是否被按下，若此時判斷按鍵仍被按下，則認(rèn)為按鍵有效，若此時判斷按鍵沒有被按下，說明為按鍵抖動或干擾，應(yīng)返回重新判斷。鍵盤真正被按下才可進(jìn)行相應(yīng)的處理程序，此時基本就算實現(xiàn)了按鍵輸入，進(jìn)一步的話可以判斷按鍵是否釋放。 項目三矩陣式鍵

6、盤的設(shè)計與調(diào)試知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備電路原理圖電路原理圖 10k10k10k10kvcc10k10k10k10ka1a2a3a4a1a2a3a4b1b2b3b4b5b6b7b8b 1 b 2 b 3 b 4 b 5 b 6 b 7 b 8ea/vp31x119x218reset9rd17wr16int012int113t014t115p101p112p123p134p145p156p167p178p0039p0138p0237p0336p0435p0534p0633p0732p2021p2122p2223p2324p2425p2526p2627p2728psen29ale/p30txd11rxd10

7、at89c5110k10k10k10k+5項目三矩陣式鍵盤的設(shè)計與調(diào)試任務(wù)處理任務(wù)處理 單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)1的p0口接段碼口ah，p1口接位碼口s1s6，矩陣鍵盤接p3口 1.單片機(jī)p0輸出段碼，p1口輸出位控碼。2.打開keil uvision2仿真軟件，首先建立本實驗的項目文件，根據(jù)項目要求編寫項目源程序，進(jìn)行編譯，直到編譯無誤。3.進(jìn)行軟件設(shè)置，生成hex文件。4.利用下載器將程序下載到單片機(jī)中，并上電觀察程序結(jié)果是否正確項目三矩陣式鍵盤的設(shè)計與調(diào)試任務(wù)處理任務(wù)處理參考程序：/*/* 數(shù)碼管顯示按鍵鍵值*/*/#include #define uchar unsigned char #d

8、efine key p3 unsigned char code dm=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f, 0 x6f,0 x77,0 x7c,0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71;/段碼0-fuchar keynum/* 延時程序*/void delay(uchar ms) 略void scankey()/按鍵子程序uchar temp;/定義緩存變量key=0 xf0;if(key!=0 xf0)/判斷是否有鍵按下delay(10);/延時10ms，消抖if(key!=0 xf0)/再判斷一次項目三矩陣式鍵盤

9、的設(shè)計與調(diào)試任務(wù)處理任務(wù)處理temp=key&0 xf0;/存儲按鍵行數(shù)據(jù)key=0 x0f;temp=temp|(key&0 x0f);/運算并保存行列數(shù)據(jù)switch(temp)/譯鍵碼case 0 xee:keynum=0;break;case 0 xde:keynum=1;break;case 0 xbe:keynum=2;break;case 0 x7e:keynum=3;break;case 0 xed:keynum=4;break;case 0 xdd:keynum=5;break;case 0 xbd:keynum=6;break;case 0 x7d:keynum=7;bre

10、ak;case 0 xeb:keynum=8;break;case 0 xdb:keynum=9;break;case 0 xbb:keynum=10;break;case 0 x7b:keynum=11;break;case 0 xe7:keynum=12;break;case 0 xd7:keynum=13;break;case 0 xb7:keynum=14;break;case 0 x77:keynum=15;break;項目三矩陣式鍵盤的設(shè)計與調(diào)試任務(wù)處理任務(wù)處理default :break;/消除干擾while(key!=0 x0f);/等待按鍵松開/*主程序*/void main()keynum=0;while(1)scankey();/調(diào)用按鍵子程序 p0=dmkeynum%10;/傳送數(shù)碼管段碼p1=0 x01;/傳送數(shù)碼管位碼項目三矩陣式鍵盤的設(shè)計與調(diào)試同步訓(xùn)練同步訓(xùn)練 用三位數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)，初始值為000，在此基礎(chǔ)上每按 一個按鍵在當(dāng)前值基礎(chǔ)上加上按鍵值然后顯示出來，（例，當(dāng)前數(shù)碼管顯示為126，按下9鍵后，數(shù)碼管顯示135）項目三矩陣式鍵盤的設(shè)計與調(diào)試任務(wù)評價任務(wù)評價考核評價記錄表考核評價記錄表 過程考核（30%）結(jié)果考核（70%）職業(yè)態(tài)度（10%）組