實(shí)驗(yàn)七-矩陣鍵盤(pán)應(yīng)用(完整版)實(shí)用資料

實(shí)驗(yàn)七矩陣鍵盤(pán)應(yīng)用（完整版）實(shí)用資料(可以直接使用，可編輯完整版實(shí)用資料，歡迎下載）

一、實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)七矩陣鍵盤(pán)應(yīng)用（完整版）實(shí)用資料(可以直接使用，可編輯完整版實(shí)用資料，歡迎下載）（1）PC一臺(tái)（2）單片機(jī)多功能試驗(yàn)板一塊（3）KEILuVision4.22集成開(kāi)發(fā)環(huán)境、STC-ISP燒錄軟件（電子工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)QQ群文件共享）二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）掌握矩陣鍵盤(pán)的基本原理。（2）了解“矩陣鍵盤(pán)掃描”電路原理圖，掌握矩陣鍵盤(pán)的應(yīng)用方法。（3）熟練使用矩陣鍵盤(pán)操作單片機(jī)上其它器件的方法。（4）復(fù)習(xí)上兩節(jié)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（LED與數(shù)碼管）。三、實(shí)驗(yàn)要求與任務(wù)使用KEILuVision4軟件新建一個(gè)C51內(nèi)核工程，步驟如下：在”SoruceGroup1”新建C程序文件，文件名：main.c實(shí)驗(yàn)任務(wù)：當(dāng)按下鍵時(shí)，使用下面的顯示方法的選項(xiàng)之一來(lái)識(shí)別該按鍵：（1）點(diǎn)亮一組LED燈。（可事先設(shè)計(jì)16種組合）（2）在數(shù)碼管上顯示對(duì)應(yīng)的數(shù)字。（可事先約定哪個(gè)鍵盤(pán)對(duì)應(yīng)哪個(gè)數(shù)字）四、示例代碼五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告文檔以word為格式，包含：1.請(qǐng)附上與單片機(jī)原理圖中矩陣鍵盤(pán)部分截圖2.請(qǐng)附上你完成部分的實(shí)驗(yàn)代碼。六、相關(guān)材料(1)矩陣鍵盤(pán)原理圖(2)獨(dú)立鍵盤(pán)當(dāng)獨(dú)立鍵盤(pán)與單片機(jī)相連時(shí)，每一個(gè)按鍵都連接一個(gè)獨(dú)立的I/O口，這種鍵盤(pán)成為獨(dú)立鍵盤(pán)。優(yōu)點(diǎn)：讀取按鍵數(shù)據(jù)方便。缺點(diǎn)：由于單片機(jī)系統(tǒng)中I/O口數(shù)量有限，如果單片機(jī)需要較多的按鍵時(shí)，這時(shí)使用獨(dú)立按鍵便會(huì)占用較多的I/O口資源。(3)矩陣鍵盤(pán)我們以4x4大小的矩陣鍵盤(pán)為例。4行4列可以排成將16個(gè)按鍵。第一行將每個(gè)按鍵的一端連接在一起構(gòu)成行線(xiàn)，第一列將每個(gè)按鍵的另一端連接在一起構(gòu)成列線(xiàn)，這樣一共有4行4列一共16個(gè)節(jié)點(diǎn)。通過(guò)程序掃描鍵盤(pán)，即可檢測(cè)16個(gè)鍵。(4)矩陣鍵盤(pán)掃描原理檢測(cè)與該鍵對(duì)應(yīng)的I/O口是否為低電平。行線(xiàn)P20~P23為輸出線(xiàn)，列線(xiàn)P24~P27為輸入線(xiàn)。檢測(cè)時(shí)，先送一行為低電平，其余幾行為高電平，然后立即讀取各列是否有低電平。(5)矩陣鍵盤(pán)掃描流程圖單片機(jī)外接鍵盤(pán)電路一、原理簡(jiǎn)介鍵盤(pán)接口電路是單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)非常重要的一環(huán)，作為人機(jī)交互界面里最常用的輸入設(shè)備。我們可以通過(guò)鍵盤(pán)輸入數(shù)據(jù)或命令來(lái)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的人機(jī)通信。在設(shè)計(jì)鍵盤(pán)電路與程序前，我們需要了解鍵盤(pán)和組成鍵盤(pán)的按鍵的一些知識(shí)。1.按鍵的分類(lèi)一般來(lái)說(shuō)，按鍵按照結(jié)構(gòu)原理可分為兩類(lèi)，一類(lèi)是觸點(diǎn)式開(kāi)關(guān)按鍵，如機(jī)械式開(kāi)關(guān)、導(dǎo)電橡膠式開(kāi)關(guān)等；另一類(lèi)是無(wú)觸點(diǎn)式開(kāi)關(guān)按鍵，如電氣式按鍵，磁感應(yīng)按鍵等。前者造價(jià)低，后者壽命長(zhǎng)。目前，微機(jī)系統(tǒng)中最常見(jiàn)的是觸點(diǎn)式開(kāi)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(pán)與非編碼鍵盤(pán)兩類(lèi)，這兩類(lèi)鍵盤(pán)的主要區(qū)別是識(shí)別鍵符及給出相應(yīng)鍵碼的方法。編碼鍵盤(pán)主要是用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵的識(shí)別，非編碼鍵盤(pán)主要是由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)的識(shí)別。全編碼鍵盤(pán)由專(zhuān)門(mén)的芯片實(shí)現(xiàn)識(shí)鍵及輸出相應(yīng)的編碼，一般還具有去抖動(dòng)和多鍵、竄鍵等保護(hù)電路，這種鍵盤(pán)使用方便，硬件開(kāi)銷(xiāo)大，一般的小型嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)較少采用。非編碼鍵盤(pán)按連接方式可分為獨(dú)立式和矩陣式兩種，其它工作都主要由軟件完成。由于其經(jīng)濟(jì)實(shí)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(pán)）。2.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(diǎn)式按鍵開(kāi)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(shuō)，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(zhuān)門(mén)的復(fù)位電路及專(zhuān)一的復(fù)位功能外，其它按鍵都是以開(kāi)關(guān)狀態(tài)來(lái)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(shí)，計(jì)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(guò)程。對(duì)于一組鍵或一個(gè)鍵盤(pán)，通過(guò)接口電路與單片機(jī)相連。單片機(jī)可以采用查詢(xún)或中斷方式了解有無(wú)按鍵輸入并檢查是哪一個(gè)按鍵按下，若有鍵按下則跳至相應(yīng)的鍵盤(pán)處理程序處去執(zhí)行，若無(wú)鍵按下則繼續(xù)執(zhí)行其他程序。3.按鍵的特點(diǎn)與去抖機(jī)械式按鍵再按下或釋放時(shí)，由于機(jī)械彈性作用的影響，通常伴隨有一定時(shí)間的觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)，然后其觸點(diǎn)才穩(wěn)定下來(lái)。其抖動(dòng)過(guò)程如圖1（a）所示，抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短與開(kāi)關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為5～10ms。從圖中可以看出，在觸點(diǎn)抖動(dòng)期間檢測(cè)按鍵的通與斷狀態(tài)，可能導(dǎo)致判斷出錯(cuò)。即按鍵一次按下或釋放被錯(cuò)誤地認(rèn)為是多次操作，這種情況是不允許出現(xiàn)的。為了克服按鍵觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)所致的檢測(cè)誤判，必須采取去抖動(dòng)措施，可從硬件、軟件兩方面予以考慮。一般來(lái)說(shuō)，在鍵數(shù)較少時(shí)，可采用硬件去抖，而當(dāng)鍵數(shù)較多時(shí)，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1（b）所示。圖1從按鍵的去抖流程圖我們可以知道，檢測(cè)到有鍵按下時(shí)，應(yīng)延時(shí)等待一段時(shí)間（可調(diào)用一個(gè)5ms~10ms的延遲子程序），然后再次判斷按鍵是否被按下，若此時(shí)判斷按鍵仍被按下，則認(rèn)為按鍵有效，若此時(shí)判斷按鍵沒(méi)有被按下，說(shuō)明為按鍵抖動(dòng)或干擾，應(yīng)返回重新判斷。鍵盤(pán)真正被按下才可進(jìn)行相應(yīng)的處理程序，此時(shí)基本就算實(shí)現(xiàn)了按鍵輸入，進(jìn)一步的話(huà)可以判斷按鍵是否釋放。二、電路詳解電路圖如圖2所示。圖2從圖2中可知獨(dú)立式按鍵采用每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根I/O口線(xiàn)結(jié)構(gòu)。當(dāng)按下和釋放按鍵時(shí)，輸入到單片機(jī)I/O端口的電平是不一樣的，因此可以根據(jù)不同端口電平的變化判斷是否有按鍵按下以及是哪一個(gè)按鍵按下。從圖2（a）中可以看出，按鍵和單片機(jī)引腳連接并加了上拉電阻，這樣當(dāng)沒(méi)有按鍵按下的時(shí)候，I/O輸入的電平是高電平，當(dāng)有按鍵按下的時(shí)候，I/O輸入的電平是低電平。雖然獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但每個(gè)按鍵必須占用一根I/O口線(xiàn)，因此，在按鍵較多時(shí)，I/O口線(xiàn)浪費(fèi)較大。對(duì)于比較復(fù)雜的系統(tǒng)或按鍵比較多的場(chǎng)合，可以用到矩陣鍵盤(pán)，圖2（b）中所示的為4×4的矩陣式鍵盤(pán)，其他矩陣式鍵盤(pán)的設(shè)計(jì)方法類(lèi)似。4×4的矩陣式鍵盤(pán)由4根行線(xiàn)和4根列線(xiàn)交叉構(gòu)成，按鍵位于行列的交叉點(diǎn)上，這樣就構(gòu)成了16個(gè)按鍵。其中交叉點(diǎn)的行列線(xiàn)是不連接的，當(dāng)按鍵按下的時(shí)候，此交叉點(diǎn)處的行線(xiàn)和列線(xiàn)導(dǎo)通。圖2（b）行線(xiàn)通過(guò)上拉電阻接到VCC上。當(dāng)無(wú)鍵按下時(shí)，行線(xiàn)處于高電平狀態(tài)；當(dāng)有鍵按下時(shí)，行、列線(xiàn)在交點(diǎn)導(dǎo)通，此時(shí)，行線(xiàn)電平將由與此行線(xiàn)相連的列線(xiàn)電平?jīng)Q定。這是識(shí)別按鍵是否按下的關(guān)鍵。然而，矩陣鍵盤(pán)中的每條行線(xiàn)與4條列線(xiàn)相交，交點(diǎn)的按鍵按下與否均影響該鍵所在行線(xiàn)和列線(xiàn)的電平，各按鍵間將相互影響，鍵分析時(shí)必須將行線(xiàn)、列線(xiàn)信號(hào)配合起來(lái)作適當(dāng)處理，才能確定閉合鍵的位置。三、程序設(shè)計(jì)本文設(shè)計(jì)實(shí)例關(guān)鍵程序如下。獨(dú)立按鍵程序……#definekeyioP0（1）#definekey1P0_3（2）……keyio|=0X0F;（3）if（key1==0）（4）{delay_nms（20）；（5）if（key1==0）（6）{while（key1==0）；（7）return1;（8）}}程序說(shuō)明：（1）定義按鍵管腳。（2）定義按鍵連接管腳。（3）將按鍵連接管腳輸出高電平，從而接收輸入。（4）如果此時(shí)管腳所連接按鍵被按下。（5）延時(shí)一段時(shí)間，去抖作業(yè)。（6）如果此時(shí)按鍵仍然被按下，此時(shí)按鍵有效。（7）等待按鍵抬起，死循環(huán)，如果按鍵一直按下則一直等待。（8）返回鍵值。矩陣鍵盤(pán)程序……#defineKEYIOP0（1）……codeksp[4]={0x7F,0xBF,0xDF,0xEF};（2）unsignedcharkeypad_scan（）（3）{charkey,i;（4）KEYIO=0xF0;（5）if（KEYIO!=0xF0）（6）{for（i=0;i<=3;i++）（7）{delaykey（10）；（8）KEYIO=ksp[i];（9）delaykey（10）；（10）if（KEYIO!=ksp[i]）//不等于ox（11）{delaykey（10）；（12）key=KEYIO;（13）while（KEYIO==key）；（14）return（key）；（15）}}}}程序說(shuō)明：（1）定義矩陣鍵盤(pán)管腳。（2）將掃描時(shí)用到的管腳四種輸出電平狀態(tài)定義成一個(gè)數(shù)組。//確定第幾列數(shù)（3）按鍵掃描程序。（4）定義兩個(gè)臨時(shí)變量key,i。（5）讓鍵盤(pán)管腳的高四位輸出高電平，低四位為低電平，為掃描按鍵準(zhǔn)備。（6）如果此時(shí)管腳狀態(tài)電平發(fā)生變化。（7）將之前定義的數(shù)組中的值賦予管腳，開(kāi)始逐次掃描。（8）延時(shí)一段時(shí)間，去抖。（9）輸出掃描按鍵的電平。（10）再延時(shí)一段時(shí)間。（11）如果此時(shí)按鍵管腳電平依舊不是輸出的默認(rèn)電平，表示有鍵按下。（12）延時(shí)一段時(shí)間，讓電平穩(wěn)定。（13）讀取當(dāng)前按鍵管腳電平，即鍵值。（14）等待按鍵抬起，死循環(huán)，如果按鍵一直按下則一直等待。（15）返回鍵值。四、調(diào)試要點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象接好硬件，通過(guò)冷啟動(dòng)方式將程序所生成的。hex文件下載到單片機(jī)運(yùn)行后，打開(kāi)串口調(diào)試助手軟件，設(shè)置好波特率9600，復(fù)位單片機(jī)，然后按下板上的4×4按鍵中的任意一個(gè)，并注意觀串口調(diào)試助手上的顯示。（見(jiàn)圖3），可以觀察到在接收窗口有按鍵的數(shù)據(jù)顯示。圖3按鍵通過(guò)串口調(diào)試助手顯示界面此外，在本文所附的實(shí)驗(yàn)程序中，其中與串口通信中調(diào)用了發(fā)送字符函數(shù)與發(fā)送字符串函數(shù)。在沒(méi)有仿真器和遇到需要顯示一些提示信息的時(shí)候，可以采用串口打印的方式，這樣不僅直觀方便而且不增加其他成本。五、總結(jié)本文介紹了單片機(jī)外接鍵盤(pán)的工作原理并給出了實(shí)例，通過(guò)該文，我們可以知道一個(gè)完善的鍵盤(pán)控制程序應(yīng)具備以下功能：（1）檢測(cè)有無(wú)按鍵按下，并采取硬件或軟件措施，消除鍵盤(pán)按鍵機(jī)械觸點(diǎn)抖動(dòng)的影響。（2）有可靠的邏輯處理辦法。每次只處理一個(gè)按鍵，其間對(duì)任何按鍵的操作對(duì)系統(tǒng)不產(chǎn)生影響，且無(wú)論一次按鍵時(shí)間有多長(zhǎng)，系統(tǒng)僅執(zhí)行一次按鍵功能程序。（3）準(zhǔn)確輸出按鍵值（或鍵號(hào)），以滿(mǎn)足按鍵功能要求。對(duì)于矩陣鍵盤(pán)而言，必須將行線(xiàn)、列線(xiàn)信號(hào)配合起來(lái)作適當(dāng)處理，才能確定閉合鍵的位置。此外，按鍵的掃描方式有多種，本文中所述的是程序掃描方式，另外常見(jiàn)的還有定時(shí)掃描方式和中斷掃描方式，這些方式均可以在本學(xué)習(xí)板上實(shí)現(xiàn)，因此希望讀者結(jié)合前幾講的知識(shí)，自行進(jìn)行程序的編寫(xiě)與調(diào)試。下講將講述單片機(jī)動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管原理與實(shí)例，敬請(qǐng)期待。矩陣鍵盤(pán)是單片機(jī)編程中所使用的鍵盤(pán).0b

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1.矩陣式鍵盤(pán)的結(jié)構(gòu)與工作原理0c;J-@/M"O)y"X/|6}7k

在鍵盤(pán)中按鍵數(shù)量較多時(shí)，為了減少I(mǎi)/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式，如圖1所示。在矩陣式鍵盤(pán)中，每條水平線(xiàn)和垂直線(xiàn)在交叉處不直接連通，而是通過(guò)一個(gè)按鍵加以連接。這樣，一個(gè)端口（如P1口）就可以構(gòu)成4*4=16個(gè)按鍵，比之直接將端口線(xiàn)用于鍵盤(pán)多出了一倍，而且線(xiàn)數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線(xiàn)就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤(pán)，而直接用端口線(xiàn)則只能多出一鍵（9鍵）。由此可見(jiàn)，在需要的鍵數(shù)比較多時(shí)，采用矩陣法來(lái)做鍵盤(pán)是合理的。+D3p1l5K0_5j

矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤(pán)顯然比直接法要復(fù)雜一些，識(shí)別也要復(fù)雜一些，上圖中，列線(xiàn)通過(guò)電阻接正電源，并將行線(xiàn)所接的單片機(jī)的I/O口作為輸出端，而列線(xiàn)所接的I/O口則作為輸入。這樣，當(dāng)按鍵沒(méi)有按下時(shí)，所有的輸出端都是高電平，代表無(wú)鍵按下。行線(xiàn)輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線(xiàn)就會(huì)被拉低，這樣，通過(guò)讀入輸入線(xiàn)的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。具體的識(shí)別及編程方法如下所述。3?8h4S"s;W5r

2、矩陣式鍵盤(pán)的按鍵識(shí)別方法

確定矩陣式鍵盤(pán)上何鍵被按下介紹一種“行掃描法”。

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行掃描法行掃描法又稱(chēng)為逐行（或列）掃描查詢(xún)法，是一種最常用的按鍵識(shí)別方法，如上圖所示鍵盤(pán)，介紹過(guò)程如下。

1、判斷鍵盤(pán)中有無(wú)鍵按下將全部行線(xiàn)Y0-Y3置低電平，然后檢測(cè)列線(xiàn)的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤(pán)中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線(xiàn)與4根行線(xiàn)相交叉的4個(gè)按鍵之中。若所有列線(xiàn)均為高電平，則鍵盤(pán)中無(wú)鍵按下。

2、判斷閉合鍵所在的位置在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過(guò)程。其方法是：依次將行線(xiàn)置為低電平，即在置某根行線(xiàn)為低電平時(shí)，其它線(xiàn)為高電平。在確定某根行線(xiàn)位置為低電平后，再逐行檢測(cè)各列線(xiàn)的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線(xiàn)與置為低電平的行線(xiàn)交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。

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下面給出一個(gè)具體的例子：6L'G#^:c$t

圖仍如上所示。8031單片機(jī)的P1口用作鍵盤(pán)I/O口，鍵盤(pán)的列線(xiàn)接到P1口的低4位，鍵盤(pán)的行線(xiàn)接到P1口的高4位。列線(xiàn)P1.0-P1.3分別接有4個(gè)上拉電阻到正電源+5V，并把列線(xiàn)P1.0-P1.3設(shè)置為輸入線(xiàn)，行線(xiàn)P1.4-P.17設(shè)置為輸出線(xiàn)。4根行線(xiàn)和4根列線(xiàn)形成16個(gè)相交點(diǎn)。

1、檢測(cè)當(dāng)前是否有鍵被按下。檢測(cè)的方法是P1.4-P1.7輸出全“0”，讀取P1.0-P1.3的狀態(tài)，若P1.0-P1.3為全“1”，則無(wú)鍵閉合，否則有鍵閉合。

2、去除鍵抖動(dòng)。當(dāng)檢測(cè)到有鍵按下后，延時(shí)一段時(shí)間再做下一步的檢測(cè)判斷。

3、若有鍵被按下，應(yīng)識(shí)別出是哪一個(gè)鍵閉合。方法是對(duì)鍵盤(pán)的行線(xiàn)進(jìn)行掃描。P1.4-P1.7按下述4種組合依次輸出：

P1.71110

P1.61101.L2m5?4g1r

P1.51011

P1.40111

在每組行輸出時(shí)讀取P1.0-P1.3，若全為“1”，則表示為“0”這一行沒(méi)有鍵閉合，否則有鍵閉合。由此得到閉合鍵的行值和列值，然后可采用計(jì)算法或查表法將閉合鍵的行值和列值轉(zhuǎn)換成所定義的鍵值2O;w4w0C#}5[)D

4、為了保證鍵每閉合一次CPU僅作一次處理，必須卻除鍵釋放時(shí)的抖動(dòng)。3u#\3u!Y!D"{5m

鍵盤(pán)掃描程序：

從以上分析得到鍵盤(pán)掃描程序的流程圖如圖2所示。程序如下

SCAN:MOVP1,#0FH

MOVA,P1

ANLA,#0FH!p*h

[4v&^&k

CJNEA,#0FH,NEXT1

SJMPNEXT3

NEXT1:ACALLD20MS$K9s*{)?"n/S$f2\

MOVA,#0EFH

NEXT2:MOVR1,A

MOVP1,A3`,h8q&}-P:]

C,_9X2C

MOVA,P1&Z/K-_)B8e'q

H7K

ANLA,#0FH

CJNEA,#0FH,KCODE;

MOVA,R1&{,J$\)x$t$|0m

SETBC

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JCNEXT2

NEXT3:MOVR0,#00H

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KCODE:MOVB,#0FBH

NEXT4:RRCA2v6E(W6A&L'o&T

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C:y,U"{;?8G'g

MOVA,R1

SWAPA8F2v%`"k"f

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NEXT5:RRCA

INCB8Q/C1x9x5e

INCB*j6I'b+n/I8z

INCB(r(]0N/b#~

INCB7j&t7T+G9a8L,{&m

JCNEXT5

NEXT6:MOVA,P18`/e0u3J9O$?*c3\#c%a!|

ANLA,#0FH

CJNEA,#0FH,NEXT6"^

o:r9k3J;R

MOVR0,#0FFH

RET6H2f&N3x+Y$D!R

鍵盤(pán)處理程序就作這么一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹，實(shí)際上，鍵盤(pán)、顯示處理是很復(fù)雜的，它往往占到一個(gè)應(yīng)用程序的大部份代碼，可見(jiàn)其重要性，但說(shuō)到，這種復(fù)雜并不來(lái)自于單片機(jī)的本身，而是來(lái)自于操作者的習(xí)慣等等問(wèn)題，因此，在編寫(xiě)鍵盤(pán)處理程序之前，最好先把它從邏輯上理清，然后用適當(dāng)?shù)乃惴ū硎境鰜?lái)，最后再去寫(xiě)代碼，這樣，才能快速有效地寫(xiě)好代碼。.E-J7k8K"v,Q:u

鍵盤(pán)是由一組規(guī)則排列的按鍵組成，一個(gè)按鍵實(shí)際上是一個(gè)開(kāi)關(guān)元件，也就是說(shuō)鍵盤(pán)是一組規(guī)則排列的開(kāi)關(guān)。1i"_/D1l/z%\)N

鍵盤(pán)工作原理

1．按鍵的分類(lèi)7V6B8E$k&t:m*i

按鍵按照結(jié)構(gòu)原理可分為兩類(lèi)，一類(lèi)是觸點(diǎn)式開(kāi)關(guān)按鍵，如機(jī)械式開(kāi)關(guān)、導(dǎo)電橡膠式開(kāi)關(guān)等；另一類(lèi)是無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)按鍵，如電氣式按鍵，磁感應(yīng)按鍵等。前者造價(jià)低，后者壽命長(zhǎng)。目前，微機(jī)系統(tǒng)中最常見(jiàn)的是觸點(diǎn)式開(kāi)關(guān)按鍵。

按鍵按照接口原理可分為編碼鍵盤(pán)與非編碼鍵盤(pán)兩類(lèi)，這兩類(lèi)鍵盤(pán)的主要區(qū)別是識(shí)別鍵符及給出相應(yīng)鍵碼的方法。編碼鍵盤(pán)主要是用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵的識(shí)別，非編碼鍵盤(pán)主要是由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)的定義與識(shí)別。

全編碼鍵盤(pán)能夠由硬件邏輯自動(dòng)提供與鍵對(duì)應(yīng)的編碼，此外，一般還具有去抖動(dòng)和多鍵、竄鍵保護(hù)電路，這種鍵盤(pán)使用方便，但需要較多的硬件，價(jià)格較貴，一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)較少采用。非編碼鍵盤(pán)只簡(jiǎn)單地提供行和列的矩陣，其它工作均由軟件完成。由于其經(jīng)濟(jì)實(shí)用，較多地應(yīng)用于單片機(jī)系統(tǒng)中。下面將重點(diǎn)介紹非編碼鍵盤(pán)接口。

2．鍵輸入原理

在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，除了復(fù)位按鍵有專(zhuān)門(mén)的復(fù)位電路及專(zhuān)一的復(fù)位功能外，其它按鍵都是以開(kāi)關(guān)狀態(tài)來(lái)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(shí)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)完成該按鍵所設(shè)定的功能，鍵信息輸入是與軟件結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的過(guò)程。'["s9b8f)@9o5]

對(duì)于一組鍵或一個(gè)鍵盤(pán)，總有一個(gè)接口電路與CPU相連。CPU可以采用查詢(xún)或中斷方式了解有無(wú)將鍵輸入并檢查是哪一個(gè)鍵按下，將該鍵號(hào)送入累加器ACC，然后通過(guò)跳轉(zhuǎn)指令轉(zhuǎn)入執(zhí)行該鍵的功能程序，執(zhí)行完后再返回主程序。

3．按鍵結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

微機(jī)鍵盤(pán)通常使用機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵開(kāi)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(shuō)，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。

機(jī)械式按鍵再按下或釋放時(shí)，由于機(jī)械彈性作用的影響，通常伴隨有一定時(shí)間的觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)，然后其觸點(diǎn)才穩(wěn)定下來(lái)。其抖動(dòng)過(guò)程如圖7.2所示，抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短與開(kāi)關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為5~10ms。7b2n0J*s'U&J

在硬件上可采用在鍵輸出端加R-S觸發(fā)器(雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器)或單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成去抖動(dòng)電路，圖7.3是一種由R-S觸發(fā)器構(gòu)成的去抖動(dòng)電路，當(dāng)觸發(fā)器一旦翻轉(zhuǎn)，觸點(diǎn)抖動(dòng)不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生任何影響。)}+e&M&f

`1l:p4V4|

電路工作過(guò)程如下：按鍵未按下時(shí)，a=0，b=1，輸出Q=1，按鍵按下時(shí)，因按鍵的機(jī)械彈性作用的影響，使按鍵產(chǎn)生抖動(dòng)，當(dāng)開(kāi)關(guān)沒(méi)有穩(wěn)定到達(dá)b端時(shí)，因與非門(mén)2輸出為0反饋到與非門(mén)1的輸入端，封鎖了與非門(mén)1，雙穩(wěn)態(tài)電路的狀態(tài)不會(huì)改變，輸出保持為1，輸出Q不會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)的波形。當(dāng)開(kāi)關(guān)穩(wěn)定到達(dá)b端時(shí)，因a=1，b=0，使Q=0，雙穩(wěn)態(tài)電路狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)。當(dāng)釋放按鍵時(shí)，在開(kāi)關(guān)未穩(wěn)定到達(dá)a端時(shí)，因Q=0，封鎖了與非門(mén)2，雙穩(wěn)態(tài)電路的狀態(tài)不變，輸出Q保持不變，消除了后沿的抖動(dòng)波形。當(dāng)開(kāi)關(guān)穩(wěn)定到達(dá)b端時(shí)，因a=0，b=0，使Q=1，雙穩(wěn)態(tài)電路狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，輸出Q重新返回原狀態(tài)。由此右圖雙穩(wěn)態(tài)去抖電路5y9X;@0X4Q3c'y(H2v3v

可見(jiàn)，鍵盤(pán)輸出經(jīng)雙穩(wěn)態(tài)電路之后，輸出已變?yōu)橐?guī)范的矩形方波。'V1@1P.r(t#\.c

_

軟件上采取的措施是：在檢測(cè)到有按鍵按下時(shí)，執(zhí)行一個(gè)10ms左右（具體時(shí)間應(yīng)視所使用的按鍵進(jìn)行調(diào)整）的延時(shí)程序后，再確認(rèn)該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，若仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)該鍵處于閉合狀態(tài)；同理，在檢測(cè)到該鍵釋放后，也應(yīng)采用相同的步驟進(jìn)行確認(rèn)，從而可消除抖動(dòng)的影響。

4．按鍵編碼

一組按鍵或鍵盤(pán)都要通過(guò)I/O口線(xiàn)查詢(xún)按鍵的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。根據(jù)鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)的不同，采用不同的編碼。無(wú)論有無(wú)編碼，以及采用什么編碼，最后都要轉(zhuǎn)換成為與累加器中數(shù)值相對(duì)應(yīng)的鍵值，以實(shí)現(xiàn)按鍵功能程序的跳轉(zhuǎn)。

5．編制鍵盤(pán)程序/K4N4Y;H;o)g

一個(gè)完善的鍵盤(pán)控制程序應(yīng)具備以下功能：

（1）檢測(cè)有無(wú)按鍵按下，并采取硬件或軟件措施，消除鍵盤(pán)按鍵機(jī)械觸點(diǎn)抖動(dòng)的影響。5h8[,B$D8G/@;c

（2）有可靠的邏輯處理辦法。每次只處理一個(gè)按鍵，其間對(duì)任何按鍵的操作對(duì)系統(tǒng)不產(chǎn)生影響，且無(wú)論一次按鍵時(shí)間有多長(zhǎng)，系統(tǒng)僅執(zhí)行一次按鍵功能程序。

（3）準(zhǔn)確輸出按鍵值（或鍵號(hào)），以滿(mǎn)足跳轉(zhuǎn)指令要求。

獨(dú)立式按鍵

^+F/C7[:C5h6B#x7V-|

單片機(jī)控制系統(tǒng)中，往往只需要幾個(gè)功能鍵，此時(shí)，可采用獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu)。

1．獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu)9u+L

K5\*x)q%i

獨(dú)立式按鍵是直接用I/O口線(xiàn)構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，其特點(diǎn)是每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根I/O

左圖獨(dú)立式按鍵電路

口線(xiàn)，每個(gè)按鍵的工作不會(huì)影響其它I/O口線(xiàn)的狀態(tài)。獨(dú)立式按鍵的典型應(yīng)用如圖7.4所示。*X8f'y+Q,[7F-l

獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但每個(gè)按鍵必須占用一根I/O口線(xiàn)，因此，在按鍵較多時(shí)，I/O口線(xiàn)浪費(fèi)較大，不宜采用。6Z#m

M*q,s2Y#e/z1F6p2S

圖7.4中按鍵輸入均采用低電平有效，此外，上拉電阻保證了按鍵斷開(kāi)時(shí)，I/O口線(xiàn)有確定的高電平。當(dāng)I/O口線(xiàn)內(nèi)部有上拉電阻時(shí)，外電路可不接上拉電阻。

2．獨(dú)立式按鍵的軟件結(jié)構(gòu)1_*b$x

T/z5M2G#l:v&T

獨(dú)立式按鍵軟件常采用查詢(xún)式結(jié)構(gòu)。先逐位查詢(xún)每根I/O口線(xiàn)的輸入狀態(tài)，如某一根I/O口線(xiàn)輸入為低電平，則可確認(rèn)該I/O口線(xiàn)所對(duì)應(yīng)的按鍵已按下，然后，再轉(zhuǎn)向該鍵的功能處理程序。圖7.4中的I/O口采用P1口，請(qǐng)讀者自行編制相應(yīng)的軟件。1^!@-w7o:r9}6s

7．1．3矩陣式按鍵

單片機(jī)系統(tǒng)中，若使按鍵較多時(shí)，通常采用矩陣式（也稱(chēng)行列式）鍵盤(pán)。

1．矩陣式鍵盤(pán)的結(jié)構(gòu)及原理

矩陣式鍵盤(pán)由行線(xiàn)和列線(xiàn)組成，按鍵位于行、列線(xiàn)的交叉點(diǎn)上，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。#d.n$m(g5G7S

由圖可知，一個(gè)4×4的行、列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個(gè)含有16個(gè)按鍵的鍵盤(pán)，顯然，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，矩陣式鍵盤(pán)較之獨(dú)立式按鍵鍵盤(pán)要節(jié)省很多I/O口。

矩陣式鍵盤(pán)中，行、列線(xiàn)分別連接到按鍵開(kāi)關(guān)的兩端，行線(xiàn)通過(guò)上拉電阻接到＋5V上。當(dāng)無(wú)鍵按下時(shí)，行線(xiàn)處于高電平狀態(tài)；當(dāng)有鍵按下時(shí)，行、列線(xiàn)將導(dǎo)通，此時(shí)，行線(xiàn)電平將由與此行線(xiàn)相連的列線(xiàn)電平?jīng)Q定。這是識(shí)別按鍵是否按下的關(guān)鍵。然而，矩陣鍵盤(pán)中的行線(xiàn)、列線(xiàn)和多個(gè)鍵相連，各按鍵按下與否均影響該鍵所在行線(xiàn)和列線(xiàn)的電平，各按鍵間將相互影響，因此，必須將行線(xiàn)、列線(xiàn)信號(hào)配合起來(lái)作適當(dāng)處理，才能確定閉合鍵的位置。2L%F$r:]'x0N

2．矩陣式鍵盤(pán)按鍵的識(shí)別

識(shí)別按鍵的方法很多，其中，最常見(jiàn)的方法是掃描法。下面以圖7.5中8號(hào)鍵的識(shí)別為例來(lái)說(shuō)明掃描法識(shí)別按鍵的過(guò)程。

按鍵按下時(shí)，與此鍵相連的行線(xiàn)與列線(xiàn)導(dǎo)通，行線(xiàn)在無(wú)鍵按下時(shí)處在高電平，顯然，如果讓所有的列線(xiàn)也處在高電平，那么，按鍵按下與否不會(huì)引起行線(xiàn)電平的變化，因此，必須使所有列線(xiàn)處在低電平，只有這樣，當(dāng)有鍵按下時(shí)，該鍵所在的行電平才會(huì)由高電平變?yōu)榈碗娖?。CPU根據(jù)行電平的變化，便能判定相應(yīng)的行有鍵按下。8號(hào)鍵按下時(shí)，第2行一定為低電平，然而，第2行為低電平時(shí)，能否肯定是8號(hào)鍵按下呢？回答是否定的，因?yàn)?、10、11號(hào)鍵按下同樣使第2行為低電平。為進(jìn)一步確定具體鍵，不能使所有列線(xiàn)在同一時(shí)刻都處在低電平，可在某一時(shí)刻只讓一條列線(xiàn)處于低電平，其余列線(xiàn)均處于高電平，另一時(shí)刻，讓下一列處在低電平，依此循環(huán)，這種依次輪流每次選通一列的工作方式稱(chēng)為鍵盤(pán)掃描。采用鍵盤(pán)掃描后，再來(lái)觀察8號(hào)鍵按下時(shí)的工作過(guò)程，當(dāng)?shù)?列處于低電平時(shí)，第2行處于低電平，而第1、2、3列處于低電平時(shí)，第2行卻處在高電平，由此可判定按下的鍵應(yīng)是第2行與第0列的交叉點(diǎn)，即8號(hào)鍵。

3．鍵盤(pán)的編碼2D,z&z,\:I.T1s1H2W*H9g

對(duì)于獨(dú)立式按鍵鍵盤(pán)，因按鍵數(shù)量少，可根據(jù)實(shí)際需要靈活編碼。對(duì)于矩陣式鍵盤(pán)，按鍵的位置由行號(hào)和列號(hào)唯一確定，因此可分別對(duì)行號(hào)和列號(hào)進(jìn)行二進(jìn)制編碼，然后將兩值合成一個(gè)字節(jié)，高4位是行號(hào)，低4位是列號(hào)。如圖7.5中的8號(hào)鍵，它位于第2行，第0列，因此，其鍵盤(pán)編碼應(yīng)為20H。采用上述編碼對(duì)于不同行的鍵離散性較大，不利于散轉(zhuǎn)指令對(duì)按鍵進(jìn)行處理。因此，可采用依次排列鍵號(hào)的方式對(duì)安排進(jìn)行編碼。以圖7.5中的4×4鍵盤(pán)為例，可將鍵號(hào)編碼為：01H、02H、03H…0EH、0FH、10H等16個(gè)鍵號(hào)。編碼相互轉(zhuǎn)換可通過(guò)計(jì)算或查表的方法實(shí)現(xiàn)。"a1c/r1R0c+?7d(w)g)n"F

4．鍵盤(pán)的工作方式.k3d1W/p#}!N$Z,N1n

在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，鍵盤(pán)掃描只是CPU的工作內(nèi)容之一。CPU對(duì)鍵盤(pán)的響應(yīng)取決于鍵盤(pán)的工作方式，鍵盤(pán)的工作方式應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中CPU的工作狀況而定，其選取的原則是既要保證CPU能及時(shí)響應(yīng)按鍵操作，又不要過(guò)多占用CPU的工作時(shí)間。通常，鍵盤(pán)的工作方式有三種，即編程掃描、定時(shí)掃描和中斷掃描。

1）編程掃描方式&i$U*H4g4P0Y0l%y

編程掃描方式是利用CPU完成其它工作的空余調(diào)用鍵盤(pán)掃描子程序來(lái)響應(yīng)鍵盤(pán)輸入的要求。在執(zhí)行鍵功能程序時(shí)，CPU不再響應(yīng)鍵輸入要求，直到CPU重新掃描鍵盤(pán)為止。'c%h$H)}:{9}

鍵盤(pán)掃描程序一般應(yīng)包括以下內(nèi)容：

（1）判別有無(wú)鍵按下。/B#g"c$B*e:T:C0B/Y

（2）鍵盤(pán)掃描取得閉合鍵的行、列值。

（3）用計(jì)算法或查表法得到鍵值。4e0j!h0X9`2Y4b;L

（4）判斷閉合鍵是否釋放，如沒(méi)釋放則繼續(xù)等待。.I7s%{0r*`'v4j(Q0u,{

（5）將閉合鍵鍵號(hào)保存，同時(shí)轉(zhuǎn)去執(zhí)行該閉合鍵的功能。:^'}+\&v&D8o1l

圖7.68155擴(kuò)展I/O口組成的矩陣鍵盤(pán)#@4\*v&T5H:j'h+Q$^

圖7.6是一個(gè)4×8矩陣鍵盤(pán)電路，由圖可知，其與單片機(jī)的接口采用8155擴(kuò)展I/O芯片，鍵盤(pán)采用編程掃描方式工作，8155C口的低4位輸入行掃描信號(hào)，A口輸出8位列掃描信號(hào)，二者均為低電平有效。8155的IO/與P2.0相連，與P2.1相連，、分別與單片機(jī)的、相連。由此可確定8155的口地址為：*m,P)Z0j#M)Q-t9g:L#F

命令/狀態(tài)口：0100H（P2未用口線(xiàn)規(guī)定為0）

A口：0101H$j:O!w)X9y(x9y/Z5K'G+t

B口：0102H)c$g8G)}

Q'N&b

C口：0103H

圖7.6中，A口為基本輸出口，C口為基本輸入口，因此，方式命令控制字應(yīng)設(shè)置為43H。在編程掃描方式下，鍵盤(pán)掃描子程序應(yīng)完成如下幾個(gè)功能：2x#`*u.~9A#{%m

（1）判斷有無(wú)鍵按下。其方法為：A口輸出全為0，讀C口狀態(tài)，若PC0~PC3全為1，則說(shuō)明無(wú)鍵按下；若不全為1，則說(shuō)明有鍵按下。

（2）消除按鍵抖動(dòng)的影響。其方法為：在判斷有鍵按下后，用軟件延時(shí)的方法延時(shí)10ms后，再判斷鍵盤(pán)狀態(tài)，如果仍為有鍵按下?tīng)顟B(tài)，則認(rèn)為有一個(gè)按鍵按下，否則當(dāng)作按鍵抖動(dòng)來(lái)處理。

（3）求按鍵位置。根據(jù)前述鍵盤(pán)掃描法，進(jìn)行逐列置0掃描。圖7.6中，32個(gè)鍵的鍵值分布如下（鍵值由4位16進(jìn)制數(shù)碼組成，前兩位是列的值，即A口數(shù)據(jù)，后兩位是行的值，即C口數(shù)據(jù)，X為任意值）：

FEXEFDXEFBXEF7XEEFXEDFXEBFXE7FXE

FEXDFDXDFBXDF7XDEFXDDFXDBFXD7FXD

FEXBFDXBFBXBF7XBEFXBDFXBBFXB7FXB9`.g4]#p!J"^/q

FEX7FDX7FBX7F7X7EFX7DFX7BFX77FX79b$g9I#^-y,g0B

按鍵鍵值確定后，即可確定按鍵位置。相應(yīng)的鍵號(hào)可根據(jù)下述公式進(jìn)行計(jì)算：鍵號(hào)=行首鍵號(hào)+列號(hào)。圖7.6中，每行的行首可給以固定的編號(hào)0（00H），8（08H），16（10H），24（18H），列號(hào)依列線(xiàn)順序?yàn)?~7。

（4）判別閉合的鍵是否釋放。按鍵閉合一次只能進(jìn)行一次功能操作，因此，等按鍵釋放后才能根據(jù)鍵號(hào)執(zhí)行相應(yīng)的功能鍵操作。

鍵盤(pán)掃描程序流程圖請(qǐng)參閱實(shí)訓(xùn)7圖7.1中的主程序流程圖。

鍵盤(pán)掃描程序請(qǐng)參閱實(shí)訓(xùn)7源程序中的鍵盤(pán)查詢(xún)程序、鍵盤(pán)掃描程序和按鍵查詢(xún)子程序三部分。*P,E'e)a-O;g*|

實(shí)訓(xùn)7是矩陣式鍵盤(pán)的一種典型應(yīng)用，與圖7.6相比，8155入口地址不同，矩陣鍵盤(pán)列數(shù)不同，再就是為兼顧鍵盤(pán)和顯示，防抖所用的延時(shí)子程序由顯示子程序替代。

2）定時(shí)掃描方式：

定時(shí)掃描方式就是每隔一段時(shí)間對(duì)鍵盤(pán)掃描一次，它利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器產(chǎn)生一定時(shí)間（例如10ms）的定時(shí)，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到就產(chǎn)生定時(shí)器溢出中斷，CPU響應(yīng)中斷后對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描，并在有鍵按下時(shí)識(shí)別出該鍵，再執(zhí)行該鍵的功能程序。定時(shí)掃描方式的硬件電路與編程掃描方式相同，程序流程圖如下圖所示。

圖中，標(biāo)志1和標(biāo)志2是在單片機(jī)內(nèi)部RAM的位尋址區(qū)設(shè)置的兩個(gè)標(biāo)志位，標(biāo)志1為去抖動(dòng)標(biāo)志位，標(biāo)志2為識(shí)別完按鍵的標(biāo)志位。初始化時(shí)將這兩個(gè)標(biāo)志位設(shè)置為0，執(zhí)行中斷服務(wù)程序時(shí)，首先判別有無(wú)鍵閉合，若無(wú)鍵閉合，將標(biāo)志1和標(biāo)志2置0后返回；若有鍵閉合，先檢查標(biāo)志1，當(dāng)標(biāo)志1為0時(shí)，說(shuō)明還未進(jìn)行去抖動(dòng)處理，此時(shí)置位標(biāo)志1，并中斷返回。由于中斷返回后要經(jīng)過(guò)10ms后才會(huì)再次中斷，相當(dāng)于延時(shí)了10ms，因此，程序無(wú)須再延時(shí)。下次中斷時(shí)，因標(biāo)志1為1，CPU再檢查標(biāo)志2，如標(biāo)志2為0說(shuō)明還未進(jìn)行按鍵的識(shí)別處理，這時(shí)，CPU先置位標(biāo)志2，然后進(jìn)行按鍵識(shí)別處理，再執(zhí)行相應(yīng)的按鍵功能子程序，最后，中斷返回。如標(biāo)志2已經(jīng)為1，則說(shuō)明此次按鍵已做過(guò)識(shí)別處理，只是還未釋放按鍵，當(dāng)按鍵釋放后，在下一次中斷服務(wù)程序中，標(biāo)志1和標(biāo)志2又重新置0，等待下一次按鍵。

3）中斷掃描方式"B!m

k+u;A

采用上述兩種鍵盤(pán)掃描方式時(shí)，無(wú)論是否按鍵，CPU都要定時(shí)掃描鍵盤(pán)，而單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)工作時(shí)，并非經(jīng)常需要鍵盤(pán)輸入，因此，CPU經(jīng)常處于空掃描狀態(tài)，為提高CPU工作效率，可采用中斷掃描工作方式。其工作過(guò)程如下：當(dāng)無(wú)鍵按下時(shí)，CPU處理自己的工作，當(dāng)有鍵按下時(shí)，產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，CPU轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤(pán)掃描子程序，并識(shí)別鍵號(hào)。

左圖是一種簡(jiǎn)易鍵盤(pán)接口電路，該鍵盤(pán)是由8051P1口的高、低字節(jié)構(gòu)成的4×4鍵盤(pán)。鍵盤(pán)的列線(xiàn)與P1口的高4位相連，鍵盤(pán)的行線(xiàn)與P1口的低4位相連，因此，P1.4~P1.7是鍵輸出線(xiàn)，P1.0~P1.3是掃描輸入線(xiàn)。圖中的4輸入與門(mén)用于產(chǎn)生按鍵中斷，其輸入端與各列線(xiàn)相連，再通過(guò)上拉電阻接至+5V電源，輸出端接至8051的外部中斷輸入端。具體工作如下：當(dāng)鍵盤(pán)無(wú)鍵按下時(shí)，與門(mén)各輸入端均為高電平，保持輸出端為高電平；當(dāng)有鍵按下時(shí)，端為低電平，向CPU申請(qǐng)中斷，若CPU開(kāi)放外部中斷，則會(huì)響應(yīng)中斷請(qǐng)求，轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤(pán)掃描子程序。.W0t!v+z1i.K4Z.^

這是初學(xué)時(shí)寫(xiě)的最簡(jiǎn)單、最詳細(xì)、效率最高的矩陣鍵盤(pán)掃描程序，只用了四條常用命令（MOV/送數(shù)、JB/高電平轉(zhuǎn)移、JMP/直接轉(zhuǎn)移、RET/子程序返回），保證初學(xué)者一看就懂！本程序已經(jīng)在本站電子實(shí)驗(yàn)板上驗(yàn)證通過(guò)，占用ＣＰＵ時(shí)間少，效率高，被選作單片機(jī)的測(cè)試程序！.T9o0v5w/X7G2a

矩陣按鍵掃描程序是一種節(jié)省IO口的方法,按鍵數(shù)目越多節(jié)省IO口就越可觀，本程序的思路跟書(shū)上一樣：先判斷某一列（行）是否有按鍵按下，再判斷該行（列）是那一只鍵按下。但是，在程序的寫(xiě)法上，站長(zhǎng)采用了最簡(jiǎn)單的方法，使得程序效率最高。

本程序中，如果檢測(cè)到某鍵按下了，就不再檢測(cè)其它的按鍵，這完全能滿(mǎn)足絕大多數(shù)需要，又能節(jié)省大量的CPU時(shí)間。另外，本人認(rèn)為鍵盤(pán)用延時(shí)程序來(lái)消除抖動(dòng)，完全是浪費(fèi)時(shí)間。試想，如果不用中斷執(zhí)行（用中斷執(zhí)行需要更多的硬件資源）的方法來(lái)掃描鍵盤(pán)，每秒鐘掃描２０－１００次，每次都要延時(shí)１０－２０ＭＳ的話(huà)，我們的單片機(jī)還有多少時(shí)間做正事呢？0I!u3N*Q8z4Z,j

其實(shí)，延時(shí)的這段時(shí)間，CPU可以做其它的事呀。所以，本鍵盤(pán)掃描程序的前面后面都可以加入少少代碼，既可以達(dá)到完美的消抖動(dòng)效果，又可以擴(kuò)展其它的功能（例如按鍵封鎖、按鍵長(zhǎng)按等按鍵功能復(fù)用?。?/p>

本鍵盤(pán)掃描子程序名叫key，每次要掃描時(shí)用callkey調(diào)用即可。以下子程序內(nèi)容：

key:movp0,#00001111b;上四位和下四位分別為行和列,所以送出高低電壓檢查有沒(méi)有按鍵按下9E)V;P'U&v+n-j!p

jmpk10;跳到K10處開(kāi)始掃描，這里可以改成其它條件轉(zhuǎn)移指令來(lái)決定本次掃描是否要繼續(xù)，例如減1為0轉(zhuǎn)移或者位為1或0才轉(zhuǎn)移，這主要用來(lái)增加功能，確認(rèn)上一按鍵功能是否完成？是否相當(dāng)于經(jīng)過(guò)了延時(shí)？是否要封鎖鍵盤(pán)？

goend:jmpkend;如果上面判斷本次不執(zhí)行鍵盤(pán)掃描程序，則立即轉(zhuǎn)到程序尾部，不要浪費(fèi)CPU的時(shí)間1a:K0@6m!?3r(?

k10:jbp0.0,k20;掃描正式開(kāi)始，先檢查列1四個(gè)鍵是否有鍵按下，如果沒(méi)有，則跳到K20檢查列2

k11:movp0,#11101111b;列1有鍵按下時(shí),P0.0變低,到底是那一個(gè)鍵按下？現(xiàn)在分別輸出各行低電平5g$P;s0F#|1t8u

jbp0.0,k12;該行的鍵不按下時(shí)，p0.0為高電平,跳到到K12,檢查其它的行:x+W%R0z5Q+a#@6J%R!v

movr1,#1;如果正好是這行的鍵按下，將寄存器R0寫(xiě)下1，表示1號(hào)鍵按下了%S8S&g3c;j!I

k12:movp0,#11011111b/g

x1t"P"G-V3b

jbp0.0,k13

movr1,#2;如果正好是這行的鍵按下，將寄存器R0寫(xiě)下2，表示2號(hào)鍵按下了/g6Y#g/K;R,k&c

k13:movp0,#10111111b(d(b!}/|!i){

jbp0.0,k14

movr1,#3;如果正好是這行的鍵按下，將寄存器R0寫(xiě)下3，表示3號(hào)鍵按下了)|#I-u/g.s-W7A7?

k14:movp0,#01111111b/Y"[)S5W5v!G

r9O'n

jbp0.0,kend;如果現(xiàn)在四個(gè)鍵都沒(méi)有按下，可能按鍵松開(kāi)或干擾，退出掃描（以后相同）

movr1,#4如果正好是這行的鍵按下，將寄存器R0寫(xiě)下4，表示4號(hào)鍵按下了

jmpkend;已經(jīng)找到按下的鍵，跳到結(jié)尾吧

k20:jbp0.1,k30;列2檢查為高電平再檢查列3、42F+J8V+J&U$Q%`

L;}

k21:movp0,#11101111b;列2有健按下時(shí)，P0.0會(huì)變低，到底是那一行的鍵按下呢？分別輸出行的低電平1q9O4\:m5a4u#C7v

jbp0.1,k22;該行的鍵不按下時(shí)p0.0為高電平，跳到到K22，檢查另外三行5m%^*n8_.Z:Z%d.R0o6s

movr1,#5;如果正好是這行的鍵按下，將寄存器R0寫(xiě)下5，表示5號(hào)鍵按下了（以后相同，不再重復(fù)了）7C:q0q/C7`*|

k22:movp0,#11011111b

jbp0.1,k23!F4z0m6i3@*]!w#S(j&X

movr1,#62S"@5z4j!i*|5@

k23:movp0,#10111111b(T3T1r#?1b.U,E1o

jbp0.1,k241A9P:X"V!d4n0F:}

movr1,#7

k24:movp0,#01111111b.]9j$K"J-W4_-`

jbp0.1,kend1i

]0_$c;`"L*`

movr1,#8.g%g9e1b2D.D1D+b

jmpkend;已經(jīng)找到按下的鍵，跳到結(jié)尾吧（以后相同，不要重復(fù)了）!`'c2m5k4|;U

k30:jbp0.2,k40

k31:movp0,#11101111b

jbp0.2,k32

movr1,#9

k32:movp0,#11011111b;U0m2z;n4p;v*z

jbp0.2,k33

movr1,#10(l%D/Q*q*X5p'~0Z4Z

k33:movp0,#10111111b

jbp0.2,k34

movr1,#11

k34:movp0,#01111111b

jbp0.2,kend

movr1,#125y:p2B$K+l.z(c

jmpkend

k40:jbp0.3,kend,O&\,S3a:\

V

i

k41:movp0,#11101111b*r%c1a.J!h-k

jbp0.3,k42

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T-A-n

jbp0.3,k43

movr1,#14*_/Q#j)@3~7C3L

k43:movp0,#10111111b

jbp0.3,k44%@1n:t!M8]!`*o3Y

movr1,#152c)@&h-H,G;^2J;R

k44:movp0,#01111111b,p%c/s:B*d

jbp0.3,kend

movr1,#161m6e"~/h7V*n$H%Z-{

kend:ret

鍵盤(pán)掃描結(jié)束了，寄存器R1的值就直接表示了是那個(gè)鍵按下的，根據(jù)不同的鍵值去執(zhí)行不同的程序，從而實(shí)現(xiàn)了十六個(gè)矩陣鍵盤(pán)掃描，同樣原理，最多可以識(shí)別255個(gè)按鍵的矩陣掃描。&P$]8u'}%^

?3\

我們可以每次鍵盤(pán)掃描開(kāi)始時(shí)檢查R0的值是否為0，只有在為0才掃描鍵盤(pán)，不為0就證明剛剛掃描過(guò)鍵值，相應(yīng)的按鍵工作還沒(méi)有完成。但是必須記得，每個(gè)按鍵命令執(zhí)行完成后，要給R0寫(xiě)上0，表示可以?huà)呙桄I盤(pán)。

本鍵盤(pán)掃描程序的優(yōu)點(diǎn)在于：不用專(zhuān)門(mén)的按鍵延時(shí)程序，提高了CPU效率，也不用中斷來(lái)掃描鍵盤(pán)，節(jié)省了硬件資源。另外，本鍵盤(pán)掃描程序，每次掃描占用CPU時(shí)最短，不論有鍵按下或者無(wú)鍵按下都可以在很短的時(shí)間完成一次掃描。9月17日鍵盤(pán)是一組按鍵的組合，它是最常用的單片機(jī)輸入設(shè)備，操作人員可以通過(guò)鍵盤(pán)輸入數(shù)據(jù)或命令，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的人機(jī)對(duì)話(huà)。單片機(jī)使用的鍵盤(pán)是一種常開(kāi)型的開(kāi)關(guān)，通常鍵的兩個(gè)觸點(diǎn)處于斷開(kāi)狀態(tài)，按下鍵時(shí)它們才閉合。鍵盤(pán)分編碼和非編碼鍵盤(pán)，鍵盤(pán)的識(shí)別可用軟件識(shí)別也可用專(zhuān)用芯片識(shí)別。

MCS-51單片機(jī)擴(kuò)展鍵盤(pán)接口的方法用很多，從硬件結(jié)構(gòu)上，可通過(guò)單片機(jī)I/0接口擴(kuò)展鍵盤(pán)，也可通過(guò)擴(kuò)展I/O接口設(shè)計(jì)鍵盤(pán)，還有些用的是專(zhuān)用鍵盤(pán)芯片。1．鍵盤(pán)的工作原理：

鍵盤(pán)從結(jié)構(gòu)上分為獨(dú)立式鍵盤(pán)與矩陣式鍵盤(pán)。一般按鍵較少時(shí)采用獨(dú)立式鍵盤(pán)，按鍵較多時(shí)采用矩陣式鍵盤(pán)。

（1）

獨(dú)立式鍵盤(pán)。

在由單片機(jī)組成的測(cè)控系統(tǒng)及智能化儀器中，用的最多的是獨(dú)立式鍵盤(pán)。這種鍵盤(pán)具有硬件與軟件相對(duì)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，其缺點(diǎn)是按鍵數(shù)量較多時(shí)，要占用大量口線(xiàn)。圖1是一個(gè)利用MCS-51單片機(jī)的P1口設(shè)計(jì)的非編碼鍵盤(pán)。

圖1

獨(dú)立式鍵盤(pán)

當(dāng)按鍵沒(méi)按下時(shí)，CPU對(duì)應(yīng)的I/O接口由于內(nèi)部有上拉電阻，其輸入為高電平；當(dāng)某鍵被按下后，對(duì)應(yīng)的I/O接口變?yōu)榈碗娖?。只要在程序中判斷I/O接口的狀態(tài)，即可知道哪個(gè)鍵處于閉合狀態(tài)。以下是非編碼鍵盤(pán)鍵處理子程序。JNB

P1.0,

KEY00

；轉(zhuǎn)按鍵1處理程序JNB

P1.1,

KEY01

；轉(zhuǎn)按鍵1處理程序JNB

P1.2,

KEY02

；轉(zhuǎn)按鍵1處理程序JNB

P1.3,

KEY03

；轉(zhuǎn)按鍵1處理程序JNB

P1.4,

KEY04

；轉(zhuǎn)按鍵1處理程序JNB

P1.5,

KEY05

；轉(zhuǎn)按鍵1處理程序JNB

P1.6,

KEY06

；轉(zhuǎn)按鍵1處理程序JNB

P1.7,

KEY07

；轉(zhuǎn)按鍵1處理程序RET

；無(wú)鍵按下，返回

KEY00:

…

RET

KEY01:

…

RET

…(2)

矩陣式鍵盤(pán)。

矩陣式鍵盤(pán)使用于按鍵數(shù)量較多的場(chǎng)合，它由行線(xiàn)與列線(xiàn)組成，按鍵位于行、列的交叉點(diǎn)上。一個(gè)3*3的行列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個(gè)有9個(gè)按鍵的鍵盤(pán)。同理，一個(gè)4*4的行列可以構(gòu)成一個(gè)16按鍵的鍵盤(pán)。很明顯，在按鍵數(shù)量較多的場(chǎng)合，與獨(dú)立式鍵盤(pán)相比，矩陣式鍵盤(pán)要節(jié)省很多I/0接口。

2.鍵盤(pán)按鍵識(shí)別方法（1）掃描法。下面以圖2的K2鍵按下為例，說(shuō)明此鍵是如何識(shí)別出來(lái)的。

圖2

8031與鍵盤(pán)連接

掃描法有行掃描和列掃描兩種，無(wú)論采用哪種，無(wú)論采用哪種，其效果是一樣的，只是在程序中的處理方法有所區(qū)別。下面以列掃描法為例來(lái)介紹掃描法識(shí)別按鍵的方法。首先在鍵處理程序中將P1.4-P1.7依次按位變低，P1.4-P1.7在某一時(shí)刻只有一個(gè)為低。在某一位為低時(shí)讀行線(xiàn)，根據(jù)行線(xiàn)的狀態(tài)即可判斷出哪一個(gè)按鍵被按下。如2號(hào)鍵按下，當(dāng)列線(xiàn)P1.5為低時(shí)，讀回的行線(xiàn)狀態(tài)中P1.0被拉低，由此可知K2鍵被按下。一般在掃描法中分兩步處理按鍵，首先是判斷有無(wú)鍵按下，如行線(xiàn)有一個(gè)為低，則有鍵按下。當(dāng)判斷有鍵按下時(shí)，使列線(xiàn)依次變低，讀行線(xiàn)，進(jìn)而判斷出具體哪個(gè)鍵被按下。（2）線(xiàn)反轉(zhuǎn)法。

掃描法是逐行或逐列掃描查詢(xún)，當(dāng)被按下的鍵處于最后一列時(shí)，要經(jīng)過(guò)多次掃描才能最后獲得此按鍵所處的行列值。而線(xiàn)反轉(zhuǎn)法則顯的簡(jiǎn)練，無(wú)論被按的鍵處于哪列，均可經(jīng)過(guò)兩步即能獲得此按鍵所在的行列值，仍以圖4.38為例來(lái)介紹線(xiàn)反轉(zhuǎn)法。

首先將行線(xiàn)P1.0-P1.3作為輸入線(xiàn)，列線(xiàn)P1.4-P1.7作為輸出線(xiàn)，并且輸出線(xiàn)輸出全為低電平，讀行線(xiàn)狀態(tài)，則行線(xiàn)中電平為低的是按鍵所在的行。然后將列線(xiàn)作為輸入線(xiàn)，行線(xiàn)作為輸出線(xiàn)，并將輸出線(xiàn)輸出為低電平，讀列線(xiàn)狀態(tài)，則列線(xiàn)是電平為低的是按鍵所在的列。綜合上述兩步結(jié)果，確定按鍵所在的行和列，從而識(shí)別出所按下的鍵。

假設(shè)10號(hào)鍵被按下，在第一步P1.3-P1.0全為低電平時(shí)，讀P1.4-P1.7的值，則P1.5為低電平；在第二步P1.4-P1.7輸出全為低電平時(shí)，讀P1.3-P1.0時(shí)，P1.2為低電平。由此可判斷第3行第2列有鍵被按下，此鍵就是K10鍵。

3.鍵盤(pán)的接口電路

設(shè)計(jì)MCS-51單片機(jī)鍵盤(pán)時(shí)可根據(jù)單片機(jī)系統(tǒng)的實(shí)際情況來(lái)靈活處理。在使用內(nèi)部有程序存儲(chǔ)器的單片機(jī)時(shí)，如單片機(jī)的I/O接口夠用，可直接利用單片機(jī)的I/O接口連接鍵盤(pán)。如果I/O接口不夠用，可利用擴(kuò)展I/O接口連接鍵盤(pán)，有時(shí)也可使用專(zhuān)用的鍵盤(pán)接口芯片。

（1）

利用單片機(jī)的I/O接口連接鍵盤(pán)。

利用MCS-51單片機(jī)的I/O接口連接鍵盤(pán)時(shí)分兩種情況，一是當(dāng)P0、P1、P2、P3均為普通輸入/輸出時(shí)，可使用任意I/0接口連接鍵盤(pán)；二是當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、I/O時(shí)，由于P0、P2作為地址數(shù)據(jù)總線(xiàn)的使用，所以擴(kuò)展鍵盤(pán)時(shí)只能使用P1口、P3口。如圖2所示為利用MCS-51單片機(jī)的P1口設(shè)計(jì)的4*4矩陣鍵盤(pán)。注意如果用P0口設(shè)計(jì)鍵盤(pán)，要給P0口各口線(xiàn)提供上拉電阻，其大小一般為2-10kn。（2）

利用擴(kuò)展I/O接口設(shè)計(jì)鍵盤(pán)。

MCS-51單片機(jī)在總線(xiàn)擴(kuò)展凡是時(shí)由于P0口、P2口分別作為數(shù)據(jù)總線(xiàn)及地址總線(xiàn)，而P1口、P3口又有其他用途時(shí)，擴(kuò)展鍵盤(pán)可利用擴(kuò)展的I/O接口。利用8255的PC口設(shè)計(jì)的4*4矩陣鍵盤(pán)如圖3所示，利用8255的PC口設(shè)計(jì)的編碼鍵盤(pán)，PC0-PC3為行輸入，PC4-PC7為列輸出。

圖3

8255與鍵盤(pán)連接圖

（3）

按鍵去抖。

由于通常的按鍵所用的開(kāi)關(guān)是機(jī)械開(kāi)關(guān)，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合、斷開(kāi)時(shí)并不是馬上穩(wěn)定地接通和斷開(kāi)，而是在閉合與斷開(kāi)瞬間均伴隨有一連串的抖動(dòng)。為了確保CPU對(duì)鍵的一次閉合僅做一次處理，必須要在程序或硬件上進(jìn)行防抖處理。為節(jié)省硬件，通常在單片機(jī)系統(tǒng)中，一般不采用硬件方法消除鍵的抖動(dòng)，而是用軟件消抖方法。即檢測(cè)鍵閉合后延時(shí)5-10ms，讓前延抖動(dòng)消失后再一次檢測(cè)鍵的狀態(tài)，如果仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)真正有鍵按下。當(dāng)檢測(cè)到按鍵釋放后，也要給5-10ms的延時(shí)，待后延抖動(dòng)消失后才轉(zhuǎn)入該鍵處理程序。以下是具有消抖功能的鍵程序，只有按鍵按下再放開(kāi)后才做一次鍵處理。

KEY_00:

JB

P1.0,

KEY_01

；無(wú)鍵按下，查下一個(gè)鍵

LCALL

DELAY

；延時(shí)10ms

JNB

P1.0,

$

；鍵一直按下，等待

LCALL

DELAY

；鍵松開(kāi)，延時(shí)10ms

JB

P1.0,

KEY_00

；一次按鍵完成，轉(zhuǎn)鍵盤(pán)處理程序KEY_01:…

RET（4）

鍵盤(pán)的編碼。

對(duì)于獨(dú)立式按鍵鍵盤(pán)，由于按鍵數(shù)目較少，可根據(jù)實(shí)際情況靈活編碼。對(duì)于矩陣式鍵盤(pán)，按鍵的位置由行號(hào)和列號(hào)唯一確定，所以分別對(duì)行號(hào)與列號(hào)進(jìn)行二進(jìn)制編碼，然后將兩值合成一個(gè)字節(jié)，高4位是行號(hào)，低4位是列號(hào)。如10號(hào)鍵被按下時(shí)，列號(hào)讀回的值為1011，行號(hào)讀回的值為1101，此兩值合成為11011011=0DBH，據(jù)此值可轉(zhuǎn)到10號(hào)鍵處理程序。這種方式雖然簡(jiǎn)單，但其離散性很大，在讀程序時(shí)必須要結(jié)合硬件電路。也可將讀回的鍵值按一定的方式運(yùn)算后，算出對(duì)應(yīng)的鍵值進(jìn)行散轉(zhuǎn)，但這樣會(huì)增加程序的工作量，因而大多數(shù)單片機(jī)系統(tǒng)在鍵盤(pán)處理程序中只根據(jù)讀回的鍵值進(jìn)行散轉(zhuǎn)。

（5）

常用的專(zhuān)用鍵盤(pán)芯片。

無(wú)論是利用CPU的I/O接口擴(kuò)展鍵盤(pán)，還是利用擴(kuò)展I/O芯片擴(kuò)展鍵盤(pán)，由于均是用普通I/O接口擴(kuò)展，如果要在單片機(jī)的程序中設(shè)計(jì)專(zhuān)用的鍵盤(pán)程序，特別是矩陣式鍵盤(pán)，其程序相對(duì)復(fù)雜一些。因而在較復(fù)雜一些的單片機(jī)系統(tǒng)中可選用專(zhuān)用的鍵盤(pán)芯片設(shè)計(jì)鍵盤(pán)?，F(xiàn)常用的鍵盤(pán)擴(kuò)展芯片有Intel8279、CH451、ICM7218、PCF8574等。

（6）

單片機(jī)對(duì)鍵盤(pán)的控制方式。

在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為了節(jié)省硬件，無(wú)論是采用獨(dú)立式鍵盤(pán)還是采用矩陣式鍵盤(pán)，單片機(jī)對(duì)鍵盤(pán)的控制有以下3種方式。

i

程序控制掃描方式。

這種方式只有單片機(jī)空閑時(shí)，才可調(diào)用鍵盤(pán)掃描子程序，查詢(xún)鍵盤(pán)的輸

入狀態(tài)是否改變。

ii

定時(shí)掃描方式。

單片機(jī)對(duì)鍵盤(pán)的掃描也可采用定時(shí)掃描方式，即單片機(jī)每隔一定的時(shí)間對(duì)鍵盤(pán)掃描一次。在這種方式中，通常采用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器，產(chǎn)生10ms的定時(shí)中斷，CPU響應(yīng)定時(shí)中斷請(qǐng)求后對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描，以查詢(xún)鍵盤(pán)是否有鍵按下。

iii

中斷掃描方式。

雖然采用程序查詢(xún)與定時(shí)對(duì)鍵盤(pán)的掃描方式時(shí)的程序編制簡(jiǎn)單，但一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)的大多數(shù)時(shí)間里鍵盤(pán)基本是不工作的。為了進(jìn)一步提高CPU的工作效率，可采用中斷方式。當(dāng)鍵盤(pán)有鍵動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生中斷，CPU響應(yīng)鍵盤(pán)中斷后，執(zhí)行鍵盤(pán)中斷程序，判別鍵盤(pán)按下鍵的鍵號(hào)，并做相應(yīng)處理。,578次

1、先讀取鍵盤(pán)的狀態(tài)，得到按鍵的特征編碼。

先從P1口的高四位輸出低電平，低四位輸出高電平，從P1口的低四位讀取鍵盤(pán)狀態(tài)。再?gòu)腜1口的低四位輸出低電平，高四位輸出高電平，從P1口的高四位讀取鍵盤(pán)狀態(tài)。將兩次讀取結(jié)果組合起來(lái)就可以得到當(dāng)前按鍵的特征編碼。使用上述方法我們得到16個(gè)鍵的特征編碼。

2、根據(jù)按鍵的特征編碼，查表得到按鍵的順序編碼。

將16個(gè)鍵的特征編碼按順序排成一張表，然后用當(dāng)前讀得的特征編碼來(lái)查表，當(dāng)表中有該特征編碼時(shí)，它的位置就是對(duì)應(yīng)的順序編碼。

3、特征編碼與順序編碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系

KEYTABLE:

DB

0EEH,0EDH,0EBH,0E7H,0DEH

;0,1,2,3,4,

順序碼

DB

0DDH,0DBH,0D7H,0BEH,0BDH

;5,6,7,8,9,

DB

0BBH,0B7H,07EH,07DH,07BH

;A,B,C,D,E,

DB

077H,0FFH

;F,

0FF為結(jié)束碼矩陣控制鍵盤(pán)操作說(shuō)明鍵盤(pán)概述鍵盤(pán)概述控制器是智能電視監(jiān)控系統(tǒng)中的控制鍵盤(pán)，也是個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中人機(jī)對(duì)話(huà)的主要設(shè)備?？勺鳛橹骺劓I盤(pán)，也可作為分控鍵盤(pán)使用。對(duì)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中的每個(gè)單機(jī)進(jìn)行控制。鍵盤(pán)功能鍵盤(pán)功能中文/英文液晶屏顯示比例操縱桿（二維、三維可選）可全方位控制云臺(tái)，三維比例操縱桿可控制攝像機(jī)的變倍攝像機(jī)可控制光圈開(kāi)光、聚集遠(yuǎn)近、變倍大小室外云臺(tái)的防護(hù)罩可除塵和除霜控制矩陣的切換、序切、群組切換、菜單操作等控制高速球的各種功能，如預(yù)置點(diǎn)參數(shù)、巡視組、看守衛(wèi)設(shè)置、菜單操作等對(duì)報(bào)警設(shè)備進(jìn)行布/撤防及報(bào)警聯(lián)動(dòng)控制控制各種協(xié)議的云臺(tái)、解碼器、輔助開(kāi)頭設(shè)置、自動(dòng)掃描、自動(dòng)面掃及角度設(shè)定在菜單中設(shè)置各項(xiàng)功能10．鍵盤(pán)鎖定可避免各種誤操作，安全性高11．內(nèi)置蜂鳴器桌面上直接聽(tīng)到聲音，可判斷操作是否有效技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)１．控制模式主控、分控２．可接入分控?cái)?shù)16個(gè)３．可接入報(bào)警模塊數(shù)239個(gè)４．最大報(bào)警器地址1024個(gè)５．最大可控制攝像機(jī)數(shù)量1024個(gè)６．最大可控制監(jiān)視器數(shù)量64個(gè)７．最大可控制解碼器數(shù)量1024個(gè)８．電源AC/DC9V（最低500mA的電源）９．功率5W10．通訊協(xié)議Matri、PEL-D、PEL-P、VinPD11．通訊波特率1200Bit/S,2400Bit/S,4800Bit/S,9600Bit/S，Startbit1,Databit8,Stopbit1

控制線(xiàn)連接圖控制線(xiàn)連接圖鍵盤(pán)按鍵說(shuō)明鍵盤(pán)按鍵說(shuō)明液晶顯示區(qū)液晶顯示區(qū)鏡頭控制區(qū)功能區(qū)數(shù)值區(qū)特殊功能鍵操縱桿lrislrisOpenop光圈開(kāi)lrisCloseop光圈關(guān)FocusFar聚焦遠(yuǎn)FocusNear聚焦近ZoomTele變倍大ZoomWide變倍小DVR設(shè)備操作DVR功能鍵Shift用戶(hù)登入Login退出鍵Exit輸入數(shù)字77輸入數(shù)字88報(bào)警點(diǎn)布防Enabl查詢(xún)報(bào)警點(diǎn)布/撤防ACK報(bào)警記錄查詢(xún)List進(jìn)入鍵盤(pán)主菜單MENU啟動(dòng)功能F1/ON關(guān)閉功能F2/OFF清零輸入內(nèi)容Clear輸入數(shù)字9清零輸入內(nèi)容Clear輸入數(shù)字99選擇下一項(xiàng)菜單Auto輸入數(shù)字00輸入數(shù)字4輸入數(shù)字00輸入數(shù)字44調(diào)預(yù)置點(diǎn)Call組群切換GRP確認(rèn)鍵組群切換GRP確認(rèn)鍵Enter輸入數(shù)字55序切SEQ輸入數(shù)字66Pan_A序切SEQ輸入數(shù)字66Pan_A設(shè)置云臺(tái)掃描角度1矩陣向后切換Next輸入數(shù)字1矩陣向后切換Next輸入數(shù)字11選擇上一項(xiàng)菜單MPX設(shè)置云臺(tái)掃描角度2區(qū)域鍵AREA設(shè)置云臺(tái)掃描角度2區(qū)域鍵AREA輸入數(shù)字22Pan_BPan_B輸出通道號(hào)MON輸入數(shù)字3輸出通道號(hào)MON輸入數(shù)字33啟動(dòng)巡視組Scan視頻切換視頻切換CAM鍵盤(pán)基本提示鍵盤(pán)基本提示蜂鳴聲提示說(shuō)明2.1“嘀”一聲，表示有按鍵操作。2.2“嘀，嘀，嘀”三聲，表示本次操作錯(cuò)誤或無(wú)效。2.3“嘀嘀嘀…”連續(xù)發(fā)聲，表示有報(bào)警發(fā)生。報(bào)警顯示提示當(dāng)系統(tǒng)有報(bào)警時(shí)，液晶顯示如下：ALARM=>No:addrareaNN=DDDDZZZZ其中：NN表示第幾個(gè)報(bào)警序號(hào),ZZZZ表示報(bào)警區(qū)號(hào)，DDDD表示報(bào)警地址。當(dāng)系統(tǒng)多點(diǎn)報(bào)警時(shí)，報(bào)警號(hào)NN，報(bào)警區(qū)號(hào)ZZZZ,報(bào)警地址DDDD，循環(huán)顯示報(bào)警點(diǎn)號(hào)。（注：最多可循環(huán)顯示10個(gè)報(bào)警點(diǎn)）常規(guī)顯示鍵盤(pán)上電后的啟動(dòng)界面就是常規(guī)操作，在常規(guī)操作時(shí)，LCD顯示如下：MONMONCAMDATA0100010000鍵盤(pán)對(duì)矩陣的基本操作鍵盤(pán)對(duì)矩陣的基本操作１．輸出通道號(hào):輸入1-99的數(shù)字,按MON鍵選擇監(jiān)視器號(hào)。２．視頻切換: 輸入視頻輸入編號(hào)(1-1024),按CAM鍵切換矩陣。３．組群切換:輸入群組編號(hào)(1-16),按GRP鍵矩陣組群切換。４．序切:輸入序切編號(hào)(1-99),按SEQ鍵矩陣序切。５．序切停:輸入序切編號(hào)(1-99),按Shift+SEQ鍵矩陣序切。６．切換下一路視頻:按NEXT鍵矩陣切換下一路。７．切換上一路視頻:按Shift+NEXT鍵矩陣切換上一路。鍵盤(pán)對(duì)高速球的基本操作鍵盤(pán)對(duì)高速球的基本操作設(shè)預(yù)置點(diǎn)：輸入預(yù)置點(diǎn)號(hào)（1-128），按Shift+CALL鍵設(shè)置球機(jī)預(yù)置點(diǎn)。調(diào)預(yù)置點(diǎn)：輸入預(yù)置點(diǎn)號(hào)（1-128），按CALL鍵調(diào)球機(jī)預(yù)置點(diǎn)。刪除預(yù)置點(diǎn)：輸入預(yù)置點(diǎn)號(hào)（1-128），按MPX鍵刪除球機(jī)預(yù)置點(diǎn)。(注:CAM欄數(shù)據(jù)為球機(jī)地址，DATA欄數(shù)據(jù)為預(yù)置點(diǎn)號(hào))設(shè)置云臺(tái)兩點(diǎn)掃描角度1：輸入掃描滯留時(shí)間（1-60），按Pan_A鍵設(shè)置掃描起點(diǎn)。(注:CAM欄數(shù)據(jù)為球機(jī)地址，DATA欄數(shù)據(jù)為掃描滯留時(shí)間)設(shè)置云臺(tái)兩點(diǎn)掃描角度2：輸入掃描滯留時(shí)間（1-60），按Pan_B鍵設(shè)置掃描終點(diǎn)。(注:CAM欄數(shù)據(jù)為球機(jī)地址，DATA欄數(shù)據(jù)為掃描終點(diǎn))自動(dòng)線(xiàn)掃啟（兩點(diǎn)掃描）：輸入掃描速度（1-64），按Auto鍵。面掃啟（360度掃描）：輸入掃描速度（1-64），按Shift+Auto鍵。(注:CAM欄數(shù)據(jù)為球機(jī)地址，DATA欄數(shù)據(jù)為掃描速度)啟動(dòng)巡視組：輸入巡視組號(hào)（1-8），按Scan鍵啟動(dòng)巡視組。啟動(dòng)往復(fù)掃描：輸入巡視組號(hào)（1-8），按Shift+Scan鍵啟動(dòng)往復(fù)掃描。(注:CAM欄數(shù)據(jù)為球機(jī)地址，DATA欄數(shù)據(jù)為巡視組號(hào))報(bào)警布防報(bào)警布防、查詢(xún)及消警的操作在常規(guī)操作時(shí)：１．報(bào)警布防：輸入報(bào)警點(diǎn)號(hào)（0-1024），按Enable鍵對(duì)此報(bào)警點(diǎn)進(jìn)行布防。２．報(bào)警撤防：輸入報(bào)警點(diǎn)號(hào)（0-1024），按Shift+Enable鍵對(duì)此報(bào)警點(diǎn)進(jìn)行撤防。３．報(bào)警查詢(xún)：輸入報(bào)警點(diǎn)號(hào)（0-1024），按ACK鍵查詢(xún)報(bào)警點(diǎn)布/撤防狀態(tài)，“DATA”欄布防時(shí)顯示“AON”,撤防時(shí)顯示“AOFF”。４．報(bào)警消警：當(dāng)系統(tǒng)有報(bào)警時(shí)，按Shift+Clear鍵對(duì)報(bào)警設(shè)備進(jìn)行消警。其它設(shè)備的操作其它設(shè)備的操作 在常規(guī)操作時(shí)，進(jìn)入鍵盤(pán)編程及特殊功能菜單，操作如下進(jìn)入鍵盤(pán)編程菜單：按MENU鍵進(jìn)入鍵盤(pán)編程菜單。進(jìn)入DVR菜單：按DVR鍵進(jìn)入DVR菜單，對(duì)DVR設(shè)備進(jìn)行操作。(3)進(jìn)入報(bào)警記錄查詢(xún)菜單：按List鍵進(jìn)入報(bào)警記錄查詢(xún)菜單。（4）進(jìn)入用戶(hù)管理菜單：按Login鍵進(jìn)入用戶(hù)管理菜單。２．DVR菜單在常規(guī)操作時(shí)，按“DVR”鍵進(jìn)入DVR菜單，此時(shí)可對(duì)DVR設(shè)備進(jìn)行操作。鍵盤(pán)顯示如下：第一行：POS-WATCHDVR第二行：ID：XXXX→DVR地址DATA：XXXX→輸入數(shù)據(jù)再按“DVR”鍵則退出DVR菜單，返回到常規(guī)操作狀態(tài)。３．報(bào)警記錄查詢(xún)菜單在常規(guī)操作時(shí)，按“List”鍵進(jìn)入報(bào)警記錄查詢(xún)菜單，此時(shí)LCD顯示如下： 第一行：ALARMLIST:addrarea第二行：NN=YYYYZZZZ→NN為第幾號(hào)記錄（可記錄10條），YYYY為報(bào)警地址,ZZZZ表示報(bào)警區(qū)號(hào)，操作：按鍵功能Auto查詢(xún)下一條記錄MPX查詢(xún)上一條記錄Exit退出菜單，返回到常規(guī)操作狀態(tài)４．用戶(hù)管理菜單在常規(guī)操作時(shí)，按“Login”鍵進(jìn)入用戶(hù)管理菜單，此時(shí)LCD顯示如下：PleaseenteryourPleaseenteryourPassword:輸入用戶(hù)密碼按“Enter”鍵鎖定鍵盤(pán)或解鎖鍵盤(pán)。（密碼為6688）５．操縱桿控制把操縱桿往不同方向偏時(shí)，云臺(tái)相對(duì)應(yīng)操縱桿的方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)操作變速云臺(tái)時(shí)，操縱桿偏離中心越大時(shí)，云臺(tái)速度越快。（三維搖桿）把操縱桿中間圓柱往順時(shí)針?lè)较驍Q時(shí)攝像機(jī)鏡頭變倍大，往逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)攝像機(jī)鏡頭變倍小。注：當(dāng)“DATA”欄非“0”時(shí)，“DATA”當(dāng)“DATA”欄等于“0”時(shí)，“CAM”６．鏡頭控制按下鏡頭動(dòng)作鍵不放直到達(dá)到所需效果時(shí)放開(kāi)。操作：按鍵功能IrisOpen光圈開(kāi)IrisClose光圈關(guān)FocusFar聚焦遠(yuǎn)FocusNear聚焦近ZoomTele變倍大ZoomWide變倍小鍵盤(pán)主菜單鍵盤(pán)主菜單在常規(guī)操作時(shí)，按“MENU”鍵進(jìn)入鍵盤(pán)主菜單（包括高速球設(shè)置菜單、鍵盤(pán)設(shè)置菜單、輔助開(kāi)關(guān)設(shè)置（雨刷）、輔助開(kāi)關(guān)設(shè)置（加熱）、輔助開(kāi)關(guān)1設(shè)置、輔助開(kāi)關(guān)2設(shè)置、矩陣菜單操作、操縱桿設(shè)置），此時(shí)可按“MPX”鍵上翻菜單或按“Auto”鍵下翻菜單。１．高速球設(shè)置菜單按“MPX”鍵或按“Auto”鍵直至LCD顯示如下：1）1）SpeeddomesetupNumber:0001 →高速球地址操作：輸入需設(shè)置的高速球地址碼(0-1024)，按“Enter”鍵進(jìn)入高速球設(shè)置子菜單。（1）高速球預(yù)置點(diǎn)參數(shù)設(shè)置按“MPX”鍵或按“Auto”鍵直至LCD顯示如下：11.Position:000Speed:00Time:00→預(yù)置點(diǎn)（128個(gè)預(yù)置點(diǎn)）操作：按“F1/ON”移動(dòng)光標(biāo)，當(dāng)光標(biāo)移到Position:000位置時(shí)，輸入預(yù)置點(diǎn)號(hào)（1-128），再按“Enter”鍵選擇要設(shè)的預(yù)置點(diǎn)，此時(shí)就可設(shè)置當(dāng)前所選的預(yù)置點(diǎn)的速度和滯留時(shí)間。按“F1/ON”移動(dòng)光標(biāo)至Speed:00位置，輸入速度值（1-64），再按“Enter”鍵設(shè)置到預(yù)置點(diǎn)的速度。按“F1/ON”移動(dòng)光標(biāo)至Time:00位置，輸入滯留時(shí)間（1-60），再按“Enter”鍵設(shè)置預(yù)置點(diǎn)的滯留時(shí)間。按“F1/ON”移動(dòng)光標(biāo)設(shè)置另一個(gè)預(yù)置點(diǎn)。按“Exit”鍵退出高速球子菜單回到設(shè)置菜單（2）巡視組設(shè)置按“MPX”鍵或按“Auto”鍵直至LCD顯示如下：22.AddPre_positionGroupNumber:0 →巡視組號(hào)操作：輸入巡視組號(hào)（1-8），按“Enter”鍵選擇，LCD顯示如下：AAdd：操作：輸入預(yù)置點(diǎn)（1-128），按“Enter”鍵加預(yù)置點(diǎn)，最多可加16個(gè)預(yù)置點(diǎn)，按“F1/ON”加預(yù)置點(diǎn)結(jié)束。按“Exit”鍵退到設(shè)置巡視組菜單，重新輸入數(shù)字設(shè)置另外一組巡視組。按“Exit”鍵退出高速球子菜單回到設(shè)置菜單（3）守衛(wèi)設(shè)置按“MPX”鍵或按“Auto”鍵直至LCD顯示如下：操作：操作操縱桿，把云臺(tái)移至所需要的看守衛(wèi)點(diǎn)，按“Enter”鍵設(shè)置這點(diǎn)為看守衛(wèi)點(diǎn)。按“Exit”鍵退出高速球子菜單回到設(shè)置菜單（4）看守衛(wèi)參數(shù)設(shè)置按“MPX”鍵或按“Auto”鍵直至LCD顯示如下：4.WatchPosition4.WatchPositionTime:000Switch:看守衛(wèi)時(shí)間看守衛(wèi)開(kāi)/關(guān)操作：輸入看守衛(wèi)時(shí)間（1-240），再按“Enter”鍵設(shè)置看守衛(wèi)時(shí)間，按“F1/ON”設(shè)置看守衛(wèi)開(kāi)，按“F2/OFF”設(shè)置看守衛(wèi)關(guān)。(第8組巡視組為看守衛(wèi)巡視點(diǎn))按“Exit”鍵退出高速球子菜單回到設(shè)置菜單（5）高速球菜單操作按“MPX”鍵或按“Auto”鍵直至LCD顯示如下：55.DomeMenuPressentertomenu操作：按“Enter”鍵進(jìn)入高速球菜單，LCD顯示如下：55.DomeMenudata:0001→輸入數(shù)據(jù)，操作：按鍵功能Enter進(jìn)入Login退出MPX光標(biāo)上Auto光標(biāo)下Call光標(biāo)右Scan光標(biāo)左Pan_A選擇DVR輸入任意的數(shù)字,按“DVR”鍵確認(rèn)按“Exit”鍵退出高速球子菜單回到設(shè)置菜單，再按“Exit”鍵退到主菜單。２．鍵盤(pán)設(shè)置菜單按“MPX”鍵或按“Auto”鍵直至LCD顯示如下：2）2）Keyboardsetup操作：按“Enter”鍵進(jìn)入鍵盤(pán)設(shè)置子菜單。（1）鍵盤(pán)ID設(shè)置按“MPX”鍵或按“Auto”鍵直至LCD顯示如下：Cur.KeyboardID:00Cur.KeyboardID:000=Mast,1→16=Slave:00→鍵盤(pán)當(dāng)前ID→輸入新ID操作：輸入0-16的任意的數(shù)字，按“Enter”鍵設(shè)置鍵盤(pán)ID。注：0為主控，1-16為分控，當(dāng)控制臺(tái)只有一臺(tái)鍵盤(pán)時(shí)，鍵盤(pán)必須設(shè)為主控。按“Exit”鍵退出鍵盤(pán)子菜單回到設(shè)置菜單（2）鍵盤(pán)波特率設(shè)置按“MPX”鍵或按“Auto”鍵直至LCD顯示如下：2.Cur.BaudRate:2.Cur.BaudRate:960012/24/48/9600:0000→鍵盤(pán)當(dāng)前波特率→輸入新波特率 操作：輸入1200/2400/4800/9600數(shù)字，按“Enter”鍵設(shè)置鍵盤(pán)波特率。按“Exit”鍵退出鍵盤(pán)子菜單回到設(shè)置菜單（3）鍵盤(pán)聲音開(kāi)/關(guān)設(shè)置按“MPX”鍵或按“Auto”鍵直至LCD顯示如下：3.3.Currentsound:ONYourselect:ON/OFF→鍵盤(pán)當(dāng)前狀態(tài)→選擇新?tīng)顟B(tài)操作：按“F1/ON”選擇聲音開(kāi)，再按“Enter”鍵確認(rèn)。按“F2/OFF”選擇聲音關(guān)，再按“Enter”鍵確認(rèn)。按“Exit”鍵退出鍵盤(pán)子菜單回到設(shè)置菜單（4）匹配電阻設(shè)置按“MPX”鍵或按“Auto”鍵直至LCD顯示如下：4.Matchresister:ON4.Matchresister:ONYourselect:ON→鍵盤(pán)當(dāng)前狀態(tài)→選擇新?tīng)顟B(tài)操作：按“F1/ON”選擇區(qū)配電阻開(kāi)，再按“Enter”鍵確認(rèn)。按“F2/OFF”選擇區(qū)配電阻關(guān)，再按“Enter”鍵確認(rèn)。按“Exit”鍵退出鍵盤(pán)子菜單回到設(shè)置菜單（5）鍵盤(pán)協(xié)議設(shè)置按“MPX”鍵或按“Auto”鍵直至LCD顯示如下：5.Protocol:MatriNewProtocol:5.Protocol:MatriNewProtocol:→鍵盤(pán)當(dāng)前狀態(tài)→選擇新?tīng)顟B(tài)6.Keyboardtest操作：輸入1-4的數(shù)字，1→Matri(矩陣),2→Pel-D