第五章 键盘及其接口技术 本章要点： 1 ．按键的抖动干扰及其解决方法。 2 ．独立式键盘的结构原理及其接口电路。 3 ．矩阵式键盘的结构原理及其行扫描法。 4 ．编码器及其编码键盘接口电路。 返回总目录

本章主要内容  引言 引言  5.1 键盘输入电路 5.1 键盘输入电路  5.2 非编码独立式键盘 5.2 非编码独立式键盘  5.3 非编码矩阵式键盘 5.3 非编码矩阵式键盘  5.4 编码键盘 5.4 编码键盘  思考题 思考题

引言 键盘 -- 一种最常用的输入设备, 它是一组按键的集合， 分类 -- 从功能上可分为数字键和功能键两种，作用是输入数 据与命令，查询和控制系统的工作状态，实现简单的 人机对话。 键盘接口电路－－ 编码键盘 : 采用硬件编码电路来实现键的编码，每按下一个键， 键盘便能自动产生按键代码。编码键盘主要有 BCD 码键 盘、 ASCII 码键盘等类型。 特点： 使用方便，键盘码产生速度快，占用 CPU 时间少，但对 按键的检测与消除抖动干扰是靠硬件电路来完成的， 因而硬件电路复杂、成本高。 非编码键盘：仅提供按键的通或断状态, 按键代码的产生与识别 由软件完成。 特点： 硬件电路简单，成本低，但占用 CPU 的时间较长。

5.1 键盘输入电路 主要知识点 : 键盘的抖动干扰 抖动干扰的消除

链接动画 键盘的抖动干扰 图 键盘的抖动干扰

5.1.2 抖动干扰的消除 去抖动的方法 -- 有硬件方法和软件方法两种。 1 ．硬件方法 -- 设计一个滤波延时电路或单稳态电路 2 ．软件方法 -- 编制一段时间大于 100ms 的延时程序 图 滤波延时消抖电路 链接动画

5.2 非编码独立式键盘 主要知识点 : 查询法接口电路 中断法接口电路

5.2.1 查询法接口电路 图 独立式键盘结构原理 链接动画

实现的功能－查询检测是否有键 按下，如有键闭 合，则消除抖动， 再判断 键号，然后 转入相应的键 处 理。其程序流程如 所示。 图 独立式键盘查询法程序流程图

5.2.2 中断法接口电路 链接动画

5.3 非编码矩阵式键盘 主要知识点 : 矩阵式键盘的结构组成 矩阵式键盘的程序设计

5.3.1 矩阵式键盘的结构组成  矩阵式键盘又叫行列式键盘，是用 I/O 口线组成的行、列矩阵结构，在 每根行线与列线的交叉处，二线不直 接相通而是通过一个按键跨接接通。 采用这种矩阵结构只需 M 根行输出线 和 N 根列输入线，就可连接 M×N 个按 键。通过键盘扫描程序的行输出与列 输入就可确认按键的状态，再通过键 盘处理程序便可识别键值。

图 矩阵式键盘接口电路 链接动画 行扫描原理 链接动画

5.3.2 矩阵式键盘的程序设计 计算机键盘设计 :  在设计键盘扫描程序时，必须考虑实时性. 消除抖 动干扰。通用方式编程扫描、定时扫描或中断扫 描。  下面来考虑扫描程序的编写与准备

链接动画 图 矩阵式键盘扫描及键处理程序流程图

程序设计 KEY ： MOV AL ， 0 MOV CL ， AL ；行值寄存器 CL 和列值寄存器 DL 清零 MOV DL ， AL MOV AL ， 0FFH OUT PORT1 ， AL ；使所有行线为低电平 IN AL ， PORT1 ； 读列键值 CMP AL ， 0FFH ； 检查是否有键按下 JZ DONE ； 无键按下转返回 CALL DELAY ； 有键按下调延时 100mA 子程序 MOV AL ， 0FFH OUT PORT1 ， AL IN AL ， PORT1 ； 重复上述扫描, 再次确认是否有键按下

CMP AL ， 0FFH JZ DONE ； 无键按下转返回 MOV AH ， 08 ； 行数 08 送计数器 AH MOV BL ， 01H ；行扫描初值 ( 即 X0 线 ) 送 BL KEY1 ： MOV AL ， BL OUT PORT1 ， AL ；输出使某行为低电平 IN AL ， PORT1 ； 读入列值 CMP AL ， 0FFH ； 判断此行是否有键按下 JNZ KEY2 ； 有键按下转 KEY2 MOV AL ， CL ADD AL ， 08 ； 无键按下, 行值寄存器加 08 DAA MOV CL ， AL 程序设计 ( 续 )

RCL BL ， 1 ； 求下一行为低电平的输出代码 DEC AH ； 判 8 行全扫描完了吗 JNZ KEY1 ； 若未完转 KEY1 ，继续扫描下一行 DONE ： IRET ； 若全完则返回 KEY2 ： INC DL ； 列值寄存器加 1( 与键值对应 ) RCR AL ， 1 ； 列值循环右移 1 位 JC KEY2 ； 判断该列是否为 1 ，为 1 则无键按下继查下一列 MOV AL ， CL ； 为 0 则有键按下, 获得列值 ADD AL ， DL DAA ；求键值 MOV [BUFF] ， AL ；键值送缓冲单元暂存 JMP KEYADR ；转查找功能键的入口地址 END KEY ； 程序设计 ( 续 )

5.4 编码键盘 主要知识点 : 二进制编码器 编码键盘接口电路

5.4.1 二进制编码器 具有优先级的二进制 8 位编码器 CD4532B 的真值表见表 5-1 。 状 态 输 入编 码 输 出 EiEi I7I7 I6I6 I5I5 I4I4 I3I3 I2I2 I1I1 I0I0 GSO2O2 O1O1 O0O0 Eo 0×××××××× ××××××× ×××××× ××××× ×××× ××× ×× ×

图 二进制编码键盘接口电路 编码键盘接口电路

图 消抖电路波形图

思考题 1 ．简述键盘的两种类型及其特点。 2 ．简述何为键盘的抖动干扰及其消除的两种方 法。 3 ．对比分析说明图 5-3 与图 5-5 两种键盘接口电路 的异同。 4 ．结合图 5-6 ，分析说明矩阵式键盘电路的逐行 零扫描法的工作过程。 5 ．分析说明图 5-8 二进制编码键盘接口电路的工 作原理。 6 ．结合图 5-8 与图 5-9 ，分析说明硬件电路消除 抖动干扰的过程。