【毕业设计】单片机系统键盘的设计小结

采用定时器定时，每隔扫描键盘次，即通过读取的输出数据，识别按键的工作状态。

设计中对于重键和连击的处理对于重键串键指同时有个以上的键按下，采用软件提供保护，当判断为个以上的键按下，则不处理，返回重新进行监测。

只有监测到个键按下时，才判断键值，执行相应键处理工作。

键盘对液晶显示的控制是通过显示画面的页码作为接口参数来完成的。

在每页中，键盘对数据的修改是通过对按键次数的计算作为接口参数来实现的。

具体例程如下键盘扫描读取数据，取低四位，有键按下延时读取数据读取新键值键值有无变化有变化原键值等于新键值调键散转程序下转第页上接第页原键值不变标志位置零九结语键盘是单片机系统设计中种主要的信息输入接口，合理的设计，不仅可以节省系统的设计成本，更可使仪器设备的操作变得更为简单方便，很大程度上提高系统综合性能。

摘要本文介绍采用构成多达键的键盘扩展电路及其编程。

该电路是采用串行口与上位机进行通讯的。

经长期使用，证明这方法是可行和可靠的，有较强的实用价值。

关键词键盘串行口扩展键盘电路是美国公司采用工艺生产的脚八位单片机。

它带有字节和字节的片内，根线，个位定时计数器，个两级中断源，个全双工串行口。

另外还带有精确的模拟比较器片内振荡器和时钟电路。

其指令集和输出管脚与工业标准的系列器件兼容，是当前性价比较高的种八位单片机。

虽然采用等芯片扩展键盘较为方便，但在些场合，特别是电路要求较为紧凑印刷电路板较小的情况下，扩展键盘较为合适。

其优点是体积小成本低，同时在合理安排根口线的情况下，可以获得与相同数量甚至更高的键盘数。

其难点在于，在软件中必须妥善解决键盘扫描去抖动双键同时按下与上位机通讯等问题。

图所示为采用构成的键盘扩展电路。

的串行口作为上位机的通讯口，以减轻多机通讯时上位机的串行负担，口线向上位机申请中断。

为提高电路工作的可靠性，可以采用等看门狗电路，负责对进行监视。

本文采用复位看门狗电路，并采用口线对其定时刷新，即喂狗。

采用扩展行扫线，使用对其进行控制，使行扫线依次改变状态。

采用这种方法，行扫线最多为八根。

由于本文键盘仅为键，因此采用作为列扫线已经足够。

对于所需键盘数更多的情况，可以补充等口线作为列扫线。

在此情况下，可以扩展的键盘数为键。

如不存在多机通讯的要求，可以继续补充口线作为列扫线。

在此情况下，可扩展的键盘数为个。

如以扩展行扫线，采用两片或其它译码器，则可扩展的键盘数最多可达个。

本电路中采用作为上位机。

软件结构软件去抖动处理按键的触点在闭合和断开时均会产生抖动，这时触点的逻辑电平是不稳定的，如不妥善处理，将会引起按键命令的执行或重复执行。

本文采用软件延时的方法来避开抖动阶段，在延时开始和结束时读取列扫线状态，如果致，则判断有键按下。

延时时间为。

按键连击的处理连击是指操作者按下键但没有释放该键，则该键对应的功能将反复被执行，好象操作者在连续操作该键样。

由于单片机的速度较快，这种情况很容易发生。

连击在很多情况下是不允许的，它使操作者很难准确地进行操作。

解决连击的关键是次按键只让它响应次，该键不释放就不执行第二次。

键盘扫描本文采用的键盘为键的小键盘，其扫描码较为简单，可参见图，在此不作专门介绍。

与上位机通讯本文提出的方法是采用串行口进行通讯的。

采用定时计数器为波特率发生器，具体数值为。

采用串行中断方式与上位机进行通讯而上位机的键盘响应与处理则安排在外中断服务程序中。

上位机在中断服务程序中首先应向键盘发送相应的地址，然后再进入接收状态。

在上位机的中断服务程序中，还可以设置接收键值的时间范围，超时则认为此键值作废。

的复位对的复位安排在定时计数器的中断服务程序中。

而上位机对等监控电路的复位可以自由安排，但必须在之内完成。

软件程序清单软件的流程框图如图所示。

具体的程序清单如下处理键盘消息设置参数模式运行模式，防止转换任务影响显示缓冲区改变键速防止很小时为设置键不能出现连加的情况轮换显示参数切换模式其他位显示黑屏修改显示缓冲区首位设置运行模式显示运行模式目标温度，显示目标温度设置比例系数显示比例系数设置积分项显示积分项设置微分项设置时间保存参数清除键值设置参数增加参数的值根据的个数决定是否连加参数值递减参数的值，根据的个数决定是否连减参数值修改目标温度值计算显示缓冲区修改比例系数计算显示缓冲区修改积分值计算显示缓冲区修改微分值计算显示缓冲区设置时间计算显示缓冲区保护开始试验停止试验确定键不能出现连加的情况确定如果是键盘释放后的消息，清除键值写显示缓冲区单片机系统键盘的设计小结概述键盘在单片机应用系统中，实现输入数据传送命令的功能，是人工干预的主要手段。

键盘分两大类编码键盘和非编码键盘。

编码键盘由硬件逻辑电路完成必要的键识别工作与可靠性措施。

每按次键，键盘自动提供被按键的读数，同时产生选通脉冲通知微处理器，般还具有反弹跳和同时按键保护功能。

这种键盘易于使用，但硬件比较复杂，对于主机任务繁重之情况，采用可编程键盘管理接口芯片构成编码式键盘系统是很实用的方案。

非编码键盘只简单地提供键盘的行列与矩阵，其他操作如键的识别，决定按键的读数等仅靠软件完成，故硬件较为简单，但占用较多时间。

有式按键结构矩阵式按键结构。

二键盘系统设计首先，确定键盘编码方案采用编码键盘或非编码键盘。

随后，确定键盘工作方式采用中断或查询方式输入键操作信息。

然后，设计硬件电路。

非编码键盘系统中，键闭合和键释放的信息的获取，键抖动的消除，键值查找及些保护措施的实施等任务，均由软件来完成。

非编码键盘的键输入程序应完成的基本任务监测有无键按下键的闭合与否，反映在电压上就是呈现出高电平或低电平，所以通过电平的高低状态的检测，便可确认按键按下与否。

判断是哪个键按下。

完成键处理任务。

二从电路或软件的角度应解决的问题消除抖动影响。

键盘按键所用开关为机械弹性开关，利用了机械触点的合断作用。

由于机械触点的的弹性作用，个按键开关在闭合和断开的瞬间均有连串的抖动，波形如下抖动时间的长短由按键的机械特性决定，般为，这是个很重要的参数。

抖动过程引起电平信号的波动，有可能令误解为多次按键操作，从而引起误处理。

为了确保对次按键动作只确认次按键，必须消除抖动的影响。

按键的消抖，通常有软件，硬件两种消除方法。

这种方法只适用于键的数目较少的情况。

软件消抖如果按键较多，硬件消抖将无法胜任，常采用软件消抖。

通常采用软件延时的方法在第次检测到有键按下时，执行段延时的子程序后，再确认电平是否仍保持闭合状态电平，如果保持闭合状态电平，则确认真正有键按下，进行相应处理工作，消除了抖动的影响。

这种消除抖动影响的软件措施是切实可行的。

采取串键保护措施。

串键是指同时有个以上的键按下，串键会引起响应。

通常采取的策略单键按下有效，多键同时按下无效。

处理连击。

连击是次按键产生多次击键的效果。

要有对按键释放的处理，为了消除连击，使得次按键只产生次键功能的执行不管次按键持续的时间多长，仅采样个数据。

否则的话，键功能程序的执行次数将是不可预知，由按键时间决定。

连击是可以利用的。

连击对于用计数法设计的多功能键特别有效。

三键盘工作方式单片及应用系统中，键盘扫描只是的工作内容之。

忙于各项任务时，如何兼顾键盘的输入，取决于键盘的工作方式。

考虑仪表系统中任务的份量，来确定键盘的工作方式。

键盘的工作方式选取的原则是既要保证能及时响应按键的操作，又不过多的占用的工作时间。

键盘的工作方式有查询方式编程扫描，定时扫描方式中断扫描方式。

四键盘电路结构式按键接口设计式按键就是各按键相互，每个按键单独占用根口线，每根口线的按键工作状态不会影响其他口线上的工作状态。

因此，通过检测输入线的电平状态可以很容易判断哪个按键被按下了。

优点电路配置灵活，软件结构简单。

缺点每个按键需占用根口线，在按键数量较多时，口浪费大，电路结构显得复杂。

因此，此键盘是用于按键较少或操作速度较高的场合。

中断方式查询方式也可以用扩展口搭接式按键接口电路，可采用扩展口，用三态缓冲器扩展。

这两种配接方式，都是把按键当作外部工作单元的位来对待，通过读片外的方法，识别按键的工作状态。

上电路中式按键电路，各按键开关均采用了上拉电阻，是为了保证在按键断开时，各有确定的高电平。

如输入口线内部已有上拉电阻，则外电路的上拉电阻可省去。

二矩阵式键盘接口设计矩阵式键盘适用于按键数量较多的场合，由行线和列线组成，按键位于行列的交叉点上。

节省口。

矩阵键盘工作原理行线通过上拉电阻接到上。

无按键，行线处于高电平状态，有键按下，行线电平状态将由与此行线相连的列线电平决定。

列线电平为低，则行线电平为低列线电平为高，则行线电平为高。

五双功能及多功能键设计在单片机应用系统中，为简化硬件线路，缩小整个系统的规模，总希望设置最少的按键，获得最多的控制功能。

矩阵键盘与式按键键盘相比，硬件电路大大节省。

可通过软件的方法让键具有多功能。

方法选择个工作单元，对个按键进行按键计数，根据不同计数值，转到子程序。

这种计数多功能键最好与显示器结合用，以便知道当前计数值，同时配合个启动键。

复合键是使用软件实现键多功能的另个途径。

所谓复合键，就是两个或两个以上的键的联合，当这些键同时按下时，才能执行相应的功能程序。

实际情况做不到同时按下，他们的时间差别可以长到，解决策略是定义个或两个引导键，这些引导键按下时没什么意义，执行空操作。

引导键的例子微机键盘上的。

缺点是操作变得复杂，二是操作时间变长。

多功能键的利用，应具体情况具体分析。

要求速度的场合最好做键功能。

如果系统功能很多，键功能不现实，可采取键多功能。

六功能开关及拨码盘接口设计设计原因键盘输入灵活性大，操纵方便。

但些重要功能或数据由键盘输入，误操作将产生些不良后果。

因此常设定静态开关的方法来执行这些功能或输入数据。

静态开关经设定，将不再改变，直维持设定的开关状态。

通常这些开关状态是在单片机系统加电时由读入内存的，以后将不再关注这些开关的状态，因此，即使加电后，这些开关的状态发生变化，也不会影响的正常工作，只有在下次加电时，这些新状态才能生效。

第，功能开关主要是根据开关的状态执行些重要的功能。

第二，拨码盘单片机应用系统中，有时要输入些控制