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首页 一种用N_1个I_O口实现的N_N矩阵式键盘

一种用N_1个I_O口实现的N_N矩阵式键盘.pdf

一种用N_1个I_O口实现的N_N矩阵式键盘

巴萨无敌
2010-11-17 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《一种用N_1个I_O口实现的N_N矩阵式键盘pdf》,可适用于IT/计算机领域

一种用N个口实现的XN矩阵式锥盘北京航空航天大学张雪峰李荣源袁海文引言随着微机系统应用领域的扩大,操作人员与微机系统需要交流的信息越来越多,用来交流的手段和途径也更为灵活多样而键盘输入作为最常用的输入设备仍有其不可替代的作用。因此,探讨一些键盘的特殊结构,用尽可能少的输入输出端口实现较多数量的按键数仍具有重要的应用价值。有些特殊情况下,在组成一个最小的单片机系统的过程中,由于通用的口有限,而又需要大量的按键输入,这就要求一种新的键盘结构,即用尽量少的口实现尽可能多的键盘输入。本文将从硬件和软件两个方面介绍一种用N个口实现NxN矩阵式键盘的方法(为了与传统键盘区分,以下简称新型键盘)。首先,对传统键盘作一个简单的介绍。少与微机接口的连线数,简化结构,是一般微机常用的键盘结构。根据矩阵键盘的识键和译键方法的不同,矩阵键盘又可以分为非编码键盘和编码键盘两不中。令非编码键盘非编码键盘主要用软件的方法识键和译键。根据扫描方法的不同,可以分为行扫描法、列扫描法和反转法三种。令编码键盘编码键盘主要用硬件来实现键的扫描和识别,通常使用专用接口芯片,在硬件上要求较高。二、新型键盘的硬件和软件实现原理一、传统键盘的介绍川经过分析,实际上用Nl个口,辅以适当的接口电路,是可以实现NxN个按键的。现以个端口实现xs的按键为例来叙述。硬件实现图所示为用个口来实现个按键的示意键盘的结构通常有两种形式:线性键盘和矩阵键盘。在不同的场合下,这两种键盘均得到了广泛的应用。线性键盘由若干个独立的按键组成,每个按键的一端与微机的一个口相连。有多少个键就要有多少根连线与微机的口相连,因此,只适用于按键少的场合。矩阵键盘的按键按N行M列排列,每个按键占据行列的一个交点,需要的口数目是NM,容许的最大按键数是NxM。显然,矩阵键盘可以减lllllllllllllllllll回回口回口囚囚囚囚囚囚囚囚port(中断)))国国国口国口口,月口,,,Portsss囚囚国回回国国洲d、‘‘‘PortMCUUU口口回囚口口口口口口口口口Port,,,呀户,,,portZZZ~~~~~d、‘‘‘portlll,,,阅户尸尸尸尸曰曰曰‘加‘‘‘‘,,,,,,,,阅户尸尸尸尸国国国囚囚回回‘d、‘‘‘‘黯黯黯图个lO口实现的X按键矩阵的示意图国口Micr。。。一EmbeddedSystems~旦旦。l歹歹’杯杯找找’仁仁(仃仃入入月S‘‘’甲甲!’’甲甲’’冈冈初初初初初:拣拣DZI川’丫丫丫丫丫丫丫丫丫丫丫丫丫丫丫丫丫丫丫丫丫丫丫丫丫丫’置置置J歹歹’(勺勺’林林{挤挤挤,,,亨’’闪闪布布布’JJJ{郭郭DDD川l’丫丫丫丫丫丫丫丫丫丫丫登登登{郭郭{郭郭{不不’{织织织闪闪骊骊骊(纤纤’(箕箕{事事D)川l’丫丫丫丫丫丫丫’’翼翼翼J厂厂’(氮氮氮氮氮玉玉玉畔畔’)共需要只二极管、只电阻和只三极管。只二极管按其在电路中所起的作用可分为两组:第一组包括D、D、DS、Dg和D,用于保证按键信息的单一流向第二组包括DI、DZ、D、D和DS,它们在电路上对NPN三极管的基极构成“或”的逻辑关系,对单片机进行初始化。除了PORT(其要求具有中断功能)以外,其余的口均被置成高电平,这样当有键按下时,三极管的基极由低变高,三极管导通集电极由高电平跳变成低电平,向单片机发出中断信号,从而启动键盘扫描程序。软件实现图用个口实现xs键盘矩阵的原理图按键的识别主要靠软件来实现,需要编写键盘扫描程序。()键盘扫描原理为了更好地说明键盘扫描的过程,假设编号为的键(见图)被按下,扫描程序己经启动,扫描的具体过程如表l所列。图。具体的物理实现电路如图所示。由图和图可见,硬件部分分为两块:一块是普通键盘矩阵,另外一块是中断和接口电路,主要由相应数目的二极管和电阻组成。具体对个口的情况,实现xs的按键矩阵的中断和接口电路(图()键盘扫描程序的流程在启动键盘扫描程序以前首先要对CPU进行初始化(主要是对所使用的中断进行初始化)。假设已经有键按下,并引发了相应的中断服务程序(即键盘扫描程序),其流程图如图所示。PPPlllPPPPP说明明OOOHHHIIIIIIIIIIIIIIIPORTI被置成高电平输出,其他端口作为输入入HHHHHLLLLLLLLLLLLHHH读入各端口的值,为(XM),与编码表进行比较,经判断没有有键键键键键键键键按下,继续下一步步IIIIIOHHHIIIIIIIIIIIIPORTZ被置成高电平输出,其他端口作为输入入LLLLLHHHHHHLLLLLLLLLPORTZ和PORT与市市目连,此时均为高电平,读入各端口的的值值值值值值值值为,与编码表比{{{佼,可以判断有键按下并且键值唯一一P一PORTO一输出一输入H一高电平L一低电平牟寸‘J畏入石垂悦未画画技技术综述述扫描程序启动令该方法还可以用于需要大量开关量测量的场合。鹅:将PORTI一设置成I口参考文献MOTOROLAIneMinimumltoMatrixKey将PORTI设置成输出,其余端口作为输入boardwithDragonBallTMEzs读入各端口状态刘乐善,叶济忠,叶永坚微型计算机接口技术原理及应用湖北:华中理工大学出版社,丽薰瘫蒸牙到肠领先的嵌人式网绪系统供应商读入各端口状态是否为第二行按键土N记录键值将PORT设置成输出,其余端口作为输入撼摺软硬件研发工程师读入各端口状态有责任感,有良好的是否为第三行按键IN记录键值卜工作踏实认真,工作习惯,善于交流,有合作精神将PORT设置成输出,其余端口作为输入读入各端口状态卜计算机、电子、通信专业本科以上学历,研究生优先英语读写流利,有项目开发经验者优先是否为第四行按键记录键值将PORTS设置成输出,其余端口作为输入读入各端口状态卜硬件工程师要求:精通逻辑设计,至少熟悉一种pCB布线工具,具有位,位或位单片机开发经验,对一种位处理器有较深入的了解精通一种汇编语言,能熟练使用C语言编程是否为第五行按键lN记录键值将PORT置为中断口,其余为高电平输出卜软件工程师要求:熟悉操作系统原理,计算机原理,有一定的硬件知识,精通Win一dows编程技术,能熟练使用C语言编程,熟悉WinCE者优先重新设乱PU的中断,等待键盘中断}图键盘扫描程序流程图落犀岁何成必乎台结束语令在口数量有限的情况下,用该方法可以实多的按键输入现尽可能倒哑M,crocontroxe「sEmbeddedSystem、

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