文档介绍：键盘接口原理
生物医学091班
键盘具有向单片机输入数据、命令等功能,是人与单片机对话的主要手段。下面介绍键盘的工作原理和键盘的工作方式。
键盘由一组规则排列的按键组成,一个按键实际上是一个开关元件,也就是说键盘是一组规则排列的开关。单片机使用的按键是一种常开型的开关,平时按键的两个触点处于断开状态,按下键时它们才闭合
(一)键盘输入应解决的问题

(1) 判别是否有键按下?若有,进入下一步工作。
(2)识别哪一个键被按下,并求出相应的键值。
(3)根据键值,找到相应键值的处理程序入口

常见键盘:触摸式键盘、薄膜键盘和按键式键盘,最常用的是按键式键盘。如图(a)所示,按键开关的两端分别连接在行线和列线上,通过键盘开关机械触点的断开、闭合,其行线电压输出波形如图(b)所示。

键的闭合与否,行线输出电压上就是呈现高电平或低电平。高电平,表示键断开,低电平则表示键闭合,通过对行线电平的高低状态的检测,可确认按键按下以及按键释放与否。为了确保对一次按键动作只确认一次按键有效,必须消除抖动期t1和t3的影响。

单片机系统中应用的一般是由机械触点构成的按键。当机械触点断开、闭合时,会有抖动,如下图所示。在触点抖动期间检测按键的通与断状态,可能导致判断出错。即按键一次按下或释放被错误地认为是多次操作,这种情况是不允许出现的。
按键去抖动的方法有两种:一种软件延时;另一种是采用专用的键盘/显示器接口芯片,这类芯片中都有自动去抖动的硬件电路。
(二)键盘的工作原理

常见的为两种结构:独立式键盘和矩阵式键盘
(1)独立式键盘
特点是:一键一线,各键相互独立,每个键各接一条I/O口线,通过检测I/O输入线的电平状态,可容易地判断哪个按键被按下
2)矩阵式键盘
矩阵式(也称行列式)键盘用于按键数目较多的场合,由行线和列线组成,按键位于行、列的交叉点上,在按键数目较多的场合,要节省较多的I/O口线。由于矩阵式键盘中行、列线为多键共用,各按键彼此将相互发生影响,所以必须将行、列线信号配合,才能确定闭合键位置。
编程扫描方式

也称查询方式,利用单片机空闲时,调用键盘扫描子程序,反复扫描键盘。
如果单片机的查询的频率过高,虽能及时响应键盘的输入,但也会影响其他任务的进行。查询的频率过低,可能会键盘输入漏判。
所以要根据单片机系统的繁忙程度和键盘的操作频率,来调整键盘扫描的频率
定时扫描方式

每隔一定的时间对键盘扫描一次。在这种方式中,通常利用单片机内的定时器产生的定时中断,进入中断子程序来对键盘进行扫描,在有键按下时识别出该键,并执行相应键的处理程序。为了不漏判有效的按键,定时中断的周期一般应小于100ms。