文档介绍：2)键盘工作原理与接口电路
3)键值分析程序
第4章智能仪器人机交互接口
(一)键盘与接口
智能仪器与系统
21~22学时
主要讲解内容:
1)键盘概述及设计要点
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在智能仪器中,常需要配置一些开关,实现向内
输入数据,传送命令等功能,是人工干预仪器的主要手
段. 开关具有“断开”和“闭合”二种稳定状态,通过简单
电路可将这二种状态转换为逻辑电平的“1”和“0”,从而
在接口电路的控制下被CPU所检测,常见的按键开关,
按钮开关和触摸开关等,都是智能仪器的常用输入电
路。
键盘的接口必须解决以下几个问题:
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(1)识键:确定是否有键按下;
(2)译键:如有键按下,识别是哪一个键被按下,并
确定相应键值;
(3)键值分析:根据键值找出相应处理程序的入口并
执行.
(4)按键抖动的消除。
(5)串键的处理,既同时有一个以上的按键。
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因为按键从开始接上至接触稳定要经过5—10ms的弹跳时间,按键松开时,也有同样的问题。一般按键按下到闭合后再产生一个负的矩形脉冲,但由于在按动按键时,总有一些抖动,因为在负脉冲开始和末尾部位总要出现一些抖动,即毛齿波这种毛齿波将影响微机对按键的识别。除了抖动外,还可能出现有重键,这些都是需要采取一定的措施加以消除。
目前消除抖动的方法有两种:用软件延时去抖动;用硬件电路实现防抖动
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即在开关状态改变时,CPU执行一个延时程序,待电平稳定后再读开关状态信息。
软件去抖动不需额外硬件支持,软件也不复杂,因此在智能仪器中被广泛应用.
例如下例中将开关K的闭合次数,存入寄存器R0中,用软件延时去抖动的程序如下:
(1)用软件延时去抖动:
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START:MOV R0,#00H ;清寄存器R0
SETB ;
WAITL: MOV A, P1 ;读入开关状态
JB ACC .0 WAITL ;开关闭合否?
ACALL D10MS ;是去抖动
INC R0 ;闭合次数加1。WAITH: SETB ;
MOV A, P1 ;读入开关状态
JNB ACC .0 WAITH ;开关断开否?
ACALL D10MS ;是去抖动
SJMP WAITL ; 循环
程序中, D10MS 为延时10ms的子程序。
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硬件去抖动的方法可采用RS触发器或单稳电路,下图为一个双向开关通过防抖动电路后与单片机接口.
图中用二个与非门构成一个RS触发器. ,程序中不需延时(当下图中开关接通时,,断开时, 口读1状态。)利用RS触发器的互锁功能去抖动,可得到理想的按键波形,一般用于按键数目较少且需要双向触点接构按键的场合.
(2)用硬件电路实现防抖动
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①由于计算机运行速度很快,所以操作者完成单次键入动作时, CPU可能响应多次,引起误动作。通常仍然采用软件的方法来解决按键单次键入的问题,即当CPU测到按键按下的信息时,不立即转入处理程序,而是反复检测按键状态,直到按键被松开才认为是进行了一次按键操作。
②在某些场合如果把按键的连击加以合理利用,有时会给智能仪器的操作者带来便利。例如,在某些智能仪器中,因设计的按键很少,没有0~9数码键,通常设置INC(加1)键和DEC(减1)键来调整参数,但当调整量较大时,就需多次按这二个键,操作起来十分不便,这时可以利用连击方式,操作者只要按住某个调整键较长时间不放,参数就会不停的加1或减1,给操作者带来很大方便。
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当键盘的按键密度较高时,本来希望只有一个键被按下,但因操作不当,可能使双键或多键同时动作,这就是串键, 对此程