1、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。本章主要内容 引言5.1 键盘输入电路5.2 非编码独立式键盘5.3 非编码矩阵式键盘5.4 编码键盘 本章小结 思考题引言在计算机控制系统中，除了与生产过程进行信息传递的过程输入输出设备以外，还有与 操作人员进行信息交换的常规输入设备和输出设备 。键盘是一种最常用的输入设备 ,它是一组按键的集合，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。键盘接口电路可分为编码键盘和非
2、编码键盘 两种类型。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。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。引言编码键盘的特点 是使用方便，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。而 非编码键盘 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 :n 5.1.1 键盘的抖动干扰n 5.1.2 抖动干扰的消除5.1.1 键盘的抖动干扰由于机械触点的弹性振动， 按键 在按下时不会马
3、上稳定地接通而在弹起时也不能一下子完全地断开，因而在按键闭合和断开的瞬间均会出现一连串的抖动，这称为 按键的抖动干扰 ，其产生的波形如图 5-1所示，当按键按下时会产生前沿抖动，当按键弹起时会产生后沿抖动。这是所有机械触点式按键在状态输出时的共性问题，抖动的时间长短取决于按键的机械特性与操作状态，一般为10100ms， 此为键处理设计时要考虑的一个重要参数。链接动画5.1.2 抖动干扰的消除按键的抖动会造成按一次键产生的开关状态被 CPU误读几次。为了使 CPU能正确地读取按键状态，必须在按键闭合或断开时，消除产生的前沿或后沿抖动，去抖动的方法有 硬件方法 和 软件方法 两种。1硬件方法硬件方
4、法是设计一个滤波延时电路或单稳态电路等硬件电路来避开按键的抖动时间。图 5-2是由 R2和 C组成的滤波延时消抖电路，设置在按键 S与 CPU数据线 Di之间。按键 S未按下时，电容两端电压为 0，即与非门输入Vi为 0，输出 Vo为 1。当 S按下时，由于 C两端电压不能突变，充电电压 Vi在充电时间内未达到与非门的开启电压，门的输出 Vo将不会改变，直到充电电压 Vi大于门的开启电压时，与非门的输出 Vo才变为 0， 图 5-2 滤波延时消抖电路链接动画这段充电延迟时间取决于 R1、 R2和 C值的大小，电路设计时只要使之大于或等于 100ms即可避开按键抖动的影响。同理，按键S断开时，即使出现抖动，由于 C的放电延迟过程，也会消除按键抖动的影响图中， V1是未施加滤波电路含有前沿抖动、后沿抖动的波形， V2是施加滤波电路后消除抖动的波形。2软件方法软件方法是指编制一段时间大于 100ms的延时程序，在第一次检测到有键按下时，执行这段延时子程序使键的前沿抖动消失后再检测该键状态，如果该键仍保持闭合状态电平，则确认为该键已稳定按下，否则无键按下，从而消除了抖动的影响。同理，在检测到按键释放后，也同样要延迟一段时间，以消除后沿抖动，然后转入对该按键的处理。
