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矩陣鍵盤的工作原理
最常見的鍵盤布局如圖3所示。一般由16個(gè)按鍵組成，在單片機(jī)中正好可以用一個(gè)P口實(shí)現(xiàn)16個(gè)按鍵功能，這也是在單片機(jī)系統(tǒng)中最常用的形式，4*4矩陣鍵盤的內(nèi)部電路如圖所示。
當(dāng)無(wú)按鍵閉合時(shí)，P3.0~P3.3與P3.4~P3.7之間開路。當(dāng)有鍵閉合時(shí)，與閉合鍵相連的兩條I/O口線之間短路。判斷有無(wú)按鍵按下的方法是：第一步，置列線P3.4~P3.7為輸入狀態(tài)，從行線P3.0~P3.3輸出低電平，讀入列線數(shù)據(jù)，若某一列線為低電平，則該列線上有鍵閉合。第二步，行線輪流輸出低電平，從列線P3.4~P3.7讀入數(shù)據(jù)，若有某一列為低電平，則對(duì)應(yīng)行線上有鍵按下。綜合一二兩步的結(jié)果，可確定按鍵編號(hào)。但是鍵閉合一次只能進(jìn)行一次鍵功能操作，因此須等到按鍵釋放后，再進(jìn)行鍵功能操作，否則按一次鍵，有可能會(huì)連續(xù)多次進(jìn)行同樣的鍵操作。
識(shí)別按鍵的方法很多其中，最常見的方法是掃描法
按鍵按下時(shí)，與此鍵相連的行線與列線導(dǎo)通，行線在無(wú)按鍵按下時(shí)處在高電平。如果所有的列線都處在高電平，則按鍵按下與否不會(huì)引起行線電平的變化，因此必須使所有列線處在電平。這樣，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，改鍵所在的行電平才回由高變低。才能判斷相應(yīng)的行有鍵按下。
獨(dú)立按鍵數(shù)量少，可根據(jù)實(shí)際需要靈活編碼。矩陣鍵盤，按鍵的位置由行號(hào)和列號(hào)唯一確定，因此可以分別對(duì)行號(hào)和列號(hào)進(jìn)行二進(jìn)制編碼，然后兩值合成一個(gè)字節(jié)，高4位是行號(hào)，低4位是列號(hào)。
4.鍵盤的工作方式
對(duì)鍵盤的響應(yīng)取決于鍵盤的工作方式，鍵盤的工作方式應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中的CPU的工作狀況而定，其選取的原則是既要保證CPU能及時(shí)響應(yīng)按鍵操作，又不要過(guò)多占用CPU的工作時(shí)間。通常鍵盤的工作方式有三種，編程掃描、定時(shí)掃描和中斷掃描。
（1）編程掃描方式
編程掃描方式是利用CPU完成其它工作的空余時(shí)間，調(diào)用鍵盤掃描子程序來(lái)響應(yīng)鍵盤輸入的要求。在執(zhí)行鍵功能程序時(shí)，CPU不再響應(yīng)鍵輸入要求，直到CPU重新掃描鍵盤為止。
（2）定時(shí)掃描方式
定時(shí)掃描方式就是每隔一段時(shí)間對(duì)鍵盤掃描一次，它利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器產(chǎn)生一定時(shí)間（例如10ms）的定時(shí)，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到就產(chǎn)生定時(shí)器溢出中斷。CPU響應(yīng)中斷后對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，并在有按鍵按下時(shí)識(shí)別出該鍵，再執(zhí)行該鍵的功能程序。
（3）中斷掃描方式
上述兩種鍵盤掃描方式，無(wú)論是否按鍵，CPU都要定時(shí)掃描鍵盤，而單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)工作時(shí)，并非經(jīng)常需要鍵盤輸入，因此，CPU經(jīng)常處于空掃描狀態(tài)。
為提高CPU工作效率，可采用中斷掃描工作方式。其工作過(guò)程如下：當(dāng)無(wú)按鍵按下時(shí)，CPU處理自己的工作，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，CPU轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤掃描子程序，并識(shí)別鍵號(hào)。
http://www.torrancerestoration.com/mcu/3352.html
51單片機(jī)學(xué)習(xí)之5-獨(dú)立按鍵和矩陣鍵盤 |
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