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单片机基础：键盘接口原理详解

可分为两类，一类是触点式开关按键，如机械式开关、导电橡胶式开关等;另一类是无触点式开关按键，如电气式按键，磁感应按键等。前者造价低，后者寿命长。目前，微机系统中最常见的是触点式开关按键。

在单片机应用系统中，除了复位按键有专门的复位电路及专一的复位功能外，其它按键都是以开关状态来设置控制功能或输入数据的。当所设置的功能键或数字键按下时，计算机应用系统应完成该按键所设定的功能，键信息输入是与软件结构紧密关联的过程。

对于一组键或一个键盘，总有一个接口电路与CPU相连。CPU能够使用查询或中断方式了解有无将键输入，并检查是哪一个键按下，将该键号送入累加器ACC，然后通过跳转指令转入执行该键的功能程序，执行完后再返回主程序

微机键盘通常用机械触点式按键开关，其基本功能是把机械上的通断转换成为电气上的逻辑关系。也就是说，它能提供标准的TTL逻辑电平，以便与通用数字系统的逻辑电平相容。

机械式按键再按下或释放时，由于机械弹性作用的影响，通常伴随有一段时间的触点机械抖动，然后其触点才稳定下来。其抖动过程如下图所示，抖动时间的长短与开关的机械特性有关，一般为5~10 ms。

在触点抖动期间检测按键的通与断状态，可能会引起判断出错，即按键一次按下或释放被错误地认为是多次操作，这样的一种情况是不允许出现的。为客服按键触点机械抖动所致的检测误判，一定要采取去抖动措施。这一点可从硬件、软件两方面予以考虑。在键数较少时，可采用硬件去抖，而当键数较多时，采用软件去抖。

一组按键或键盘都要通过I/O口线查询按键的开关状态。根据键盘结构的不同，采用不一样的编码。无论有无编码，以及采用什么编码，最后都要转换成为与累加器中数值相对应的键值，以实现按键功能程序的跳转。

(1) 检测有无按键按下，并采取硬件或软件措施，消除键盘按键机械触点抖动的影响。

(2) 有可靠的逻辑解决的方法。每次只处理一个按键，其间对任何按键的操作对系统不产生一定的影响，且无论一次按键时间有多长，系统仅执行一次按键功能程序。

独立式按键是直接用I/O口线构成的单个按键电路，其特点是每个按键单独占用一根I/O口线，每个按键的工作不会影响其它I/O口线的状态。独立式按键的典型应用如图7.4所示。

独立式按键电路配置灵活，软件结构相对比较简单，但每个按键必须占用一根I/O口线，因此，在按键较多时，I/O口线浪费较大，不宜采用。

独立式按键的软件常采用查询式结构。先逐位查询每根I/O口线的输入状态，如某一根I/O口线输入为低电平，则可确认该I/O口线所对应的按键已按下，然后，再转向该键的功能处理程序。