節(jié)約單片機端口資源鍵盤電路的電路圖和程序詳細說明

1 新型鍵盤電路

鍵盤電路是單片機應用系統最常用的人機接口，往往要占用較多的I/O端口，利用本文介紹的電路，可以最大限度地減少鍵盤電路對I/O端口的點用。本電路特別適合一些引腳少、結構緊湊的單片機，可為其節(jié)省寶貴的I/O資源。

這里以3根I/O線為例，普通接法只能接3個鍵，即使是采用改進后的組合接法［1］，最多也只能接7個鏈，本文介紹的電路是在組合接法的基礎上增加了3個二極管，并采用了新的接法。其軟件處理使用了端口訪問和掃描檢測兩種方法，從而使按鍵數可達到16個，同時由于采用了組合邏輯來直接對端口進行讀取，因此極大地簡經了程序的處理過程，同時也節(jié)省了寶貴的存儲器和CPU運算資源。圖1是該電路的電路原理圖。

2 軟件過程和程序

該電路在程序處理時，由處理器首先向I/O1～I/O3寫高電平，然后讀入。如果非全“1”，說明，K0～K6中有鍵按下，此時可根據讀入的端口狀態(tài)判斷鍵的狀態(tài)，如果讀入的結果為全“1”，則I/O1～I/O3輪流輸出低電平，再讀入，這樣就可根據另外兩根I/O線的狀態(tài)來判別是K7～K15中的哪一個鍵被按下。重復調用鍵盤處理子程序可將讀取的鍵值與上次的值進行比較，甚至兩次讀數相同為止，這樣即可消除按鍵抖動所造成的誤讀。該電路選用的單片機為 AT89C2051，用C51語言編寫的按鍵電路處理程序如下：

#include《c:eg51.h》

#define uchar unsigned char

uchar getkey（void）；

uchar keyvol;

void main（void）

{

keyvol=getkey（）; /*調用鍵處理函數，返回的數據等于16表示同有鍵按下，0至15對應k0至K15*/

}

以下為鍵盤處理子程序：

uchar getkey（void）

{

uchar x

P1=P1|0x07； /*I/O1至I/O3寫“1”*/

xP1&0x07； /*讀入I/O1至I/O3并屏蔽其它位*/

if（x= =10）

{

P1=P1|0x07；

P1=P1&0xfd； /*I/O2寫“0”*/

x=P1&0x07；

x=（x+1）/2+10; /*屏蔽I/O2并轉換K10至K12的鍵值*/

if（x = =13）

{

P1=P1|0x07；

P1=P1&0xfb; /*I/O3寫“0”*/

x=P1&0x07;

x=x+13； /*屏蔽I/O3并轉換K13至K15的鍵值*/

}

}

}

return x；

}

利用該鍵盤電路并根據邏輯組合原理可推斷開n條I/O線可組合的按鍵數N為：

N=（2n-1）+（2 n-1 -1）n

表1給出了2至4條I/O線可組合的按鍵數。

表1 2～4條I/O線可組合的按鍵數

I/O線 可組合按鍵

2 5

3 16

4 43

3 結束語

這種新型鍵盤電路在使用時非常穩(wěn)定可靠，節(jié)省大量的I/O端口，而且程序處理也很簡潔，速率比4×4的掃描式電路還要快，因此，該電路特別適合一些引腳較少的單片機，如PIC12C508、Z86E03以及AT89C2051等。