如何設(shè)計(jì)一個(gè)節(jié)約單片機(jī)端口資源的鍵盤電路

新型鍵盤電路

鍵盤電路是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)最常用的人機(jī)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(duì)I/O端口的點(diǎn)用。本電路特別適合一些引腳少、結(jié)構(gòu)緊湊的單片機(jī)，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(gè)鍵，即使是采用改進(jìn)后的組合接法［1］，最多也只能接7個(gè)鏈，本文介紹的電路是在組合接法的基礎(chǔ)上增加了3個(gè)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(shù)可達(dá)到16個(gè)，同時(shí)由于采用了組合邏輯來直接對(duì)端口進(jìn)行讀取，因此極大地簡經(jīng)了程序的處理過程，同時(shí)也節(jié)省了寶貴的存儲(chǔ)器和CPU運(yùn)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(shí)，由處理器首先向I/O1～I(xiàn)/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(shí)可根據(jù)讀入的端口狀態(tài)判斷鍵的狀態(tài)，如果讀入的結(jié)果為全“1”，則I/O1～I(xiàn)/O3輪流輸出低電平，再讀入，這樣就可根據(jù)另外兩根I/O線的狀態(tài)來判別是K7～K15中的哪一個(gè)鍵被按下。重復(fù)調(diào)用鍵盤處理子程序可將讀取的鍵值與上次的值進(jìn)行比較，甚至兩次讀數(shù)相同為止，這樣即可消除按鍵抖動(dòng)所造成的誤讀。該電路選用的單片機(jī)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(diào)用鍵處理函數(shù)，返回的數(shù)據(jù)等于16表示同有鍵按下，0至15對(duì)應(yīng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換K13至K15的鍵值*/

}

}

}

return x；

}

利用該鍵盤電路并根據(jù)邏輯組合原理可推斷開n條I/O線可組合的按鍵數(shù)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(shù)。

表1 2～4條I/O線可組合的按鍵數(shù)

I/O線 可組合按鍵

2 5

3 16

4 43

3 結(jié)束語

這種新型鍵盤電路在使用時(shí)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(jī)，如PIC12C508、Z86E03以及AT89C2051等。