扩展键盘电路及其编程

发布时间：2020-07-21 18:36:12 阅读：次来源：块茎类厂家

1. 扩展键盘电路

本文引用地址：是美国ATMEL公司采用CMOS工艺生产的20脚八位单片机。它带有2k字节flash ROM和128字节的片内RAM，15根I/O线，2个16位定时/计数器，5个两级中断源，一个全双工串行口。另外还带有精确的模拟比较器、片内振荡器和时钟电路。其指令集和输出管脚与工业标准的MCS－51系列器件兼容，是当前性/价比较高的一种八位单片机。

虽然采用8279/8155 等芯片扩展键盘较为方便，但在某些场合，特别是电路要求较为紧凑、印刷电路板较小的情况下，AT89C2051扩展键盘较为合适。其优点是体积小、成本低，同时在合理安排15根I/O口线的情况下，可以获得与8279/8155相同数量甚至更高的键盘数。其难点在于，在软件中必须妥善解决键盘扫描、去抖动、双键同时按下、与上位机通讯等问题。

图1所示为采用AT89C2051构成的键盘扩展电路。AT89C2051的串行口作为上位机的通讯口，以减轻多机通讯时上位机的串行负担，P1.0口线向上位机申请中断。为提高电路工作的可靠性，可以采用MAX705/706、MAX813L等看门狗电路，负责对CPU进行监视。本文采用MAX706复位/看门狗电路，并采用P3.7口线对其定时刷新，即“喂狗”。采用74LS138扩展行扫线，使用 P1.1、P1.2、P1.3对其进行控制，使行扫线依次改变状态。采用这种方法，行扫线最多为八根。由于本文键盘仅为20键，因此采用P1.4、 P1.5、P1.6、P1.7作为列扫线已经足够。对于所需键盘数更多的情况，可以补充P3.5、P3.4、P3.3、P3.2等口线作为列扫线。在此情况下，可以扩展的键盘数为64键。如不存在多机通讯的要求，可以继续补充P1.0口线作为列扫线。在此情况下，可扩展的键盘数为72个。如以P1.0扩展行扫线，采用两片74LS138或其它4－16译码器，则可扩展的键盘数最多可达128个。本电路中采用AT89C52作为上位机。

2. 软件结构

2.1 软件去抖动处理

按键的触点在闭合和断开时均会产生抖动，这时触点的逻辑电平是不稳定的，如不妥善处理，将会引起按键命令的错误执行或重复执行。本文采用软件延时的方法来避开抖动阶段，在延时开始和结束时读取列扫线状态，如果一致，则判断有键按下。延时时间为10ms。

2.2 按键连击的处理

连击是指操作者按下某一键但没有释放该键，则该键对应的功能将反复被执行，好象操作者在连续操作该键一样。由于单片机的速度较快，这种情况很容易发生。连击在很多情况下是不允许的，它使操作者很难准确地进行操作。

解决连击的关键是一次按键只让它响应一次，该键不释放就不执行第二次。

2.3 键盘扫描

本文采用的键盘为20键的小键盘，其扫描码较为简单，可参见图1，在此不作专门介绍。

2.4 与上位机通讯本文提出的方法是采用串行口进行通讯的。采用定时/计数器1为波特率发生器，具体数值为1200bps。AT89C2051采用串行中断方式与上位机进行通讯；而上位机的键盘响应与处理则安排在外中断1服务程序中。上位机在INT1中断服务程序中首先应向键盘发送相应的地址，然后再进入接收状态。在上位机的中断服务程序中，还可以设置接收键值的时间范围，超时则认为此键值作废。

2.5 MAX706的复位

AT89C2051对MAX706的复位安排在定时/计数器0的中断服务程序中。而上位机对MAX706等监控电路的复位可以自由安排，但必须在1.6s之内完成。

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