PIC單片機人機接口4×4行列式鍵盤的工作原理
①逐行(或列)掃描查詢法。
確定矩陣式鍵盤上哪個鍵被按下時運用掃描法,又稱為逐行(或列)掃描查詢法,是一種最常用的按鍵識別方法,過程如下。
· 判斷鍵盤中有無鍵按下,將全部行線Y0~Y3置低電平,然后檢測列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低,則表示鍵盤中有鍵被按下,而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個按鍵之中。若所有列線均為高電平,則鍵盤中無鍵按下。
· 判斷閉合鍵所在的位置,在確認有鍵按下后,即可進入確定具體閉合鍵的過程。其方法是:依次將行線置為低電平,即在置某根行線為低電平時,其他線為高電平,在確定某根行線位置為低電平后,再逐行檢測各列線的電平狀態(tài),若某列為低,則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鈕就是閉合的按鍵。
②反轉(zhuǎn)法。
掃描法要逐列(行)掃描查詢,當按下的鍵在最后行(列),要經(jīng)過多次掃描才能獲得鍵值/鍵號。而反轉(zhuǎn)法只要經(jīng)過兩個步驟就可獲得鍵值,原理如圖2所示。
圖中硬件采用中斷方式工作,用一個8位I/O口構(gòu)成4×4鍵盤。假定圖中虛線為所按下的鍵,其反轉(zhuǎn)法的步驟如下。
· 將D3~D0設(shè)為列輸入線,D7~D4設(shè)為行輸出線,并使I/O輸出信號D7~D4為0000。若有鍵按下,與門的輸出端變?yōu)榈碗娖?,向CPU申請中斷,表示鍵盤中有鍵按下。與此同時,D3~D0的數(shù)據(jù)輸入到內(nèi)存中的某一單元中,其中0位對應(yīng)的是被按下鍵的列位置。
· 將第一步中的傳送方向反轉(zhuǎn)過來,即將D7~D4設(shè)為輸入線,D3~D0設(shè)為輸出線。使I/O口輸出數(shù)據(jù)為N單元中的數(shù)(即D3~D0為按下鍵的列位置),然后讀入I/O口數(shù)據(jù),并送入內(nèi)存N+1單元中存放,該數(shù)據(jù)的D7~D4位中0電平對應(yīng)的位是按下鍵的行位置。最后,將N單元中的D3~D0與N+1單元中的D7~D4拼接起來就是按下鍵的鍵值。
單片機應(yīng)用系統(tǒng)中,任何I/O口或擴展I/O口均可構(gòu)成行列式鍵盤。典型的鍵盤接口有通用I/O擴展口、串行LO擴展口和專用鍵盤芯片構(gòu)成的行列式鍵盤。由于帶有行列式鍵盤的應(yīng)用系統(tǒng)中通常都有顯示器,為節(jié)省I/O口線,往往把顯示器電路與行列式鍵盤做在一個接口電路中。
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