《单片机原理与接口技术 Single Chip Microcomputer》教学资源（PPT课件讲稿）第10章 单片机接口技术

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单片机原理与接口技术

单片机原理与接口技术 第10章单片机接口技术 single chip microcomputer 10.1键盘的工作原理 10.1.1按键的分类 按键按照结构原理可分为两类,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

第10章 单片机接口技术 10.1 键盘的工作原理 10.1.1 按键的分类 按键按照结构原理可分为两类，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

单片机原理与接口技术 第10章单片机接口技术 single chip microcomputer 10.1.2.按键结构与特点 微杋键盘通常使用杋械触点式按键开关,其主要功能是 把机械上的通断转换成为电气上的逻辑关系。也就是说, 能提供标准的TIL逻辑电平,以便与通用数字系统的逻辑电 平相容 杋械式按键再按下或释放时,由于机械弹性作用的影响 通常伴随有一定时间的触点机械抖动,然后其触点才稳定下 来。其抖动过程如图10.1所示,抖动时间的长短与开关的机 械特性有关,一般为5~10ms

第10章 单片机接口技术 10．1．2．按键结构与特点 微机键盘通常使用机械触点式按键开关，其主要功能是 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， 通常伴随有一定时间的触点机械抖动，然后其触点才稳定下 来。其抖动过程如图10.1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

单片机原理与接口技术 第10章单片机接口技术 single chip microcomputer 键按下 前沿抖动 后沿抖动 稳定 图101按键触点的机械抖动

第10章 单片机接口技术 图10.1 按键触点的机械抖动 闭 合 稳 定 键按下 前沿抖动 后沿抖动

单片机原理与接口技术 第10章单片机接口技术 single chip microcomputer 在触点抖动期间检测按键的通与断状态,可 能导致判断出错,即按键一次按下或释放被错误 地认为是多次操作,这种情况是不允许出现的。 为了克服按键触点机械抖动所致的检测误判,必 须采取去抖动措施。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

第10章 单片机接口技术 在触点抖动期间检测按键的通与断状态，可 能导致判断出错，即按键一次按下或释放被错误 地认为是多次操作，这种情况是不允许出现的。 为了克服按键触点机械抖动所致的检测误判，必 须采取去抖动措施。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

单片机原理与接口技术 第10章单片机接口技术 single chip microcomputer 在硬件上可采用在键输出端加R-S触 发器(双稳态触发器)或单稳态触发器构成 去抖动电路。图102是一种由R-S触发器 构成的去抖动电路,当触发器一旦翻转, 触点抖动不会对其产生任何影响

第10章 单片机接口技术 在硬件上可采用在键输出端加R-S触 发器(双稳态触发器)或单稳态触发器构成 去抖动电路。图10.2是一种由R-S触发器 构成的去抖动电路，当触发器一旦翻转， 触点抖动不会对其产生任何影响

单片机原理与接口技术 第10章单片机接口技术 single chip microcomputer VCC 4.7k 4.7k (+5V) Q a 图10.2硬件去抖电路图

第10章 单片机接口技术 图10.2 硬件去抖电路图 & & VC C (＋ 5 V) Q a b 4.7 k 4.7 k

单片机原理与接口技术 第10章单片机接口技术 single chip microcomputer 电路工作过程如下:按键未按下时,a= 0,b=1,输出Q=1。按键按下时,因按键 的杋械弹性作用的影响,使按键产生抖动 当开关没有稳定到达b端时,因与非门2输出 为0反馈到与非门1的输入端,封锁了与非门 1,双稳态电路的状态不会改变,输出保持 为1,输出Q不会产生抖动的波形

第10章 单片机接口技术 电路工作过程如下：按键未按下时，a = 0，b = 1，输出Q = 1。按键按下时，因按键 的机械弹性作用的影响，使按键产生抖动。 当开关没有稳定到达b端时，因与非门2输出 为0反馈到与非门1的输入端，封锁了与非门 1，双稳态电路的状态不会改变，输出保持 为1，输出Q不会产生抖动的波形

单片机原理与接口技术 第10章单片机接口技术 single chip microcomputer 当开关稳定到达b端时,因a=1,b= 0,使Q=0,双稳态电路状态发生翻转。 当释放按键时,在开关未稳定到达a端时, 因Q=0,封锁了与非门2,双稳态电路的 状态不变,输出Q保持不变,消除了后沿 的抖动波形。当开关稳定到达a端时,因a =0,b=0,使Q=1,双稳态电路状态发 生翻转,输出Q重新返回原状态。由此可 见,键盘输出经双稳态电路之后,输出已 变为规范的矩形方波

第10章 单片机接口技术 当开关稳定到达b端时，因a = 1，b = 0，使Q = 0，双稳态电路状态发生翻转。 当释放按键时，在开关未稳定到达a端时， 因Q = 0，封锁了与非门2，双稳态电路的 状态不变，输出Q保持不变，消除了后沿 的抖动波形。当开关稳定到达a端时，因a = 0，b = 0，使Q = 1，双稳态电路状态发 生翻转，输出Q重新返回原状态。由此可 见，键盘输出经双稳态电路之后，输出已 变为规范的矩形方波

单片机原理与接口技术 第10章单片机接口技术 single chip microcomputer 软件上釆取的措施是:在检测到有按键按 下时,执行一个10ms左右(具体时间应视所 使用的按键进行调整)的延时程序后,再确 认该键电平是否仍保持闭合状态电平,若仍 保持闭合状态电平,则确认该键处于闭合状 态。同理,在检测到该键释放后,也应采用 相同的步骤进行确认,从而可消除抖动的影 响

第10章 单片机接口技术 软件上采取的措施是：在检测到有按键按 下时，执行一个10 ms左右（具体时间应视所 使用的按键进行调整）的延时程序后，再确 认该键电平是否仍保持闭合状态电平，若仍 保持闭合状态电平，则确认该键处于闭合状 态。同理，在检测到该键释放后，也应采用 相同的步骤进行确认，从而可消除抖动的影 响