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如今單片機技術發展迅速，單片機系統已被廣泛地應用于國民經濟的各個領域。很多單片機應用系統需要輸入設備，典型的輸入設備要數鍵盤了。目前使用的鍵盤主要有兩類：按鍵式鍵盤和旋鈕式鍵盤。手機按鍵、微機鍵盤都屬于按鍵式鍵盤。本文介紹的是旋鈕式鍵盤的實現方法。 1 旋鈕式鍵盤結構及特性 61525-1型旋鈕式鍵盤結構非常簡單，外形只有4個引腳，如圖1所示。 當按鍵按下時(稱為確認，下同)，鍵盤的引腳1和引腳3相通；松開確認時，鍵盤有兩種穩定狀態，特性如表1所列。 2 硬件電路及工作原理 硬件電路如圖2所示。這里為了簡化電路，直接將鍵盤的引腳接到AT89C52的I/O引腳上。電路中，RS是系統復位信號，P1.2用來控制軟件清除外部中斷1，并通過鎖存器來實現。 此種鍵盤只有三種操作，即順時針旋轉、逆時針旋轉和確認。電路加電后，用示波器分別觀察鍵盤在旋轉過程中PIN2、PIN4的波形，得到圖3所示的波形。 此鍵盤的工作原理是，根據三種操作表現出來的不同特性來確定相應的應用。應用中，通過讀取AT89C52的P1.0和P1.1兩引腳的值就可以判斷旋轉的方向。鍵盤的確認可以產生外部中斷1。 3.1 抖動的消除 旋鈕在旋轉過程中，所產生的波形并不如圖3那樣光滑，在上升沿/下降沿位置會出現因抖動而產生的毛刺。程序實現過程中，只有多次讀的狀態相同才認定是穩定的，否則繼續讀，直到達到穩定狀態。這樣既可以防止電路毛刺引起的讀鍵盤狀態出錯，也可以防止因毛刺存在而將一次旋轉旋鈕操作錯誤判斷成多次旋轉(即多次計數)。實現的流程如圖4所示(流程圖中P2_OK、P4_OK分別表示 P1.0、P1.1值)。 3.2 實現計數 由圖3可以看出，順時針轉動時，PIN2先跳變；逆時針轉動時，PIN4先跳變，且都有00、01、10、11四個穩定狀態。順時針轉動時狀態變化為00→10→11，或者11→01→00；逆時針轉動時狀態變化為00→01→11，或者11→10→00，且01、10的狀態是暫時性的(稱為中間狀態)。所以，可以通過初始狀態和中間狀態的狀態變化判斷旋鈕的旋轉方向，實現流程如圖5所示。 只要我們定義鍵盤順時針旋轉進行加1操作，逆時針旋轉則減1操作，這樣就可以實現計數了。 3.3 實現編輯 在編輯過程中，鍵盤有三種操作：順時針旋轉、逆時針旋轉和確認。其中順時針旋轉時，顯示給定字符集中的下一個字符；逆時針旋轉時，顯示給定字符集中的上一個字符；確認鍵用來產生外部中斷1，進入外部中斷處理程序。本例中是對給定的字符集進行編輯，并指定最大可編輯長度，處理時在字符集的后面加了特定的特殊字符，以控制編輯過程的退出，且將字符集看作是一個循環結構，即第一個字符和所加的取消控制字符構成循環。 程序中有三種退出編輯命令的方法：一是選中取消鍵，二是選中確認鍵，三是輸入的字符長度達到最大值。退出編輯命令是在外部中斷服務程序中實現的。 實現編輯的流程如圖6所示，外部中斷服務程序流程如圖7所示。 說明：在外部中斷服務程序中，還要考慮換行顯示和換屏顯示的問題，在這里不作敘述。源程序略。 結 語 旋鈕式鍵盤占用面積小，應用既方便又美觀，實現起來也很方便。本文結合自己工作實踐，對旋鈕式鍵盤基于AT89C52的應用進行了闡述。實際應用中，利用旋鈕式鍵盤的計數特性，還可以實現菜單的顯示、選擇控制等，本文沒有一一敘述。對于鍵抖動問題，還可以采用硬件電路來消除，這里也不作敘述。 |
