原创 节约单片机端口资源的键盘电路

摘要：I/O端口是单片机实现对目标控制的端口，一般小型单片机的I/O端口都十分宝贵。文中介绍了一种可节省单片机I/O端口的键盘电路，分析了新型键盘电路结构和工作原理。最后给出了基于该键盘电路C51语言程序和软件处理过程。 电子园51单片机学习网k3M*Y"L.A |G

    关键词：单片机 I/O端口 键盘 组合 扫描

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1 新型键盘电路

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7v+E@7x(A k0键盘电路是单片机应用系统最常用的人机接口，往往要占用较多的I/O端口，利用本文介绍的电路，可以最大限度地减少键盘电路对I/O端口的点用。本电路特别适合一些引脚少、结构紧凑的单片机，可为其节省宝贵的I/O资源。

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这里以3根I/O线为例，普通接法只能接3个键，即使是采用改进后的组合接法[1]，最多也只能接7个链，本文介绍的电路是在组合接法的基础上增加了3个二极管，并采用了新的接法。其软件处理使用了端口访问和扫描检测两种方法，从而使按键数可达到16个，同时由于采用了组合逻辑来直接对端口进行读取，因此极大地简经了程序的处理过程，同时也节省了宝贵的存储器和CPU运算资源。图1是该电路的电路原理图。
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2 软件过程和程序电子园51单片机学习网 `mp&FL@

#Bdfp*y*tY0该电路在程序处理时，由处理器首先向I/O1～I/O3写高电平，然后读入。如果非全“1”，说明，K0～K6中有键按下，此时可根据读入的端口状态判断键的状态，如果读入的结果为全“1”，则I/O1～I/O3轮流输出低电平，再读入，这样就可根据另外两根I/O线的状态来判别是K7～K15中的哪一个键被按下。重复调用键盘处理子程序可将读取的键值与上次的值进行比较，甚至两次读数相同为止，这样即可消除按键抖动所造成的误读。该电路选用的单片机为 AT89C2051，用C51语言编写的按键电路处理程序如下：电子园51单片机学习网6Z-En n!t

Bs1B [2V#?r0#include<c:eg51.h>

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3^hFF4}5GY0#define uchar unsigned char电子园51单片机学习网!v:iW^#a_-nDn

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uchar getkey(void)；

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uchar keyvol;

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void main(void)电子园51单片机学习网1@ P(E:?f6m.mr

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(Xk2L9ZY Q-U0keyvol=getkey(); /*调用键处理函数，返回的数据等于16表示同有键按下，0至15对应k0至K15*/电子园51单片机学习网Z`7T:n%]J3q'i.P

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8}[W!RH:gG0以下为键盘处理子程序：

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uchar getkey(void)

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[ c%ZV d0uchar x电子园51单片机学习网)lO9Y r8O

Qc6[s"nxs0P1=P1|0x07； /*I/O1至I/O3写“1”*/

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xP1&0x07； /*读入I/O1至I/O3并屏蔽其它位*/

)x6y~2U#e0

.o5?-d:S$P0[([P O;o0if(x= =10)

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P1=P1|0x07；

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P1=P1&0xfd； /*I/O2写“0”*/

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c&WG(D+F5n|5px0x=P1&0x07；电子园51单片机学习网Y2t QcMW(~sd

电子园51单片机学习网,z{8}.N!C)St U6R/Y-b/m7V

x=(x+1)/2+10; /*屏蔽I/O2并转换K10至K12的键值*/电子园51单片机学习网!l1r(N7rG|

*[:^Fg*Z\-AP0if(x = =13)

:d-t9c$b*pg0 电子园51单片机学习网!dic)ww'N-R\.]s

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(Q)i5R$x{0 电子园51单片机学习网 P6Cq,Q]4M

P1=P1|0x07；

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X;R5u:] O!F T-`~0P1=P1&0xfb; /*I/O3写“0”*/电子园51单片机学习网(e0To} Wc-Q|"z D

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x=P1&0x07;电子园51单片机学习网 LML[t8A jP

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x=x+13； /*屏蔽I/O3并转换K13至K15的键值*/

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3po)j } K q)g+p0利用该键盘电路并根据逻辑组合原理可推断开n条I/O线可组合的按键数N为：电子园51单片机学习网Xg*jD*ga

MGE x7C(Y0N=(2n-1)+(2 n-1 -1)n

U&QK E%up0 电子园51单片机学习网vpK3O~8S

表1给出了2至4条I/O线可组合的按键数。
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表1 2～4条I/O线可组合的按键数

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I/O线	可组合按键
2	5
3	16
4	43

H3K\C]EQ03 结束语电子园51单片机学习网F%@R#G,^t[ `

;~'` D2a(IO[0这种新型键盘电路在使用时非常稳定可靠，节省大量的I/O端口，而且程序处理也很简洁，速率比4×4的扫描式电路还要快，因此，该电路特别适合一些引脚较少的单片机，如PIC12C508、Z86E03以及AT89C2051等电子园51单片机学习网 ium3dvL R