原创 【TI博客大赛】基于MSP430F149单片机的扫描键盘设计

在单片机的应用中，人—机接口是非常重要的组成部分，如果要输入配置信息参数等。在这些应用中，键盘是一个不可缺少的部分。采用MSP430单片机很容易实现矩阵键盘，本片博文将给大家从软硬件两方面介绍MSP430单片机的键盘设计。

我们知道，在MSP430系列单片机中，所有I/0端口的管教都是双向的，即可以实现输入输出。设置I/O端口的相应寄存器就可以实现相应的操作（如读/写、中断等）。I/O端口相关的寄存器主要有：PxDIR、PxIN、PxOUT和PxSEL等（其中x代表1—6）。如果I/O端口具有中断功能，则还有PxIE、PxIES、PxIFG 3个寄存器，可以进行相应的中断设置。端口寄存器都是8位的寄存器，寄存器的每一位都对应一个I/O管脚，设置该位就可以设置该管脚的相应功能。如下表1所示为端口1的方向寄存器示意图：

端口的其它寄存器的结构和图所示的结构相似，都是一位对应一个I/O管脚。由于端口的每个管脚可以独立设置，并且能分别设置成输入和输出方向，因此利用I/O管脚就很容易实现基于扫描方式的键盘。扫描键盘一般由行线和列线组成。有m条行线盒n条列线就可以组成m*n的矩阵式键盘。在键盘的某条行线上输出低电平，如果键盘上的某个键被按下，则某个列线就为低电平，单片机读取列线的状态就可以判断是哪个键被按下，这样就实现了键盘的输入。在检测键盘的输入时，需要不断扫描各条列线，这样就可以采用查询的方式进行软件的设计。另外，某些MSP430单片机的某个I/O端口（如MSP430F149的P1和P2端口）具有中断功能，一次可以采用中断方式进行软件设计，下面给大家详细的介绍。

一、硬件电路的设计

这个电路的硬件电路比较简单，主要有键盘电路、电源电路、复位电路和单片机电路四个部分。

1、电源电路

由于MSP430系列单片机的工作电压一般是1.8v—3.6v，并且功耗极低，因此选TI公司的TPS76033作为电源芯片。该芯片输出电压为3.3v，电流为50mA，完全可以满足要求。下图1是本系统的电源实际电路：

图1 扫描键盘电源电路

2、复位电路

在单片机系统中，为了保证系统在上电时进行初始化，同时也为了保证对电源的监视，需要采用复位芯片。如图2所示：

图2  复位电路

3、键盘电路

矩阵键盘电路主要利用MSP430单片机的一般I/O端口来进行扩展设计。矩阵键盘由行线盒列线组成。如下图3所示为键盘的设计电路：

图3  键盘电路

4、单片机电路、

单片机电路非常简单，只需要单片机的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6和P1.7与键盘电路接口。另外，单片机必须有相应的震荡电路才能使单片机正常工作。如图4所示：

图4  单片机电路

 由于所有的列线都上拉到3.3v，所以没有任何键按下的时候，所有的列线都是高电平。如果P1.7管脚上输出低电平，并且行线的其它管脚输出高电平，如果【S01】键被按下，则P1.0为低电平；如果【S02】被按下，则P1.1为低电平；如果【S03】被按下，则P1.2为低电平，其它情况依次类推可以实现。

二、软件的设计

对于一般的I/O端口来说，一般采用查询方式来实现软件，但是某些MSP430单片机的某些端口具有中断功能，因此可以采用中断方式实现软件。