代码收藏家技术教程 2023-11-07

单片机C51中断扫描法行列式键盘原理详解

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关于项目的内容知识点可以见专栏单片机原理及应用的第五章，中断

在第4章中已介绍过行列式键盘的工作原理，并编写了相应的键盘扫描程序。但应注意的是，在单片机应用系统中，键盘扫描只是 CPU 工作的内容之一。CPU 在忙于各项工作任务时，需要兼顾键盘扫描，既保证不失时机地响应键操作，又不过多地占用CPU 时间。因此，可以采用中断扫描方式来提高CPU的效率，即只有在键盘有键按下时，才执行键盘扫描程序如果无键按下，则将键盘视为不存在。

首先改写硬件：

当各列电平都为0时，无论压下哪个按键，对应的行线和列线会产生逻辑与运算的结果，与门的输出端都可形成INTO的中断请求信号。这样便可将按键的扫描查询工作放在中断函数中进行，从而就能达到既快速响应按键动作，又提高CPU工作效率的目的。

当按键被按下时，按键所在的行线和列线之间就会产生一个电压差，从而触发行列式键盘电路中的4与门集成元件进行逻辑与运算。具体来说，按键所在的行线会被拉低至地电位，而按键所在的列线则会被拉高至高电位。这样，行线和列线之间就会产生一个电压差，从而触发4与门集成元件的输出端输出一个低电平信号，即INTO引脚的中断请求信号。处理器通过检测INTO引脚的电平变化来判断是否有按键被按下，如果有按键被按下，处理器就会进入中断函数进行按键扫描查询工作，从而快速响应按键动作。

解释一下：U3的4个输入端与行线像并联（20-23）行线初始为1，输入端为1
设置列电平刚开始为0，如果有按键按下其中一个行线变为0
那么与U3进行与传给INT0非，1*0=0
脉冲触发
然后为1变为0，负跳变脉冲，可以中断IE0=1

主函数：

void main(void) {
   P0 = 0x00; 			 //开机黑屏
   IT0=1;				 //脉冲触发
   EX0=1;				 //INT0允许
   EA=1;				 //总中断允许
   P2 = 0x0f;			 //为首次中断做准备,列线全为0,行线全为1
   while(1);			 //模拟其他程序功能
}

这里P2=0x0f
P2是跟按键连接起来的
这样0x0f=0000 1111
高4位为0；
27-24是列线为0，行线全为1

再写中断函数：

void getKey () interrupt 0{						   //中断函数
	char key_scan[] = {0xef, 0xdf, 0xbf, 0x7f};	   //键扫描码
	char i = 0, j = 0;
	for (i = 0; i < 4 ; i++) {
		P2= key_scan[i];  			//输出扫描码 
		for (j = 0 ; j < 16 ;j++) {
			if (key_buf[j]== P2){ //读键值,并判断键号
			   P0= led_mod[j];		//显示闭合键键号
			   break;
			}}}
	P2=0x0f;			 //为下次中断做准备
}

前面的都是行列式键盘的通用
需要注意的是
这里不需要判断行电压是否变换

if ((P2 & 0x0f) != 0x0f)

是因为：
一旦行线变化就是按键按下，中断就会发生，不需要判断，加上也行

注意最后结束后

P2=0x0f;			 //为下次中断做准备

这里P2=0x0f
P2是跟按键连接起来的
这样0x0f=0000 1111
高4位为0；
27-24是列线为0，行线全为1

总代码：

#include <reg51.h>
char led_mod[] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,	  //led字模
				  0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x58,0x5e,0x79,0x71};	  
char key_buf[] = {0xee, 0xde, 0xbe, 0x7e,0xed, 0xdd, 0xbd, 0x7d,//键值
				  0xeb, 0xdb, 0xbb, 0x7b,0xe7, 0xd7, 0xb7, 0x77};

void getKey () interrupt 0{						   //中断函数
	char key_scan[] = {0xef, 0xdf, 0xbf, 0x7f};	   //键扫描码
	char i = 0, j = 0;
	for (i = 0; i < 4 ; i++) {
		P2= key_scan[i];  			//输出扫描码 
		for (j = 0 ; j < 16 ;j++) {
			if (key_buf[j]== P2){ //读键值,并判断键号
			   P0= led_mod[j];		//显示闭合键键号
			   break;
			}
		}
	}
	P2=0x0f;			 //为下次中断做准备
}
 
void main(void) {
   P0 = 0x00; 			 //开机黑屏
   IT0=1;				 //脉冲触发
   EX0=1;				 //INT0允许
   EA=1;				 //总中断允许
   P2 = 0x0f;			 //为首次中断做准备,列线全为0,行线全为1
   while(1);			 //模拟其他程序功能
}

结果：