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1、在ARM嵌入式應用中，人機交互對話最通用的方法就是通過鍵盤和LCD顯示進行的，操作者通過鍵盤向系統(tǒng)發(fā)送各種指令或置入必要的數據信息。鍵盤模塊設計的好壞，直接關系到系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。1?實例說明在ARM應用系統(tǒng)中，鍵盤掃描只是ARM的工作之一，ARM在忙于各項工作任務時，如何兼顧鍵盤的輸入，則取決于鍵盤的工作方式。鍵盤工作方式的選取原則是既要保證能及時響應按鍵操作，又要不過多占用ARM的工作時間。本實例介紹ARM系統(tǒng)中常用的行列式鍵盤電路的硬件設計、鍵盤掃描及鍵盤測試，行列式鍵盤適應于按鍵數量較多，又不想使用專用
2、鍵盤芯片的場合。這種方式的按鍵接口由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點上。2鍵盤工作原理2.1常用鍵盤接口常用按鍵接門可分為獨立式按鍵接口、行列式按鍵接口和專用芯片式等。具體采用哪?種方式，可根據所設計系統(tǒng)的實際情況而定。下面分別介紹這幾種接口方式的優(yōu)缺點及適用場合。1.?獨立式按鍵接口獨立式按鍵接口設計優(yōu)點是電路配置靈活，軟件實現簡單。但缺點也很明顯，每個按鍵需要占用一根口線，若按鍵數量較多，資源浪費將比較嚴重，電路結構也變得復雜。因此本方法主要用于按鍵較少或對操作速度要求較高的場合。軟件實現時，可以采用中斷
3、方式，也可以采用查詢方式，示意圖如圖13-1所示。?2.?行列式按鍵接口行列式按鍵接口示意圖如圖13-4(a)所示，其使用原理將在下節(jié)詳細講述。行列式按鍵接口適應于按鍵數量較多，又不想使用專用鍵盤芯片的場合。這種方式的按鍵接口由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點上。這種方式的優(yōu)點就是相對于獨立接口方式可以節(jié)省很多I/O資源，相對于專用芯片鍵盤可以節(jié)省成本，且更為靈活。缺點就是需要用軟件處理消抖、重鍵等。行列式按鍵接口是一種老式的鍵盤接口，其鍵掃描方法是幾乎所有PC鍵盤所采用的方法。3．專用芯片式設計專用鍵盤處理
4、芯片一般功能比較完善，芯片本身能完成對按鍵的編碼、掃描、消抖和重鍵等問題的處理，甚至還集成了顯示接口功能。專用鍵盤處理芯片的優(yōu)點很明顯，可靠性高，口簡單，使用方便，適合處理按鍵較多的情況。但在很多應用場合，考慮成本因素，可能并不是最佳選擇。2.2行列式鍵盤工作原理ARM嵌入式系統(tǒng)使用常用的行列式鍵盤電路，此電路的優(yōu)點是比較節(jié)省I/0口線，并且接口簡單。它的工作模式如圖13-2所示。它的行線與按鍵的一個引腳相連，列線與按鍵的另一個引腳相連。平時列線被置成低電平，沒有按鍵被按下時，行線保持高電平，而有按鍵被按下時，行線
5、被拉成低電平。這時候控制器知道有按鍵被按下，但只能判斷出在哪一行，不能判斷出在哪一列，因此接下來就要進行鍵盤掃描，以確定具體是哪個按鍵被按下。2.3鍵盤掃描流程在行列式鍵盤方式中，ARM對鍵盤的掃描采取程序控制方式，一旦進入鍵掃描狀態(tài)，則反復地掃描鍵盤，等待用戶從按鍵上輸入命令或數據。而在執(zhí)行鍵入命令或處理鍵入數據過程中，ARM將不再響應鍵入要求，直到ARM返回重新掃描鍵盤為止。編程掃描程序流程圖如圖13-3所示。3硬件電路設計3.1?ARM鍵盤接口ARM由通用接口GPl支持鍵盤行掃描(Scanningkeyboa
6、rdrow)和支持鍵盤陣列掃描(Scanningkeyboardmattix)。其中，PortA、PortB、PortD豐要用于外圍芯片信號的控制，PortE有雙重作用。例如，Port?A控制鍵盤的行信號，PortB用于RS-232，PortD用丁控制MODEM、FPGA。ARM內置點陣式鍵盤，專用的8位列輸出COL[7：0]，PortA口可復用作鍵盤的行輸入，任意一個鍵按下時都會產生中斷。其特點如下：·列輸出能被驅動成全低、全高或者全高阻，允許8x8鍵矩陣的任意組和按鍵；·PortA8位或的結果驅動一個鍵盤中斷；
7、·鍵盤中斷能夠喚醒系統(tǒng)。3.2鍵盤電路原理圖實現的系統(tǒng)硬件構成為4×4的行列式鍵盤，鍵盤的連接電路如圖13-4所示。行線通過一個電阻被上拉到VCC，VCC是+5V電壓。行線與按鍵的一個引腳相連，列線與按鍵的另一個引腳相連。平時列線被置成低電平，沒有按鍵被按下時，行線保持高電平：而有按鍵被按下時，行線被拉成低電平，這時候控制器知道有按鍵被按下，但只能判斷出在哪一行，不能判斷出在哪一列，因此接下來就要進行鍵盤掃描，以確定具體是哪個按鍵被按下。鍵盤掃描的過程是將列線逐列置成低電平，然后讀取行線狀態(tài)，直到行線中出現低電平，
8、這時可知哪一列是低電平;然后將行線與列線的狀態(tài)裝入鍵碼寄存器，進行按鍵譯碼，得到按下的按鍵的相應編碼，這樣就完成了按鍵掃描過程。當然，一個完整的按鍵掃描過程還需要配合相應的鍵盤去抖動手段才能正確地識別按鍵，不會發(fā)生重鍵和錯誤判斷等情況。對于使用者來說，利用此電路可以作為底層嵌入式的鍵盤控制器，即實現對鍵盤的掃描，識別出鍵碼。控制器與ARM的通信協(xié)議可以采用串
