旋钮式键盘及其与AT89C52的接口技术

引 言

如今单片机技术发展迅速，单片机系统已被广泛地应用于国民经济的各个领域。很多单片机应用系统需要输入设备，典型的输入设备要数键盘了。目前使用的键盘主要有两类：按键式键盘和旋钮式键盘。手机按键、微机键盘都属于按键式键盘。本文介绍的是旋钮式键盘的实现方法。

1 旋钮式键盘结构及特性

61525-1型旋钮式键盘结构非常简单，外形只有4个引脚，如图1所示。

当按键按下时(称为确认，下同)，键盘的引脚1和引脚3相通；松开确认时，键盘有两种稳定状态，特性如表1所列。

2 硬件电路及工作原理

硬件电路如图2所示。这里为了简化电路，直接将键盘的引脚接到AT89C52的I/O引脚上。电路中，RS是系统复位信号，P1.2用来控制软件清除外部中断1，并通过锁存器来实现。

此种键盘只有三种操作，即顺时针旋转、逆时针旋转和确认。电路加电后，用示波器分别观察键盘在旋转过程中PIN2、PIN4的波形，得到图3所示的波形。

此键盘的工作原理是，根据三种操作表现出来的不同特性来确定相应的应用。应用中，通过读取AT89C52的P1.0和P1.1两引脚的值就可以判断旋转的方向。键盘的确认可以产生外部中断1。

3 软件实现

3.1 抖动的消除

旋钮在旋转过程中，所产生的波形并不如图3那样光滑，在上升沿/下降沿位置会出现因抖动而产生的毛刺。程序实现过程中，只有多次读的状态相同才认定是稳定的，否则继续读，直到达到稳定状态。这样既可以防止电路毛刺引起的读键盘状态出错，也可以防止因毛刺存在而将一次旋转旋钮操作错误判断成多次旋转(即多次计数)。实现的流程如图4所示(流程图中P2_OK、P4_OK分别表示 P1.0、P1.1值)。

3.2 实现计数

由图3可以看出，顺时针转动时，PIN2先跳变；逆时针转动时，PIN4先跳变，且都有00、01、10、11四个稳定状态。顺时针转动时状态变化为00→10→11，或者11→01→00；逆时针转动时状态变化为00→01→11，或者11→10→00，且01、10的状态是暂时性的(称为中间状态)。所以，可以通过初始状态和中间状态的状态变化判断旋钮的旋转方向，实现流程如图5所示。

只要我们定义键盘顺时针旋转进行加1操作，逆时针旋转则减1操作，这样就可以实现计数了。源程序见本刊网络补充版(http://www.dpj.com.cn)。

3.3 实现编辑

在编辑过程中，键盘有三种操作：顺时针旋转、逆时针旋转和确认。其中顺时针旋转时，显示给定字符集中的下一个字符；逆时针旋转时，显示给定字符集中的上一个字符；确认键用来产生外部中断1，进入外部中断处理程序。本例中是对给定的字符集进行编辑，并指定最大可编辑长度，处理时在字符集的后面加了特定的特殊字符，以控制编辑过程的退出，且将字符集看作是一个循环结构，即第一个字符和所加的取消控制字符构成循环。

程序中有三种退出编辑命令的方法：一是选中取消键，二是选中确认键，三是输入的字符长度达到最大值。退出编辑命令是在外部中断服务程序中实现的。

实现编辑的流程如图6所示，外部中断服务程序流程如图7所示。

说明：在外部中断服务程序中，还要考虑换行显示和换屏显示的问题，在这里不作叙述。源程序略。

结 语

旋钮式键盘占用面积小，应用既方便又美观，实现起来也很方便。本文结合自己工作实践，对旋钮式键盘基于AT89C52的应用进行了阐述。实际应用中，利用旋钮式键盘的计数特性，还可以实现菜单的显示、选择控制等，本文没有一一叙述。对于键抖动问题，还可以采用硬件电路来消除，这里也不作叙述。