键盘扩展过程中的电压信号变化及抖动波形

（1）键盘选择

首先是译码方式的选择。按键值编码方式分为（硬件）编码键盘与非（硬件）编码键盘。编码键盘是采用硬件编码/译码器件，对按下的键进行判断与译码，直接输出相应的键码/键值。其特点是需要专用硬件译码，编码固定，编程简单；适用于大规模的键盘，如常用的计算机的大、小键盘。非编码键盘是采用软件编码/译码，通过扫描方式，识别按键并计算或查表输出相应的键码/键值。其特点是无需专用硬件译码，编码灵活，编程较复杂；适用于小规模的键盘，单片机应用系统常采用这类键盘。

其次是键盘形式的选择。按键组连接方式分为独立连接键盘与矩阵连接键盘。独立连接键盘是每键独立与一条I/O线相连，通过程序直接读取该I/O线的高/低电平状态，并判断按键按下与否；适用于键数少的系统中。其特点是占I/O口线多，但判键速度快，不需要编码转换，多用于设置控制键、功能键。矩阵连接键盘是按键采用矩阵式排列，各键处于矩阵行/列的结点处，通过程序对连在行（列）的I/O线传送已知电平的信号，然后读取列（行）线的状态信息。逐线扫描，确定按下键的位置，并输出对应的键码/键值。适用于需要较多数字键的系统。其特点是可用较少I/O口连接较多的键，执行的判键程序时间较长。

（2）键盘“防抖”处理

目前的按键大多是采用机械触点的闭合、释放来实现键按下的信号输入。由于机械触点的弹性作用，按键的闭合及释放的瞬间不会立刻稳定地通、断，而会出现“抖动”现象。按键过程中的电压信号变化如图7.1所示，其中抖动的时间长短与开关的机械特性有关，一般为5～10 ms。这个抖动可能会导致运行程序认为出现多次按键，导致系统错误执行。(www.xing528.com)

图7.1　按键抖动波形

为了保证执行程序对按键的一次闭合仅作一次按键输入处理，必须消除抖动影响。常用的消除抖动的方法有硬件方式和软件方式。硬件去抖动，采用电路延时方法，可用专门的自动去抖动的接口芯片。例如，8279接口芯片的去抖动功能。或者在键盘电路中附加去抖动电路，以抑制抖动的产生，例如可使用双稳态电路或滤波电路等。

软件去抖动是采用延时程序以避开按键的抖动过程，进入键稳定状态后，再进行列线状态的输入和判定。而键的稳定闭合时间，与操作者的按键动作有关，一般为十分之几秒到几秒不等。这样10～20 ms的延时，既可以避开抖动，又不会超出键稳定闭合的时间区间。在单片机应用系统中，为了减少硬件开销，降低功耗，常采用软件去抖动方式。