SPMC65P2404A做行列式键扫描

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本文主要介绍利用SPMC65P2404A单片机做行列式键扫描的处理，可作为用户系统设计的参考。
关键词：SPMC65P2404A、行列式键扫描
1引言
　　本系统应用凌阳科技8位工业级单片机SPMC65P2404A*28p做行列式键扫描，可作为用户设计参考。
2芯片特性简介
　　SPMC65系列单片机是凌阳科技公司设计开发的8位工业级通用型单片机，具有超强的抗干扰能力，广泛应用于家用电器、工业控制、仪器仪表等控制领域。SPMC65P2404A单片机功能特点如下：
● SPMC65 CPU
　 - 支持 182 条指令
　 - 支持 11 种寻址方式
　 - 系统时钟频率最高可达 8MHz
　 - 支持位操作指令（置 1 、清零、取反、测试）
　
● 存储空间
　 - 4K 字节的程序空间（ OTP ），并且可设置保密功能。
　 - 192 字节的 RAM （含堆栈空间）
　
● I/O 端口
　 - 23/15 个具有复用功能的双向 I/O 端口
　 - 所有 I/O 端口的输入均由施密特触发器构成
　 - 可编程设置为带上拉 / 下拉电阻输入或者悬浮输入
　 - I/O 具备 LED 驱动能力
　 - 其中 2 个 I/O 端口能提供 20mA 的吸入电流
　
● 中断管理
　 - 外部中断选项：非屏蔽中断 NMI 或可屏蔽中断 IRQ
　 - 支持 4 个外部中断，其中的一个可设置为非屏蔽中断 NMI
　 - 12 个内部中断
　
● 复位管理
　 - 上电复位 (POR)
　 - 低电压复位 (LVR)
　 - 看门狗复位 (WDR)
　 - 外部复位 (ERST)
　 - 非法地址复位 (IAR)
　
● 时钟管理
　 - 3 种时钟源：晶体 / 陶瓷振荡器、 RC 振荡器、外部时钟输入
　 - 在 RC 振荡模式下，能够输出时钟信号

● 电源管理
　 - 2 种省电模式： STOP 模式、 HALT 模式
● 2 个外围模拟电路
　 - 8 通道 10 位精度的 A/D 转换器（ 100KHz ）
　 - 低电压复位（ 2.5V/4V ）
　
● 2 通道 8 位定时 / 计数器 (Timer0,Timer2)
　 - 定时、计数功能
　 - 捕获功能（ 8 位脉宽测量）
　 - 8 位比较输出功能
● 2 通道 16 位定时 / 计数器 (Timer1,Timer3)
　 - 定时、计数功能
　 - 捕获功能（ 8 位脉宽 / 周期测量，或 16 位脉宽测量）
　 - 16 位比较输出功能
　 - 12 位 PWM 输出功能
● 时基定时器
　 - 频率选择： 1KHz ～ 62.5KHz @8MHz
　 - 7 级分频选择
● 蜂鸣器输出
　 - 频率选择： 1KHz ～ 2MHz @8MHz
　 - 12 级分频选择
　
● 可编程看门狗定时器
　 - 中断频率选择： 1.5Hz ～ 195Hz
　
● 串行总线接口
　 - SPI 总线频率：最高为 2MHz @8MHz
3系统总体方案介绍
　　本例采用芯片SPMC65P2404A*28p，外接4X4按键，当按键被按下后，相应的发光二极管便会被点亮来指示当前的键值。系统框图如图3－1所示。



图 3-1系统框图
　　原理图如图3－2所示，4行4列的键盘。PA口接4X4按键，PC3～PC0分别接4个发光二极管指示当前的按键值。图中电阻均为510欧。



图 3－2 4X4按键扫描原理图
　　PA3～PA0为行线输入端，初始化为带上拉电阻的输入口。
　　PA7～PA4为列线输出端，初始化为输出低电平。
　　PC3～PC0接4个发光二极管用做指示灯，其16种组合0000～1111分别表示键K0～K15被按下。
　　扫描方法：首先由输出口PA7～PA4向所有的列线输出低电平，读取各行线PA3～PA0的状态,若行线状态全为高电平，则表明无键按下,若行线状态中有低电平，则表明有键按下。若有键按下，先进行消抖，消抖结束，再对每一列进行扫描，即：PA7～PA4四条列扫描线分别输出低电平，在每次输出低电平期间，读取各行线PA3"PA0的状态，确定键值。例如：PA7～PA4输出"1011"，此时若读取PA3～PA0的状态为"1110"，则表明按键S2被按下。
　　扫描时序如图 3-3所示。K0表示列线全部为低电平时行线的状态；



图 3－3 按键扫描时序图
　　K1表示列线PA4为低电平时行线的状态，用于判断按键S0、S4、S8、S12的状态；
　　K2表示列线PA5为低电平时行线的状态，用于判断按键S1、S5、S9、S13的状态；
　　K3表示列线PA6为低电平时行线的状态，用于判断按键S2、S6、S10、S14的状态；
　　K4表示列线PA7为低电平时行线的状态。用于判断按键S3、S7、S11、S15的状态。
　　键值计算方法：
　　设置一个变量，高4位放列扫描线控制字，低4位放行扫描线状态字。按键S0" S15分别对应不同的变量值，因而可以根据变量值确定当前的按键值。消抖方法：
　　在按键闭合和打开的瞬间会产生许多尖脉冲，持续时间约几毫秒到几十毫秒。因而在程序中，当检测到按键被按下后，便开始读取键值，每隔4ms读一次键值，直到连续7次读取的键值完全相同，则认为抖动已经消除。消抖时间为4ms X 7＝28ms。
　　注意：本范例只响应单个按键，若同时按下两个或两个以上的按键，则程序不响应。
4系统软件设计
4.1 主流程
　　程序主流程如图4－1所示。主程序每隔4ms扫描一次键盘，若有按键被按下，则点亮或熄灭相应的指示灯来指示键值。




图4－1 键盘主流程图
4.2 键盘扫描子流程
　　键盘扫描流程图如图4－2所示。



图4-2 键盘扫描流程图