活用键盘热键

活用键盘热键 活用键盘的前提是: 1、要了解键盘的排列顺序，脑海中要有一个完整键盘的图像。 (当出现在文档中添加文字时，所插入的文字覆盖后面的文字的情况下，是因为窗口下方的状态栏里显示的是“改写”。 改变这种状态的方法:按方向键上方的“Insert”键，即可将“改写”变暗，然后插入文字就不会出现覆盖问题了。) 2、了解键盘结构及设计原理，了解各个键的功能及特殊作用。 3、了解组合键、快捷键，并且熟练运用键盘，用正确、快捷的指法打字、排版和应用电脑。(每天练习一下金山打字通即可) 4、了解键盘发展的历史过程，起源和未来的发展方向。了解计算机台式和笔记本键盘的区别和练习，学会灵活应用各种键盘。 常用的组合键: 1、winkey+d : 这是高手最常用的第一快捷组合键。这个快捷键组合可以将桌面上的所有窗口瞬间最小化，无论是聊天的窗口还是游戏的窗口……只要再次按下这个组合键，刚才的所有窗口都回来了，而且激活的也正是你最小化之前在使用的窗口～ 2、winkey+f : 不用再去移动鼠标点“开始?搜索?文件和文件夹”了，在任何状态下，只要一按winkey+f就会弹出搜索窗口。 3、winkey+r : 在我们的文章中，你经常会看到这样的操作提示:“点击„开始?运行‟，打开„运行‟对话框……”。其实，还有一个更简单的办法，就是按winkey + r～ 4、alt + tab : 如果打开的窗口太多，这个组合键就非常有用了，它可以在一个窗口中显示当前打开的所有窗口的名称和图标?，选中自己希望要打开的窗口，松开这个组合键就可以了。而alt+tab+shift键则可以反向显示当前打开的窗口。 5、winkey+e : 当你需要打开资源管理器找文件的时候，这个快捷键会让你感觉非常“爽”～再也不用腾出一只手去摸鼠标了～ 小提示: winkey指的是键盘上刻有windows徽标的键?。winkey主要出现在104键和107键的键盘中。104键盘又称win95键盘，这种键盘在原来101键盘的左右两边、ctrl和alt键之间增加了两个windwos键和一个属性关联键。107键盘又称为win98键盘，比104键多了睡眠、唤醒、开机等电源管理键，这3个键大部分位于键盘的右上方。 Windows快捷键大全 F1 显示当前程序或者windows的帮助内容。 F2 当你选中一个文件的话，这意味着“重命名” 。 F3 当你在桌面上的时候是打开“查找:”所有文件”对话框 。 F10或ALT 激活当前程序的菜单栏 windows键或CTRL+ESC 打开开始菜单 CTRL+ALT+DELETE 在win9x中打开关闭程序对话框 DELETE 删除被选择的选择项目，如果是文件，将被放入回收站 SHIFT+DELETE 删除被选择的选择项目，如果是文件，将被直接删除而不是放入回收站 CTRL+N 新建一个新的文件 CTRL+O 打开“打开文件”对话框 CTRL+P 打开“打印”对话框 CTRL+S 保存当前操作的文件 CTRL+X 剪切被选择的项目到剪贴板 CTRL+INSERT 或 CTRL+C 复制被选择的项目到剪贴板 SHIFT+INSERT 或 CTRL+V 粘贴剪贴板中的内容到当前位置 ALT+BACKSPACE 或 CTRL+Z 撤销上一步的操作 ALT+SHIFT+BACKSPACE 重做上一步被撤销的操作 Windows键+M 最小化所有被打开的窗口。 Windows键+CTRL+M 重新将恢复上一项操作前窗口的大小和位置 Windows键+E 打开资源管理器 Windows键+F 打开“查找:所有文件”对话框 Windows键+R 打开“运行”对话框 Windows键+BREAK 打开“系统属性”对话框 Windows键+CTRL+F 打开“查找:计算机”对话框 SHIFT+F10或鼠标右击 打开当前活动项目的快捷菜单 SHIFT 在放入CD的时候按下不放，可以跳过自动播放CD。在打开word的时 候按下不放，可以跳过自启动的宏 ALT+F4 关闭当前应用程序 ALT+SPACEBAR 打开程序最左上角的菜单 ALT+TAB 切换当前程序 ALT+ESC 切换当前程序 ALT+ENTER 将windows下运行的MSDOS窗口在窗口和全屏幕状态间切换 PRINT SCREEN 将当前屏幕以图象方式拷贝到剪贴板 ALT+PRINT SCREEN 将当前活动程序窗口以图象方式拷贝到剪贴板 CTRL+F4 关闭当前应用程序中的当前文本(如word中) CTRL+F6 切换到当前应用程序中的下一个文本(加shift可以跳到前一个窗口) 在IE中: ALT+RIGHT ARROW 显示前一页(前进键) ALT+LEFT ARROW 显示后一页(后退键) CTRL+TAB 在页面上的各框架中切换(加shift反向) F5 刷新 CTRL+F5 强行刷新 一、目的快捷键 激活程序中的菜单栏: F10 执行菜单上相应的命令: ALT+菜单上带下划线的字母 关闭多文档界面程序中的当前窗口 :CTRL+ F4 关闭当前窗口或退出程序: ALT+ F4 复制: CTRL+ C 剪切: CTRL+ X 删除 :DELETE 显示所选对话框项目的帮助 :F1 ALT+空格键 显示当前窗口的系统菜单 : 显示所选项目的快捷菜单 :SHIFT+ F10 显示“开始”菜单 :CTRL+ ESC 显示多文档界面程序的系统菜单 :ALT+连字号(-) 粘贴: CTR L+ V 切换到上次使用的窗口:按住 ALT然后重复按TAB， 切换到另一个窗口 :ALT+ TAB 撤消 :CTRL+ Z 二、使用“Windows资源管理器”的快捷键 目的快捷键 如果当前选择展开了,要折叠或者选择父文件夹左箭头折叠所选的文件夹: NUM LOCK+负 号(-) 如果当前选择折叠了，要展开或者选择第一个子文件夹右箭头展开当前选择下的所有文件 夹 :NUM LOCK+* 展开所选的文件夹: NUM LOCK+加号(+) 在左右窗格间切换: F6 三、使用 WINDOWS键 可以使用 Microsoft自然键盘或含有 Windows徽标键的其他任何兼容键盘的以下快捷 键。 目的快捷键 在任务栏上的按钮间循环 :WINDOWS+ TAB 显示“查找:所有文件” :WINDOWS+ F 显示“查找:计算机”: CTRL+ WINDOWS+ F 显示“帮助” :WINDOWS+ F1 显示“运行”命令 :WINDOWS+ R 显示“开始”菜单 :WINDOWS 显示“系统属性”对话框 :WINDOWS+ BREAK 显示“Windows资源管理器” :WINDOWS+ E 最小化或还原所有窗口 :WINDOWS+ D 撤消最小化所有窗口: SHIFT+ WINDOWS+ M 四、使用“我的电脑”和“Windows资源管理器”的快捷键 目的快捷键 关闭所选文件夹及其所有父文件夹:按住 SHIFT键再单击“关闭按钮(仅适用于“我的电 脑”) 向后移动到上一个视图 :ALT+左箭头 向前移动到上一个视图: ALT+右箭头 查看上一级文件夹: BACKSPACE 五、使用对话框中的快捷键 目的快捷键 取消当前任务: ESC 如果当前控件是个按钮，要单击该按钮或者如果当前控件是个复选框，要选择或清除该复选框或者如果当前控件是个选项按钮，要单击该选项空格键单击相应的命令 :ALT+带下划线的字母 单击所选按钮: ENTER 在选项上向后移动: SHIFT+ TAB 在选项卡上向后移动 :CTRL+ SHIFT+ TAB 在选项上向前移动 :TAB 在选项卡上向前移动: CTRL+ TAB 如果在“另存为”或“打开” 对话框中选择了某文件夹， 要打开上一级文件夹 :BACKSPACE 在“另存为”或“打开”对话框中打开“保存到”或“查阅” :F4 刷新“另存为”或“打开” 对话框: F5 六、使用“桌面”、“我的电脑”和“Windows资源管理器”快捷键 选择项目时，可以使用以下快捷键。 目的快捷键 插入光盘时不用“自动播放” 功能:按住 SHIFT插入 CD-ROM 复制文件:按住 CTRL拖动文件 创建快捷方式:按住 CTRL+SHIFT拖动文件 立即删除某项目而不将其放入 “回收站” : SHIFT+DELETE 显示“查找:所有文件” :F3 显示项目的快捷菜单: APPLICATION键 刷新窗口的内容: F5 重命名项目: F2 选择所有项目: CTRL+ A ALT+ ENTER或 ALT+双击 查看项目的属性: 可将 APPLICATION键用于 Microsoft自然键盘或含有 APPLICATION键的其他兼容键 七、Microsoft放大程序的快捷键 这里运用Windows徽标键和其他键的组合。 快捷键目的 Windows徽标+PRINT SCREEN:将屏幕复制到剪贴板(包括鼠标光标) Windows徽标+SCROLL LOCK:将屏幕复制到剪贴板(不包括鼠标光标) Windows徽标+ PAGE UP:切换反色。 Windows徽标+ PAGE DOWN:切换跟随鼠标光标 Windows徽标+向上箭头:增加放大率 Windows徽标+向下箭头:减小放大率 八、使用辅助选项快捷键 目的快捷键 切换筛选键开关:右SHIFT八秒 切换高对比度开关:左ALT+左SHIFT+PRINT SCREEN 切换鼠标键开关:左ALT+左SHIFT+NUM LOCK 切换粘滞键开关: SHIFT键五次 切换切换键开关 :NUM LOCK五秒 电脑键盘上各个键的作用 电脑的键盘一般都是美式键盘，其键数大都是101或104个。107键盘又称为win98键盘，比104键多了睡眠、唤醒、开机等电源管理键，这3个键大部分位于键盘的右上方。 一般认为:键盘上有四个键区，他们是:功能键区、打字键区、辅助键区和小键盘区。各键在Word2003中的作用简述如下: 一.功能键区 Esc键:一般起退出或中止某个程序或某种操作的作用; F1键:在Word中按F1可以得到“Word帮助”;按“Win+F1”可以进入Windows的“帮助和支持中心”;按“Shift+F1”可以显示。 F2键:在Word中，如果你选定了一组文本或图形，随后再按一下F2键，那么，在任务栏的左下角就会出现“移到何处,”的提问，你想把这组文本或图形移到本文档的哪个位置，就把光标转移到哪里,再按一下Enter键，移动就成功了。如果想取消这个功能，按一下Esc键就可以了; 如果在资源管理器中选定了一个文件或文件夹，按一下F2，则会对这个选定的文件或文件夹重命名，这相当于你点击右键选择“重命名”。 F3键:在Word中，如果你键入“2010”(必须是当时的年份)后，紧接着再按一个F3或Enter键，就会在文档中2010-2-26输入当前的日期。如果不灵，可以用“插入”?“日期和时间”?选“自动更新”; 如果你键入设置在自动图文集中的简称或简单符号，然后再按一下F3键，那么，这个字符就会摇身一变成为你设定的那一长串字符或图片; 在桌面或文件夹中按F3是打开“搜索文件和文件夹”的窗口; 在Word文件中，你选定过英文字母后，再按“Shift+F3”就是使这些字母作大写或小写的转换; 在Windows Media Player中按下它，会出现“通过搜索计算机添加到媒体库”的窗口。 F4键:在Word中，是重复上一次操作。如果你刚刚连续键入了某个字或某一句话后，再按一下F4键，还可以重复给你显示出来某个字或某一句话。在需要在文本的不同地方多次输入同一个字或文本时，特别方便; 如果你按组合键“Alt+F4”,就是关闭这个窗口;在Web文件中，打开IE中的地址栏列表;按Alt+F4组合键也是关闭IE窗口。 F5键:在Word中，按F5可以调出“查找、替换和定位”对话框;按下Shift+F5可以使光标进入此前的状态，即使关闭过电脑重新启 动后，也有效。在Web页面，F5键用来刷新IE或资源管理器中当前所在窗口的内容，Ctrl+F5是强制刷新。 F6键:可以快速在资源管理器及IE中定位到地址栏。在Word中，也可以用它来撤消F8的扩展选择功能。 F7键:在Word中，按F7可以出现拼写和错误提示窗口;在DOS窗口中它显示最近使用过的一些DOS命令，也就是说，你在命令行下输入一些命令过后，系统会自动记录，但需要再次输入相同命令时，直接按上下箭头符号就可以调出相应命令。 F8键:在启动电脑的过程中，适时按下F8时，可以用它来显示启动菜单(比如进入安全模式或“最后一次正确设置”时);在Word中,用它可以进入扩展选择,方法是把光标置于起始位置后，把光标到哪里点击就是选择到哪里。因此，此种方法非常适用于跨页选择，按F6键或Esc键就可以取消扩展选择功能。有些电脑还可以在电脑启动最初按下这个键来快速调出启动设置菜单，从中可以快速选择是软盘启动，还是光盘启动，或者直接用硬盘启动，不必费事进入BIOS进行启动顺序的修改。 F9键:更新选定域，在Word中，按下“Ctrl+F9”组合键可以调出，使用方法可参见“用公式编辑器和域代码编写公式的方法”一文。但在Windows Media Player中可以用来快速降低音量。 F10键:在Word中，按F10键或Alt键并回车后，可以打开“文件”菜单;按下Shift，F10会出现右键快捷菜单。而在Windows Media Player中，它的功能是提高音量;在BIOS中，按它就是保存设置。 F11键:可以使当前的资源管理器或IE变为全屏显示。 F12键:在Word中，按下它会快速弹出“另存为”文件的窗口。 另外，笔记本电脑结合键盘左下角的Fn键，如双屏切换、电脑休眠等，由于笔记本电脑这些组合键并不统一，此处不再详细介绍。 二.打字键区 这个键区中各个键的布局跟英文打字机是相同的。除了数字键和字母键外，其余各键的功能介绍如下: Tab键:跳格键，在表格中按Tab键，可以使光标沿单元格往前(右)一步一步地跳动。按“Shift+Tab”组合键则反向跳动;按“Ctrl+Tab”是复原。 在Word中常用以作左缩进(两个字符)，按过Tab键后产生的标记称为制表符;在窗口中则常用它来为窗口中的各选项跳跃定位;按“Ctrl+Tab”组合键，则可以在窗口为各个标签(选项卡)跳跃定位。 Caps Lock键:大写锁定键。当启动到大写状态时，小键盘右上角中间的Caps lock 指示灯A会亮着。再按一下就又恢复为小写(有 的电脑需按Shift键)。注意，当处于大写的状态时，只能输入大写的英文字母，中文输入法无效。 Shift键:上档键。又称转换键。用以配合有上符的键盘输入上符键盘上的符号，还可以配合其他的键共同起作用，例如，Shift+F3是大小写转换;Shift+F5是使光标回到此前状态;按住Shift键拖文本时是移动所选的文本;放光碟时，连按数下shift 键，可以跳过自动播放;删除文件时，按shift 键可以不经过回收站直接删除。。按shift +F10可以代替鼠标右键;shift+空格，输入法全/半角切换等。 Ctrl键:控制键。需要配合其他键或鼠标使用。有多种功能。例如Curl+s是保存文件;Curl+V是粘贴;Carl+A是全选;Ctrl+=是把锁选定的字变为下标字;Ctrl+CC是调出保存24条信息的剪贴板;按住Ctrl键拖动选定的文本时是复制等等。 Alt键:可选键。它需要和其他键配合使用来达到某一操作目的。例如，若同时按住Alt+ Ctrl+Del，对于Win98来说，就是要将计算机热启动;对于WinXP就是打开Windows的任务管理器;当把光标放在你刚刚键入的字的后面后，再按Alt+X键后，这个字就会变为这个字的Unicode码等。 Enter键:回车键，也称确认键。Enter是“输入”的意思。表示计算机接受并认可已经输入的字符，让它执行相应的命令。在文字处理软件中Enter键起换行的作用。 Space键:空格键。按一下空格键，就会输入一个空格，光标也就向右移动一个字符。 Backspace键:后退格键。可以删除当前光标位置前的字符，并将光标向左移动一个位置。如果按Shift+Backspace键，就是删除整个表格。 Win键:微软键,也称自然键。单按这个键可以打开“开始”菜单。这个键和其他键合用时的常用功能见下表: DBreaScroWin+ E R F L B 或M k ll 该组桌我运搜锁任系统复制 面切合键作用 的电脑 行框 索 定电脑 务栏 属性 屏幕 换 注:用“Win+U”快捷键还可以进入辅助工具窗口，可以使用放大镜和屏幕键盘。 除了以上各键外，有的键盘上还有一个右键功能键，位于主键区的Win键和Ctrl键之间。按下它可以出现一个右键快捷菜单。 三.辅助键区(也叫编辑键区) Print Screen键:在Windows环境下，其功能是把屏幕的显示作为图形存到剪贴板中，以供粘贴;在DOS环境下，其功能是打印整个屏幕信息。 Scroll Lock键:在某些环境下可以锁定滚动条，在右边有一盏Scroll Lock指示灯，亮着表示锁定; Pause/Break键:用以暂停程序或命令的执行。 Home键:原位键。在文字编辑软件中，按它就使光标定位到本行的左端;按“Ctrl+Home”就是把光标定位到本文的开头位置。按“Ctrl+Shift+Home”就是把文本自此选定到本文的开始。 End键:结尾键。在文字编辑软件中，按它就使光标定位到本行的右端;按“Ctrl+End”就是把光标定位到本文的结尾的位置。按“Ctrl+Shift+End”就是把文本自此选定到本文的结尾。 Delete键:即Del键，删除键。主要在Windows中或文字编辑软件中删除选定的文件或内容。和Backspace的不同之处是它往后删。 PageUp键:向上翻页键。按它可以使文章翻到上一页。 PageDown键:向下翻页键。按它可以使文章翻到下一页。 Insert键:插入/覆盖转换键。如果按下它时，在窗口下方的状态显示栏就出现“改写”字样，意思是你刚刚输入的字符会把后面的字符覆盖掉。再按一下，这个功能就消失了。可能是因为操作时偶尔会误按到这个键，造成误删，所以，有的键盘是当你按下“Shift+Insert”组合键时才是改写状态。而且把这个键放置到小键盘区了。按“Ctrl+Insert”或“Ctrl+Shift+Insert”也是复制。 4个方向键:是为光标往上下左右四个方向定位的。 四.小键盘区和三个小灯 这个区主要是数字和四则运算符号，数字的功能跟打字键区是一致的，只是为了方便，才把它们集中到一起了。有一个Num Lock键和它上面的小灯亮起来时，数字键才起作用，如果不亮，就起编辑键区的功能。亮与不亮全靠按Num Lock键。 在Num Lock灯的右面那个灯就的大写字母显示灯。按Caps Lock键可亮;再按此键或Shift键，大写功能消失，灯也不亮了。 在小键盘区右上角的那个小灯是Scroll Lock键启用的指示灯。 键盘按键架构原理与设计 : 键盘根据不同的工作原理可以分为机械式、电容式、塑料薄膜式以及导电橡胶式。 机械式键盘采用类似金属接触式开关的原理使触点导通或断开从而获得通断控制信号。在实际应用中机械键盘的结构形式很多，最常用的是交叉接触式。它的优点是结实耐用，缺点是不防水、敲击比较费力、而且打字速度快时容易漏字，机械式的键盘目前已经并不多见。 电容式键盘按键采用类似电容式开关原理，通过按下按键改变电容器两电极间的距离而产 生电容量的变化，形成暂时的允许震荡脉冲通过电容器的条件，从而获得通断控制信号。为了避免电极间进入灰尘，电容式按键开关采用了密封组装方式。按键平均 寿命在1000万到3000万次之间。但是一款真正的电容键盘价格是比较高的，因此目前市场上真正的电容式键盘并不多。 导电橡胶式键盘按键信号是通过导电橡胶接通下方印刷线路板上的触点产生的。其结构非常简单，这种键盘的原理以及按键的结构和游戏手柄里面的按键结构完全一样，在遥控器、游戏手柄等领域得到比较广泛的应用。 塑料薄膜式键盘结构 塑料薄膜式键盘的按键结构通常有四层组成，最上层是中心有凸起的橡胶垫，下面三层都 是塑料薄膜。其中，上下两层塑料薄膜上用导电颜料印刷出电路，并在按键位置正下方有一一对应的触点，中间的一层为隔离层，通过隔离层中的圆点接触形式案件 信号。而塑料薄膜式键盘的按键架构设计由于具有成本较低、寿命适中、手感良好等优点，因此也逐渐成为了市场上主流键盘产品所选用的架构。 与塑料薄膜式键盘密不可分的就是几种键帽架构的设计，可以大体的归纳为火山口架构、T架构以及剪刀式架构。 其中火山口架构是市场上键盘产品中最普遍所采用的设计，火山口架构的键帽插入火山口 后直接由橡胶垫支撑，键程约为3.80mm,4.0mm左右。这种架构的优点在于成本低、工艺简单，并具有一定的防水功能，但由于键帽的支撑点仅为一个橡 胶垫的缘故，因此键帽容易晃动，要求敲击手指刚好落在键帽中央才能获得最好的手感，而且时间一长手感会发生变化，噪音也因此而较为明显。 火山口架构 而T型架构的设计与火山口架构较为类似，只是键帽与橡胶垫之间加入了一个T型塑料垫(火山口架构键帽采用的为一体式设计)，因此T型架构的设计可一定程度上防止因案件不到位而引起的相关问题。 剪刀式架构 剪刀式架构的设计多数用于笔记本以及超薄的电脑键盘上，剪刀式架构是键帽与橡胶垫之 间采用了类似剪刀形状的两组连杆结构支撑架，键程约为2.50mm,3.0mm左右，这种设计则能让用户的手指均匀地受力在键帽上，每个按键均能获得同样 的手感。谈到剪刀式架构我们不得不提及明基的X结构概念，明基的X架构键盘在剪刀式架构的基础上作出了进一步的改良，把键程调整至 3.50mm,3.80mm左右，使得键盘拥有更佳的手感。 键盘按键印刷工艺 : 键盘键帽上的字体印刷工艺也是一款键盘产品成功与否的关键之处，印刷工艺的好坏会直接影响到键帽的美观以及字迹耐磨程度，目前主流的键盘主要采用的是激光蚀刻以及丝网印刷这两种主要的制造工艺。 激光蚀刻就是使用激光刻字技术在键帽上进行激光烧灼，烧出黑色的凹槽而已。因为其刻 下的痕迹只是线性的，所以常见的激光印刷键盘上的箭头等都是空心的。激光蚀刻出来的字迹颜色交淡，摸起来能够感觉到文字部分的刻痕。另外，在成本方面激光 蚀刻所需的成本较为低廉。而缺点在于字体颜色种类受到限制，早期的激光蚀刻只能在白色的键帽上刻出灰黑色的文字，近年来已经发展到能在黑色键帽上刻出白灰 色文字，但相比起另外的印刷工艺来说，颜色种类选择仍然是十分局限。 激光蚀刻工艺 由于采用激光蚀刻在字体颜色的控制上具有一定的局限性，因此激光填料工艺也因此应运 而生，激光填料工艺是先用激光印刷印刷一遍文字，但要比通常激光印刷印刷得浅一些，以保持表面的平整，然后使用油印方式进行二次印刷。这样，固化的油墨就 会渗入激光留下的刻痕并留在其中，此后就不会轻易被磨去了。激光填料技术印刷的键盘，由于经过了油墨的二次印刷，所以就弥补了激光印刷字体不好和不能印刷 彩色的缺陷，而由于有激光的刻痕作为基础，其牢固性要远远高于单纯的油墨印刷。 丝网印刷工艺 丝网印刷而其原理就是将一个特制的丝网覆盖在空白的键盘上，其中有字迹的地方被镂空，然后将油墨从上面刮过，这样在镂空的部分就会印上字迹。丝网印刷在油墨印刷中是成本较低、速度较快的一种。 丝网覆膜工艺 单纯的丝网印刷的字体就一定比激光蚀刻的耐磨性要差，但通过覆膜工艺则能很好地解决 了耐磨度以及激光蚀刻在光泽上的缺陷问题。覆膜工艺是在印刷完字迹以后再用特制的丝网刷上一层塑胶，在干涸以后就会形成一层覆盖在印刷字迹上的塑料保护 膜，可以阻止长时间使用时对字迹的磨损，但由于其印刷方式的限制，仍然不能印刷形状过于复杂的键盘。 键盘接口设计 摘要:本文主要介绍了键盘的工作原理和六种键盘接口电路的结构及其按键的识别方法，可以满足各种应用场合对于键盘的要求。 关键词:独立式 行列式 阶梯式 ADC Pin I/O Pin和ADC Pin 二极管 一、引言 键盘是基本的输入设备，在单片机应用系统中能实现向单片机输入数据、传送命令等功能，是人工干预单片机的主要手段。下面介绍键盘的工作原理，键盘接口类型及其按键识别方法。 二、键盘的工作原理 1、键盘输入的特点 键盘实质上是一组按键开关的集合。通常，键盘开关利用了机械触点的合、断作用。一个电压信号通过键盘开关机械触点的断开、闭合，其行线电压输出波形如图1所示。 图1 键盘开关及其波形 图1中T1和T3分别是按键的闭合和断开过程中的抖动期(呈现一串负脉冲)，抖动时间长短和开关的机械特性有关，一般为5~10ms，T2为稳定的闭合期，其时间由按键动作所确定，一般为十分之几秒到几秒，T0、T4为断开期。 2、按键的确认 按键的闭合与否，反映在行线输出电压上就是呈现高电平或低电平，如果高电平表示按键断开，低电平表示按键闭合，通过对行线电平高低状态的检测，便可确认按键按下与否。为了确保MCU对一次按键动作只确认一次按键有效，必须消除抖动期T1和T3的影响。 3、软件消除按键抖动 通常采用软件来消除按键抖动，基本思想是:在第一次检测到有键按下时，假设该键所对应的行线为低电平，执行一段延时10ms的子程序后，确认该行线电平是否仍为低电平，如果仍为低电平，则确认该行确实有按键按下。当按键松开时，行线的低电平变为高电平，执行一段延时10ms的子程序后，检测该行线为高电平，说明按键确实已经松开。 三、键盘接口类型及原理 1、独立式键盘接口 独立式键盘就是各键相互独立，每个按键各接一个Input Pin，通过检测Input Pin的电平状态可以很容易的判断哪个按键被按下。 在按键数目较多时，独立式键盘电路需要较多的Input Pin，且电路结构繁杂，故此种键盘适用于按键较少或操作速度较高的场合。具体电路结构如图2所示。 图2 独立式键盘接口 当Input Pin内部有上拉电阻，则外部电路的上拉电阻可以省去，如图2右半图所示。 2、行列式键盘接口 行列式(也称矩阵式)键盘适用于按键数目较多的场合，它由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上。很明显，在按键数目较多的场合，行列式键盘与独立式键盘相比，要节省很多的I/O口线。图3、4所示为5×5行列式键盘接口电路，如果Input Pin内部有上拉电阻，则外部电路的上拉电阻可以省去。 图3 5×5行列式键盘接口(扫描法) 图4 5×5行列式键盘接口(线反转法) 行列式键盘按键的识别方法主要有两种:扫描法和线反转法。 ?扫描法:第一步，识别键盘有无按键被按下。首先把所有的列线均置为低电平，检查各行线电平是否有变化，如果有变化，则说明有键被按下;如果没有变化，则说明没有键被按下。第二步，如有键被按下，识别具体的按键。首先把某一列置为低电平，其余各列置高电平，检查各行线电平的变化，如果某行线电平为低电平，则可确认此行交叉点处的按键被按下。 ?线反转法:第一步，设置行线为Input Pin模式，列线为Output Pin模式，并使全部Output Pin输出低电平，则行线中由高电平变低电平的所在行为按键所在行。第二步，把行线设置为Output Pin模式，把列线设置为Input Pin模式，并使全部Output Pin输出低电平，则列线中电平由高到低所在列为按键所在列。综合上述2步的结果，可以确定按键所在行和列，从而识别出所按的键。 3、阶梯式键盘接口 图5所示为阶梯式键盘接口电路(5个I/O)，由图可以看出，键盘分布呈现阶梯状，故称为阶梯式键盘接口。如果I/O Pin内部有上拉电阻，则外部电路的上拉电阻可以省去。 阶梯式键盘接口按键的识别方法是:首先令IO1输出低电平，检测IO2~IO5口电平是否有变化，如果有变化，则表示有按键被按下，若此时IO3检测到低电平，则表示K13被按下，退出键盘扫描;否则，表示没有按键被按下，继续键 盘扫描。如果第一行没有按键被按下，则令IO2输出低电平，检测IO3~IO5口电平是否有变化，以此类推。 由图5很容易得到阶梯式键盘接口的I/O口资源与扫描按键数目的关系，如 下式所示: 由关系式可以看出，该方法不适合按键数目较少的应用场合，而对于按键数目较多的应用场合，该方法可以很好的发挥其优点，如使用8个I/O口可以扫描28个按键。 图5 阶梯式键盘接口 4、ADC Pin键盘接口 目前市场上集成有ADC功能的单片机已经非常普遍了，对于I/O资源非常紧张的应用场合，就可以利用一个ADC口来实现键盘功能。ADC的作用是把模拟量转换成数字量，以便于MCU进行处理，所以只要能够通过按键来控制输入ADC的模拟量的大小，就可以实现按键的检测。具体电路结构如图6所示。 图6 ADC Pin键盘接口 该键盘接口可以为MCU节省很多的I/O资源，尤其是按键数目较多的情况，但它是以牺牲硬件成本(电阻)为代价，而且抗干扰能力相对会差一些。另外，对于按键较多的情况，需要注意电阻的分配，即合理分配按键控制的ADC值，以避免相邻ADC值按键的误判。 5、I/O Pin与ADC Pin相结合键盘接口 对于较多按键，如25个按键的应用场合，行列式键盘接口需要10个I/O，或者9个I/O加一根地线，还是占用了比较多的I/O资源，尽管有的时候可以将按键I/O与其它I/O共用。而ADC Pin键盘接口，相对于行列式键盘接口最多可以节省9个I/O口，但相应的需要26个电阻，电路结构也相应变得复杂，成本增加，稳定性下降。该节介绍的键盘接口是将行列式键盘接口和ADC Pin键盘接口相结合，既节省了I/O口线，又没有增加太多的成本，稳定性也可以保证，具体电路结构如图7所示。 图7 I/O Pin与ADC Pin相结合键盘接口 该键盘按键的识别方法是:第一步，识别键盘有无按键被按下，检测各I/O Pin的电平状态，如果有低电平，则表示该列有按键被按下，否则，没有按键被按下。第二步，如果有按键被按下，则令检测到低电平的I/O Pin输出高电平，然后检测ADC电压，来确定是哪一行有按键按下。综合上述2步的结果，就可以确定是哪一个按键被按下。 利用该电路结构，可以根据不同的应用场合来调整I/O口数目和电阻R的数目，例如24个按键，可以是3个I/O、1个ADC、9个R，或者4个I/O、1个ADC、7个R，或者6个I/O、1个ADC、5个R，或者8个I/O、1个ADC、3个R。 6、二极管键盘接口 对于没有集成ADC功能的MCU，如果遇到按键数目较多的应用场合，如25，而I/O资源又相对紧张，则可以通过该节介绍的二极管键盘接口电路来实现键盘功能。具体电路结构如图8所示。 图8 二极管键盘接口 该键盘按键的识别方法是:第一步，扫描Gnd行是否有按键被按下，如果检测到I/O口电平有低电平，则表示有按键被按下;否则，表示没有按键被按下，扫描程序进入第二步。第二步，首先设置所有I/O口工作在Output Pin模式，且令某一行输出低电平，其余行输出高电平。然后设置输出高电平行的I/O口为Input Pin，并检测电平是否有变化，如果检测到低电平，则表示该行与输出低电平的那一行的交叉点处有按键被按下，否则，没有按键被按下。 需要注意，当键盘扫描进入第二步时，如果Gnd行有按键被按下，则会发生误判按键。例如，当扫描L1行时，K11和K62按下都会令IO1检测到低电平。这可以通过软件来加以识别，当检测到IO1为低电平时，则下一步立即判断Gnd行是否有按键被按下，如果有，则表示按键位于Gnd行;否则，表示按键位于L1~L5行。 四、总结 在实际应用过程中，应该综合考虑各方面的因素，如按键数目，MCU的I/O口资源，MCU是否集成有ADC功能模块，对于硬件成本的考虑，工作环境(稳定性)等，来选取合适的键盘接口电路。 键盘，是我们在操作电脑时最常用到的标准输入设备。虽然它只起到向计算机存储器输送字符和命令的作用，但是它的作用不容小视，包含的学问还真不少。 键盘的内部有一块微处理器，它控制着键盘的全部工作:比如，主机加电时键盘的自检、扫 描、扫描码的缓冲以及与主机的通讯等等。当一个键被按下时，微处理器便根据其位置，将字符信号转换成二进制码，传给主机和显示器。如果操作人员的输入速度很快或CPU正在进行其它的工作，就先将键入的内容送往内存中的键盘缓冲区，等CPU空闲时再从缓冲区中取出暂存的指令分析并执行。 按照按键方式的不同，键盘可分为接触式和无触点式两类。接触式键盘就是我们通常所说的机械式键盘，它又分为普通触点式和干簧式。普通触点式的两个触点直接接触，从而使电路闭合，产生信号;而干簧式键盘则是在触点间加装磁铁，当键按下时，依靠磁力使触点接触，电路闭合。与普通触点式键盘相比，干簧式键盘具有响应速度快、使用寿命长、触点不易氧化等优点。无触点式键盘又分为电容式、霍尔式和触摸式三种。其中电容式是我们最常用到的键盘类型，它的触点之间并非直接接触，而是当按键按下时，在触点之间形成两个串联的平板电容，从而使脉冲信号通过，其效果与接触式是等同的。电容式键盘击键时无噪声，响应速度快，但是价格高一些。 按照代码转换方式，键盘可以分为编码式和非编码式两种。编码式键盘是通过数字电路直接产生对应于按键的ASCII码，这种方式目前很少使用。非编码式键盘将按键排列成矩阵的形式，由硬件或软件随时对矩阵扫描，一旦某一键被按下，该键的行列信息即被转换为位置码并送入主机，再由键盘驱动程序查表，从而得到按键的ASCII码，最后送入内存中的键盘缓冲区供主机分析执行。非编码式键盘由于其结构简单、按键重定义方便而成为目前最常采用的键盘类型。由此多姿多彩的多媒体键盘便应运而生，这些键盘通常出现在品牌机上，如联想、同方、海尔、海信等，品牌机的“单键上网”也是基于此原理。另外像Acer、爱国者一些厂商也单独生产许多型号的多媒体键盘。 关于键盘的学问还有很多，不过对于绝大多数电脑爱好者来说，掌握以上这些知识就足够了。下面，重点介绍键盘常用快捷键—— 一、常见用法: F1 显示当前程序或者windows的帮助内容。 F2 当你选中一个文件的话，这意味着“重命名” F3 当你在桌面上的时候是打开“查找:所有文件” 对话框 F10或ALT 激活当前程序的菜单栏 windows键或CTRL+ESC 打开开始菜单 CTRL+ALT+DELETE 在win9x中打开关闭程序对话框 DELETE 删除被选择的选择项目，如果是文件，将被放入回收站 SHIFT+DELETE 删除被选择的选择项目，如果是文件，将被直接删除而不是 放入回收站 CTRL+N 新建一个新的文件 CTRL+O 打开“打开文件”对话框 CTRL+P 打开“打印”对话框 CTRL+S 保存当前操作的文件 CTRL+X 剪切被选择的项目到剪贴板 CTRL+INSERT 或 CTRL+C 复制被选择的项目到剪贴板 HIFT+INSERT 或 CTRL+V 粘贴剪贴板中的内容到当前位置 ALT+BACKSPACE 或 CTRL+Z 撤销上一步的操作 ALT+SHIFT+BACKSPACE 重做上一步被撤销的操作 Winndows键+M 最小化所有被打开的窗口 Windows键+CTRL+M 重新将恢复上一项操作前窗口的大小和位置 Windows键+E 打开资源管理器 Windows键+F 打开“查找:所有文件”对话框 Windows键+R 打开“运行”对话框 Windows键+BREAK 打开“系统属性”对话框 Windows键+CTRL+F 打开“查找:计算机”对话框 SHIFT+F10或鼠标右击 打开当前活动项目的快捷菜单 SHIFT 在放入CD的时候按下不放，可以跳过自动播放CD。在打开word的时候按下不放，可以 跳过自启动的宏 ALT+F4 关闭当前应用程序 ALT+SPACEBAR 打开程序最左上角的菜单 ALT+TAB 切换当前程序 ALT+ESC 切换当前程序 ALT+ENTER 将windows下运行的MSDOS窗口在窗口和全屏幕状态间切换 PRINT SCREEN 将当前屏幕以图象方式拷贝到剪贴板 ALT+PRINT SCREEN 将当前活动程序窗口以图象方式拷贝到剪贴板 CTRL+F4 关闭当前应用程序中的当前文本(如word中) CTRL+F6 切换到当前应用程序中的下一个文本(加shift 可以跳到前 一个窗口) 在IE中: ALT+RIGHT ARROW 显示前一页(前进键) ALT+LEFT ARROW 显示后一页(后退键) CTRL+TAB 在页面上的各框架中切换(加shift反向) F5 刷新 CTRL+F5 强行刷新 目的快捷键 F10 激活程序中的菜单栏 ALT+菜单上带下划线的字母 执行菜单上相应的命令 CTRL+ F4 关闭多文档界面程序中的当前窗口 ALT+ F4 关闭当前窗口或退出程序 CTRL+ C 复制 CTRL+ X 剪切 DELETE 删除 F1 显示所选对话框项目的帮助 ALT+空格键 显示当前窗口的系统菜单 SHIFT+ F10 显示所选项目的快捷菜单 CTRL+ ESC 显示“开始”菜单 ALT+连字号(-) 显示多文档界面程序的系统菜单 CTR L+ V 粘贴 按住 ALT然后重复按TAB 切换到上次使用的窗口 ALT+ TAB 切换到另一个窗口 CTRL+ Z 撤消 二、使用“Windows资源管理器”的快捷键 NUM LOCK+负号(-) 如果当前选择展开了,要折叠或者选择父文件夹左箭头 折叠所选的文件夹 NUM LOCK+* 如果当前选择折叠了，要展开或者选择第一个子文件夹右箭头展开当前选择下的所有文件夹 NUM LOCK+加号(+) 展开所选的文件夹 F6 在左右窗格间切换 三、使用 WINDOWS键 可以使用 Microsoft自然键盘或含有 Windows徽标键的其他任何兼容键盘的以下快捷键。 WINDOWS+ TAB 在任务栏上的按钮间循环 WINDOWS+ F 显示“查找:所有文件” CTRL+ WINDOWS+ F 显示“查找:计算机” WINDOWS+ F1 显示“帮助” WINDOWS+ R 显示“运行”命令 WINDOWS 显示“开始”菜单 WINDOWS+ BREAK 显示“系统属性”对话框 WINDOWS+ E 显示“Windows资源管理器” WINDOWS+ D 最小化或还原所有窗口 SHIFT+ WINDOWS+ M 撤消最小化所有窗口 四、使用“我的电脑”和“Windows资源管理器”的快捷键 按住SHIFT键再单击“关闭按钮(仅适用于“我的电脑”) 关闭所选文件夹及其所有父文件夹 ALT+左箭头 向后移动到上一个视图 ALT+右箭头 向前移动到上一个视图 BACKSPACE 查看上一级文件夹 五、使用对话框中的快捷键 ESC 取消当前任务 如果当前控件是个按钮，要单击该按钮或者如果当前控件是个复选框，要选择或清除该复选 框或者如果当前控件是个选项按钮，要单击该选项空格键 ALT+带下划线的字母 单击相应的命令 ENTER 单击所选按钮 SHIFT+ TAB 在选项上向后移动 CTRL+ SHIFT+ TAB 在选项卡上向后移动 TAB 在选项上向前移动 CTRL+ TAB 在选项卡上向前移动 BACKSPACE 如果在“另存为”或“打开”对话框中选择了某文件夹，要打开上一级文件夹 F4 在“另存为”或“打开”对话框中打开“保存到”或“查阅” F5 刷新“另存为”或“打开”对话框 六、使用“桌面”、“我的电脑”和“Windows资源管理器”快捷键 选择项目时，可以使用以下快捷键。 目的快捷键 按住SHIFT插入 CD-ROM 插入光盘时不用“自动播放”功能 CTRL拖动文件 复制文件按住 CTRL+SHIFT拖动文件 创建快捷方式按住 SHIFT+DELETE 立即删除某项目而不将其放入“回收站” F3 显示“查找:所有文件” APPLICATION键 显示项目的快捷菜单 F5 刷新窗口的内容 F2 重命名项目 CTRL+ A 选择所有项目 ALT+ ENTER或 ALT+双击 查看项目的属性 可将 APPLICATION键用于 Microsoft自然键盘或含有 APPLICATION键的其他兼容键 七、Microsoft放大程序的快捷键 这里运用Windows徽标键和其他键的组合。快捷键目的 Windows徽标+PRINT SCREEN 将屏幕复制到剪贴板(包括鼠标光标) Windows徽标+SCROLL LOCK 将屏幕复制到剪贴板(不包括鼠标光标) Windows徽标+ PAGE UP 切换反色 Windows徽标+ PAGE DOWN 切换跟随鼠标光标 Windows徽标+向上箭头 增加放大率 Windows徽标+向下箭头 减小放大率 八、使用辅助选项快捷键 右SHIFT八秒 切换筛选键开关 左ALT+左SHIFT+PRINT SCREEN 切换高对比度开关 左ALT+左SHIFT+NUM LOCK 切换鼠标键开关 SHIFT键五次 切换粘滞键开关 NUM LOCK五秒 切换切换键开关 基于嵌入式 Linux的键盘驱动设计 1 键盘驱动程序的设计 随着电子信息技术飞速发展,嵌入式系统构成的各种设备得到了广泛的应用, 嵌入式 Linux是一种开放源码、 软实时、 多任务的操作系统,是开发嵌入式产品的优秀操作系统平台,其中键盘是人机界面中人类监控计算机重要数据输入设备。实现键盘有两种方法:一种是采用现有的一些芯片实现键盘扫描;二是用软件实现键盘扫描。目前许多芯片可用来实现键盘扫描,但是键盘扫描的软件实现方法有助于缩减系统的重复开发成本, 而只需很少的 CPU 开销。嵌入式控制器的功能很强,可以充分利用这一资源。本课题提出的键盘方案是以嵌入式 Linux和 PXA255为软硬件平台, 通过测试,表明其具有良好的稳定性和实时性。 2 矩阵式键盘的结构与工作原理 本课题采用矩阵键盘, 如图 1所示。四根行线四根列线组成 4 *4矩阵键盘, 分别用 CPU 的 4个 GPIO口。当有键按下,某个列 GPI O 口电平被下拉从而产生下降沿, 触发中断。其中按键行阵列必须提供上拉信号,列阵列加二极管,防止瞬间电流过大对 GPI O口造成冲击。 图 1 矩阵键盘原理图. 3 Linux键盘驱动简介 在 Linux中, 键盘驱动被划分成两层来实现。上层是一个通用键盘抽象层, 下层则是硬件处理层, 主要对硬件进行直接的操作。键盘驱动程序上层公共部分在 driver /key board . c里。文件中最重要的是内核用 EXPORT _SYM BOL这个宏导出的 handle_scancode函数 。在这个文件中还定义了其它的几个回调函数,它们由键盘驱动程序中上层公共部分调用, 并且由底层硬件处理函数实现。键盘驱动程序的底层硬件处理部分则根据不同硬件有不同实现。 4 键盘驱动程序的实现 4 . 1 宏定义 module init和 module exit 通过宏定义 module init和module exit可以看出,驱动程序的入口从 kd_ctrl_init( )开始。当内核模块加载的时候, 默认调用 module_ i nit( kd_c trl_init) ,在 kd_ctr l_ i nit( )中将完成一些初始化工作, 主要如下: ( 1) 把 GPI O 口的起始虚拟地址映射到 GPI O _BASE _PHY ( 0x1000b000),数据长度为 0x400 : GPI O _ BASE = ( i nt) ioremap ( GPI O _ BASE _ P HY,0x400); ( 2) 利用 request_ irq函数将外设的中断服务例程挂载到外部中断处理程序中。本系统中利用 request_irq函数分别为 4个列 GPI O口申请中断资源, 分别占用了中断号 1 、2 、3、 4 。其中 i是中断号; kd_ctr l_irq是 UCB1400的中断处理程序, kd_ctr l代表键盘设备名, MAGIC _DEVID是申请时告诉系统设备标志, 用于共享中断线。返回值为 0表示申请成功。 ( 3) 通过函数 m isc_reg ister注册一个键盘设备, 并分配主设备号和从设备号, 初始化一个环形 键的状态和长按标志。 队列以及定义一个键盘控制的数据结构。其中包括键值、 应用程序对设备驱动的调用实际是对相应设备文件进行操作, 利用 mknod命令将此节点与对应设备建立联系。 ( 4) 通过 init_ w a it queue_head(& sa ts . read _ w a it)初始化读信号量。 4 . 2 打开键盘设备 应用程序打开设备文件时, 会调用驱动中的 OPEN 函数, 此函数会对键盘所用到的行列 GPI O 口进行配置。打开的设备在内 核中通过 file结 构进行标识, 内核 使用 file opreati on ,通过上面的结构中设备文件操作结构的映射, 来调用驱动中的 kd_c trl_open。接下来要做的是: ( 1) 通过 se m a_ i n it( & kdc- > irq_w ait , 0)初始化在后面用来唤醒后台线程的信号量。 ( 2) 调用初始化函数 i n it_pxa_kdc( )来初始化 GPI O口,具体是把 行!的 GPI O 口设为输出模式并设定值为 0 , 把列!GPIO口设为中断模式,下降沿有效。如下所示: re t = se t_kdc_gp i o( KDC_ROW _PINS , 1 , PI NS_MODE _OUT , 0) ; ret = set_kdc_gp i o ( KDC _COL _PI NS , 1 , PI NS _ MODE _FALLI NG_I NTTERUPT , 0); ( 3) 以严格的串行方式执行任务的效率并不高, 如果把它们放在后台调度,不管是对它们的函数还是对终端用户进程都能得到较好的响应。所以初始化 GPIO口后,开启一个内核线程 kd_ctrl_thread专门用于处理键盘事件, 其实也就是向系统申请了软硬件资源。为了确保在该线程创建完成,使用 co m pleti on ,在 Linux内核中, co m pletion是一种简单的同步机制,利用 co m pleti on机制可以使两个任务同步。我们利用 i n it_comp l e ti on(& kdc- > i n it_ex it)动态初始化一个线程创建信号量 i n it_ex it , 以及用 wa it_fo r_co m pleti on (& kdc- >i n it_ex it)来等待进程创建完成, 然后在进程创建结束后通过co m plete(& kdc- > i nit_ex it)确定事件已经完成即后台线程创建成功, 继续执行函数 w ait_ for_ comp l e ti on之后的任务。 通过 ret = kerne l_t h read( kd_c trl_ t hread , kdc , CLONE_FS |CLONE_FILES)创建后台线程。 4 . 3 等待键盘事件 后台线程一旦创建和初始化完成, 就会进入一个无条件的 for循 环, 通 过 set _ task _ state ( tsk , TASK _ INTERRUPT IBLE) 将此线程推入可中断睡眠的队列,调用 schedule ti m e ou t (H Z/100)来实现 15毫秒的进程挂起。此时让出 CPU,直到中断事件来临或睡眠超过规定时间后再重新执行。线程一旦被唤醒即按照顺序先利用 set_kdc_gp io ( KDC _COL_PI NS , 1 , PI NS _MODE _ENABLEI NTERRUPT, 0) 使 所有列GPI O 口中断, 接着调用 down _ i nterrupti b l e ( & kdc- > irq _wa it): 该函数的作 用是获得信号量 irq_wa it , 把 irq_ w a i t的值减掉 1 , 如果信号量 irq_wa it的值非负, 就直接返回,如果获取失败键盘线程将以 TASK_I NTERRUPTIBLE状态进入可中断睡眠,直到下次键盘事件利用信号量 irq_ w a it唤醒此线程才能继续运行。因此,驱动程序在没有按键按下时将阻塞自己的执行,不消耗任何的 CPU资源。 4 . 4 键盘事件发生 一旦有按键事件发生也就是产生一个中断, 则进入中断处理程序 kd_ctr l _ irq( ), 在这个函数中所做的工作如图 2。 图 2 中断处理程序 kd_ ctrl_irq( ) 唤醒后台线程后,把列 GPI O口中断禁止, 随即调用 kd_ctrl_event( )进行处理键盘事件。其中又调用 pxa _kdc _scan( )进行键值的扫描: 设定 4 4小键盘的所有行 GPI O 口为输出状态,并设定它的值为 1 ,而所有列 GPIO口作为输入状态,然后采用逐行扫描的方法, 依次去读取四根列 GPI O 口状态,如果某列 GPIO 口电平为低, 就表示此行此列有键按下,根据行号和列号从对应的二维数组 (也就是键值映射表 )中找到该键 的键值。具体 实现方法 为: 先设第 一行( GPI O7)为 0 , 扫描列的值 ( GPI O3 、 GPI O2 、GPI O1、 GPI O0),如果其中一个列的值为 0 , 比如 GPI O3 , 则按下的键是 Key _5。扫描完列后,把第一行设为 1。第二行设为 0 , 再次扫描所有列 的值。扫描结 束后, 设 定所有 行 ( GPI O7 、GPI O6 、GPI O5 、 GPI O4)的值为 0 , 并且再次恢复所有列为中断方式,设定下降沿有效。最后返回的是代表按键是否按下的参数pressure值。得到此值以后,调用 stati c i n line vo i d kd_c trl_ev t_add( struc t kd_ctrl* kdc , u8 pressure , u8 keyva l ue )函数把所得值保存在对应的结构中,并将其添加到事件队列中, 最后调用 w ake_up_ i nterrupti ble( & kdc- > read _ w a it)利用信号量 read_ w a it通知 read程序到缓冲区读取新数据。 4 . 5 应用程序读取键盘数据 由于用户程序需要不断轮询设备,以查询是否有数据读取, 如果程序不处于休眠状态, 则将会占用很多 CPU 的资源。因此当没有触摸数据时, 就阻塞此任务。此时用户空间则需要和内核同步, 代码会需要睡眠, 使用信号量是唯一的选择, 并且它适用于锁会被长时间持有的情况。如果有一个任务试图获得一个已经被占用的信号量时,信号量会先将其中推进一个等待队列, 然后让其睡眠。这时 CPU 能重获自由, 从而可以执行其他代码。当持有信号量的进程将信号量释放时, 处于等待队列中的那个任务将会被唤醒, 并获得该信号量。 等待队列是由等待某些事件发生的进程组成的简单链表。内核用 w ake_queue_head_t来表示等待队列。等待队列可通过 DECLARE _WAI TQUEUE ( )静态创建。一旦上层用户程序进行读操作, 系统调用将通过 kd_ctrl_read ( )函数来实现。 4 . 6 模块卸载 当内核需要卸载本驱动程序时, 最后会从本函数退出。 此时通过 modul e_ i nit( kd_ctrl_ i n it)函数需要将在驱动程序运行期间申请的系统资源全部释放掉,可以防止资源浪费。 5 结束语 本文介绍的嵌入式 Linux的一种矩阵小键盘, 成功实现了多键齐按和重复按键的功能, 已经用于手持嵌入式设备中, 实验证明性能稳定可靠。 键盘的工作原理 键盘是一组按键的组合，它是最常用的单片机输入设备，操作人员可以通过键盘输入数据或命令，实现简单的人机对话。单片机使用的键盘是一种常开型的开关，通常键的两个触点处于断开状态，按下键时它们才闭合。键盘分编码和非编码键盘，键盘的识别可用软件识别也可用专用芯片识别。 MCS-51单片机扩展键盘接口的方法用很多，从硬件结构上，可通过单片机I/0接口扩展键盘，也可通过扩展I/O接口设计键盘，还有些用的是专用键盘芯片。 1( 键盘的工作原理: 键盘从结构上分为独立式键盘与矩阵式键盘。一般按键较少时采用独立式键盘，按键较多时采用矩阵式键盘。 (1) 独立式键盘。 在由单片机组成的测控系统及智能化仪器中，用的最多的是独立式键盘。这种键盘具有硬件与软件相对简单的特点，其缺点是按键数量较多时，要占用大量口线。图1是一个利用MCS-51单片机的P1口设计的非编码键盘。 图1 独立式键盘 当按键没按下时，CPU对应的I/O接口由于内部有上拉电阻，其输入为高电平;当某键被按下后，对应的I/O接口变为低电平。只要在程序中判断I/O接口的状态，即可知道哪个键处于闭合状态。以下是非编码键盘键处理子程序。 JNB P1.0, KEY00 ;转按键1处理程序 JNB P1.1, KEY01 ;转按键1处理程序 JNB P1.2, KEY02 ;转按键1处理程序 JNB P1.3, KEY03 ;转按键1处理程序 JNB P1.4, KEY04 ;转按键1处理程序 JNB P1.5, KEY05 ;转按键1处理程序 JNB P1.6, KEY06 ;转按键1处理程序 JNB P1.7, KEY07 ;转按键1处理程序 RET ;无键按下，返回 KEY00: … RET KEY01: … RET … (2) 矩阵式键盘。 矩阵式键盘使用于按键数量较多的场合，它由行线与列线组成，按键位于行、列的交叉点上。一个3*3的行列结构可以构成一个有9个按键的键盘。同理，一个4*4的行列可以构成一个16按键的键盘。很明显，在按键数量较多的场合，与独立式键盘相比，矩阵式键盘要节省很多I/0接口。 2.键盘按键识别方法 (1)扫描法。 下面以图2的K2键按下为例，说明此键是如何识别出来的。 图2 8031与键盘连接 扫描法有行扫描和列扫描两种，无论采用哪种，无论采用哪种，其效果是一样的，只是在程序中的处理方法有所区别。下面以列扫描法为例来介绍扫描法识别按键的方法。首先在键处理程序中将P1.4-P1.7依次按位变低，P1.4-P1.7在某一时刻只有一个为低。在某一位为低时读行线，根据行线的状态即可判断出哪一个按键被按下。如2号键按下，当列线P1.5为低时，读回的行线状态中P1.0被拉低，由此可知K2键被按下。一般在扫描法中分两步处理按键，首先是判断有无键按下，如行线有一个为低，则有键按下。当判断有键按下时，使列线依次变低，读行线，进而判断出具体哪个键被按下。 (2)线反转法。 扫描法是逐行或逐列扫描查询，当被按下的键处于最后一列时，要经过多次扫描才能最后获得此按键所处的行列值。而线反转法则显的简练，无论被按的键处于哪列，均可经过两步即能获得此按键所在的行列值，仍以图4.38为例来介绍线反转法。 首先将行线P1.0-P1.3作为输入线，列线P1.4-P1.7作为输出线，并且输出线输出全为低电平，读行线状态，则行线中电平为低的是按键所在的行。然后将列线作为输入线，行线作为输出线，并将输出线输出为低电平，读列线状态，则列线是电平为低的是按键所在的列。综合上述两步结果，确定按键所在的行和列，从而识别出所按下的键。 假设10号键被按下，在第一步P1.3-P1.0全为低电平时，读P1.4-P1.7的值，则P1.5为低电平;在第二步P1.4-P1.7输出全为低电平时，读P1.3-P1.0时，P1.2为低电平。由此可判断第3行第2列有键被按下，此键就是K10键。 3. 键盘的接口电路 设计MCS-51单片机键盘时可根据单片机系统的实际情况来灵活处理。在使用内部有程序存储器的单片机时，如单片机的I/O接口够用，可直接利用单片机的I/O接口连接键盘。如果I/O接口不够用，可利用扩展I/O接口连接键盘，有时也可使用专用的键盘接口芯片。 (1) 利用单片机的I/O接口连接键盘。 利用MCS-51单片机的I/O接口连接键盘时分两种情况，一是当P0、P1、P2、P3均为普通输入/输出时，可使用任意I/0接口连接键盘;二是当单片机系统扩展程序存储器、数据存储器、I/O时，由于P0、P2作为地址数据总线的使用，所以扩展键盘时只能使用P1口、P3口。如图2所示为利用MCS-51单片机的P1口设计的4*4矩阵键盘。 注意如果用P0口设计键盘，要给P0口各口线提供上拉电阻，其大小一般为2-10kn。 (2) 利用扩展I/O接口设计键盘。 MCS-51单片机在总线扩展凡是时由于P0口、P2口分别作为数据总线及地址总线，而P1口、P3口又有其他用途时，扩展键盘可利用扩展的I/O接口。利用8255的PC口设计的4*4矩阵键盘如图3所示，利用8255的PC口设计的编码键盘，PC0-PC3为行输入，PC4-PC7为列输出。 图3 8255与键盘连接图 (3) 按键去抖。 由于通常的按键所用的开关是机械开关，当开关闭合、断开时并不是马上稳定地接通和断开，而是在闭合与断开瞬间均伴随有一连串的抖动。 为了确保CPU对键的一次闭合仅做一次处理，必须要在程序或硬件上进行防抖处理。为节 省硬件，通常在单片机系统中，一般不采用硬件方法消除键的抖动，而是用软件消抖方法。即检测键闭合后延时5-10ms，让前延抖动消失后再一次检测键的状态，如果仍保持闭合状态电平，则确认真正有键按下。当检测到按键释放后，也要给5-10ms的延时，待后延抖动消失后才转入该键处理程序。以下是具有消抖功能的键程序，只有按键按下再放开后才做一次键处理。 KEY_00: JB P1.0, KEY_01 ;无键按下，查下一个键 LCALL DELAY ;延时10ms JNB P1.0, $ ;键一直按下，等待 LCALL DELAY ;键松开，延时10ms JB P1.0, KEY_00 ;一次按键完成，转键盘处理程序 KEY_01: … RET (4) 键盘的编码。 对于独立式按键键盘，由于按键数目较少，可根据实际情况灵活编码。对于矩阵式键盘，按键的位置由行号和列号唯一确定，所以分别对行号与列号进行二进制编码，然后将两值合成一个字节，高4位是行号，低4位是列号。如10号键被按下时，列号读回的值为1011，行号读回的值为1101，此两值合成为11011011=0DBH，据此值可转到10号键处理程序。这种方式虽然简单，但其离散性很大，在读程序时必须要结合硬件电路。也可将读回的键值按一定的方式运算后，算出对应的键值进行散转，但这样会增加程序的工作量，因而大多数单片机系统在键盘处理程序中只根据读回的键值进行散转。 (5) 常用的专用键盘芯片。 无论是利用CPU的I/O接口扩展键盘，还是利用扩展I/O芯片扩展键盘，由于均是用普通I/O接口扩展，如果要在单片机的程序中设计专用的键盘程序，特别是矩阵式键盘，其程序相对复杂一些。因而在较复杂一些的单片机系统中可选用专用的键盘芯片设计键盘。现常用的键盘扩展芯片有Intel8279、CH451、ICM7218、PCF8574等。 (6) 单片机对键盘的控制方式。 在单片机应用系统设计中，为了节省硬件，无论是采用独立式键盘还是采用矩阵式键盘，单片机对键盘的控制有以下3种方式。 i 程序控制扫描方式。 这种方式只有单片机空闲时，才可调用键盘扫描子程序，查询键盘的输 入状态是否改变。 ii 定时扫描方式。 单片机对键盘的扫描也可采用定时扫描方式，即单片机每隔一定的时间对键盘扫描一次。在这种方式中，通常采用单片机内部的定时器，产生10ms的定时中断，CPU响应定时中断请求后对键盘进行扫描，以查询键盘是否有键按下。 iii 中断扫描方式。 虽然采用程序查询与定时对键盘的扫描方式时的程序编制简单，但一个单片机系统在运行时的大多数时间里键盘基本是不工作的。为了进一步提高CPU的工作效率，可采用中断方式。当键盘有键动作时产生中断，CPU响应键盘中断后，执行键盘中断程序，判别键盘按下键的键号，并做相应处理。