SPMC65P2404A做行列式键扫描
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
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● spmc65 cpu
- 支持 182 条指令
- 支持 11 种寻址方式
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● 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
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- 外部复位 (erst)
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- 3 种时钟源：晶体 / 陶瓷振荡器、 rc 振荡器、外部时钟输入
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- 8 位比较输出功能
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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。
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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。
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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。
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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
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