一.1. 鍵盤模組
方案一：採用1×8按鍵配8-3編碼器74ls148，只占用三個i/o口，但可利用的按鍵數只有8個，不能滿足本系統的要求。
方案二：採用4×4按鍵模組，能夠利用的按鍵數有16個，但要占用8個i/o口，資源比較浪費。
方案三：採用鍵盤管理控制晶元ch451與4×4按鍵。ch451是乙個整合了數碼管顯示驅動和鍵盤掃瞄控制以及μp 監控的多功能外圍晶元。
ch451內建64 鍵鍵盤控制器，基於8×8 矩陣鍵盤掃瞄，內建按鍵狀態輸入的下拉電阻，內建去抖動電路，提供按鍵釋放標誌位，可供查詢按鍵按下與釋放。因此，它的外圍電路更簡單，取得鍵值的程式更簡易。另外，此系統中我們用了16個按鍵，僅占用了4個i/o口，資源的利用比較合理。
綜合考慮占用的i/o口和可利用的按鍵數，我們選擇方案三。
2.鍵盤電路的設計
ch451 與4*4鍵盤接線圖
二.鍵盤模組
鍵盤、狀態顯示模組：為了使軟體程式設計簡單，本設計利用可程式設計晶元8255。接法如表1所示。
pa口接按鍵，pc口則用於控制狀態顯示所用led點陣。每個按鍵都通過乙個10k的上拉電阻接電源+vcc,按鍵的另一端接地。當有鍵按下時，與該鍵相連的pa口的相應位變為低電平，微控制器檢測到該變化後即轉到相應的鍵處理程式，同時在程式中點亮led點陣。
模組電路如圖
三.方案一：採用獨立式鍵盤。由於各鍵相互獨立，每個按鍵各接一根輸入線，通過檢測輸入線的電平狀態可以很容易的判斷哪個按鍵被按下。
此種鍵盤適用於按鍵較少或操作速度較高的場合。但本題發揮部分要求10組預存資訊，加上其它功能鍵，按鍵數目較多，這就需要較多的輸入口線，而且電路結構複雜。故此方案不可取。
方案二：採用行列式鍵盤。它由行線和列線組成，按鍵位於行列的交叉點上，行線訊號和列線訊號分別通過兩個介面和cpu相連，通過行列掃瞄法判定按鍵的位置，此方案適用於按鍵較多的場合。
方案三：採用並串轉換。將口線資料輸入到微控制器的序列口，利用序列通訊方式0擴充套件鍵盤介面，這樣節省了io口，但犧牲了速度。
綜合考慮，採用方案二。
採用行列式鍵盤，鍵盤電路圖如圖：
鍵盤電路圖
方案1：由於微控制器內有下拉電阻，所以io可以直接接4×4鍵盤，微控制器掃瞄讀取。優點是電路簡單，介面方便，但占用了較多io口，而且必須編寫去抖程式，容易誤碼。
方案2：採用並行鍵盤控制晶元8279。8279是匯流排型數碼管和鍵盤管理晶元，對於61微控制器來說程式設計比較麻煩，而且是並行工作方式，占用相當多的io口，這是最大的缺點。
方案3：採用序列數碼管驅動及鍵盤控制晶元ch451。功能強大，只占用4位io口，讀取精確，雖然增加程式設計複雜度，也是值得的。
因此，我們選用方案3。
ch451 是乙個整合了數碼管顯示驅動和鍵盤掃瞄控制以及μp 監控的多功能外圍晶元。ch451 內建rc振盪電路，可以動態驅動8位數碼管或者64位led，具有bcd解碼、閃爍、移位等功能；同時還可以進行64 鍵的鍵盤掃瞄；ch451 通過可以級聯的序列介面與微控制器等交換資料；並且提供上電復位和看門狗等監控功能。因此完全滿足4×4鍵盤的要求，並有豐富的餘量，支援以後的擴充套件功能。
電路圖如圖所示：
ch451鍵盤電路
鍵盤輸入是人機互動介面中的組成部分，它是系統接受使用者指令的除語音外乙個重要途徑。
主站中需要使用鍵盤選中8個從站，選中印表機列印，選擇注放水功能，使用按鍵非常多，因此我們採用4×4的鍵盤，同時為了節省io口，我們採用芯ch451，如圖所示。ch451 是乙個整合了數碼管顯示驅動和鍵盤掃瞄控制以及μp 監控的多功能外圍晶元。
主站中4×4鍵盤與ch451的介面電路
從機中必須使用鍵盤才能實現功能的地方不多，我們只需要四個按鍵，加上上拉電阻即能使用，如圖所示。
1×4鍵盤
根據題目要求，我們需要4×4鍵盤。
方案1：由於微控制器內有下拉電阻，所以io可以直接接4×4鍵盤，微控制器掃瞄讀取。優點是電路簡單，介面方便，但占用了較多io口，而且必須編寫去抖程式，容易誤碼。
方案2：採用並行鍵盤控制晶元8279。8279是匯流排型數碼管和鍵盤管理晶元，對於61微控制器來說程式設計比較麻煩，而且是並行工作方式，占用相當多的io口，這是最大的缺點。
方案3：採用序列數碼管驅動及鍵盤控制晶元ch451。功能強大，只占用4位io口，讀取精確，雖然增加程式設計複雜度，也是值得的。
因此，我們選用方案3。
ch451 是乙個整合了數碼管顯示驅動和鍵盤掃瞄控制以及μp 監控的多功能外圍晶元。ch451 內建rc振盪電路，可以動態驅動8位數碼管或者64位led，具有bcd解碼、閃爍、移位等功能；同時還可以進行64 鍵的鍵盤掃瞄；ch451 通過可以級聯的序列介面與微控制器等交換資料；並且提供上電復位和看門狗等監控功能。因此完全滿足4×4鍵盤的要求，並有豐富的餘量，支援以後的擴充套件功能。
電路圖如圖所示：
ch451鍵盤電路
主站鍵盤功能如圖所示：
主站鍵盤功能示意圖
從站鍵盤功能如圖所示：
從站鍵盤功能示意圖
方案1：:在微控制器控制系統中，當其控制物件比較少時，往往只需要幾個功能按鍵，因此用相互獨立的鍵盤介面方法，及每個按鍵接一根輸入線，各工作狀態互不影響。此方法線路簡單，程式編寫較容易，易於實現。
方案2：採用4×4矩陣鍵盤。由於61a微控制器內有下拉電阻，所以io可以直接接4×4鍵盤，微控制器掃瞄讀取。
優點是電路簡單，介面方便，但占用了較多io口，而且必須編寫去抖程式，容易誤碼。
方案3：:採用4×4矩陣鍵盤，並且使用數碼管驅動及鍵盤控制晶元ch451，ch451 是乙個整合了數碼管顯示驅動和鍵盤掃瞄控制以及μp 監控的多功能外圍晶元。ch451 內建rc振盪電路，可以進行64 鍵的鍵盤掃瞄；ch451 通過可以級聯的序列介面與微控制器等交換資料；並且提供上電復位和看門狗等監控功能。
方案4 ：採用並行鍵盤控制晶元8279。8279是匯流排型數碼管和鍵盤管理晶元，對於61微控制器來說程式設計比較麻煩，而且是並行工作方式，占用相當多的io口，這是最大的缺點。
本題中除了需要用到較少的按鍵之外，還需要儘量減少io口的使用，綜上所述，我們採用方案三。
鍵盤設計較為獨特，採用了編碼和掃瞄相結合的方式，利用ch451的特性，在和掃瞄方式需要幾乎相同數量的io的情況下，獲得相同的按鍵數目，同時卻大大的節省了cpu時間。鍵盤電路如圖：
鍵盤電路
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