Beschreibung
Dieses Testboard bietet eine einfache Möglichkeit des
Softwaretestes
für ein Projekt mit Tastaturanschluss. Vorgesehen ist das Board
für
Tastaturen mit einem Matrix Anschluss. Matrix heißt, dass je eine
ganze Reihe bzw. eine Spalte der Tastatur jeweils auf einen
Anschlusspin
gelegt sind. Durch das drücken einer Taste verbindet man nun die
jeweilige
Reihe mit der dazugehörenden Spalte. Eine eindeutige Zuordnung der
Taste wird dadurch möglich. Die Grenze dieses Konzeptes ist dann
erreicht,
wenn versehentlich oder absichtlich mehrere Tasten gleichzeitig
gedrückt
wurden. Man kann dies aber mit einer etwas aufwendigeren Software auch
abfangen. Die Anzahl der Anschlusspins wird so stark reduziert. Auf
diese
Art kann eine Tastatur mit 16 Tasten mit 8 Anschlüssen
ausgeführt
werden. Natürlich kann das dazugehörige Programm auch
für
andere Tastaturen mit Matrix Anschluss angepasst werden. Auf dem
Testboard
vorgesehen habe ich zwei Anschlussleisten, da ich zwei unterschiedliche
Tastaturen zum testen benutzt habe.
Das Layout des 16 poligen Steckverbinders passt ausserdem auch noch auf das Mikrocontroller Board von Batronix.
Ideal zum Testen des Tastaturboards ist das LCD Testboard
Schaltungsbeschreibung
Die Schaltung selbst ist denkbar einfach auszuführen. Die Reihen
und Spalten werden jeweils auf einen Portpin aufgelegt, über eine
Jumperbrücke werden alle Pegel auf High gezogen. Die Jumper habe
ich
vorgesehen, um eine möglichst universelle Verwendung zu
ermöglichen.
Z.B. ist es bei den Atmel RISC Controller (AT90Sxxxx) möglich,
pullup
Widerstände innerhalb des Chips ein und auszuschalten (und damit
eventuell
die Portpins doppelt zu belegen).
Hier sind die beiden bei mir vorhandenen Tastaturen mit der Pinbelegung und Tastenbeschriftungen dargestellt. Die Pinnamen entsprechen der Verwendung im Testprogramm.
Software
Die Ansteuerung des Tastaturboards funktioniert nun so:
Zuerst wird die erste Reihe auf "low" gelegt, danach der Port
eingelesen.
Ist ausser dem "gesetzten" Pin noch ein Pin auf "low", wurde eine Taste
gedrückt. Ist dies nicht der Fall, wird der "Tastenzähler" um
die Anzahl Spalten erhöht, und die nächste Reihe wird
getestet.
Wurde eine gedrückte Taste festgestellt wird der Reihe nach
geprüft
welcher Pin auf "low" liegt. In der Reihenfolge von einer seite zur
anderen
wird bei jedem weiteren Pin der "Tastenzähler" um eins
erhöht,
bis auch bei der Spalte ein "low" festgestellt wird. Der
Tastenzähler
hat jetzt die laufende Nummer der gedrückten Taste. Mit dieser
Zahl
wird jetzt der zugeordnete Wert der Taste aus der Tabelle KEYtab
geholt,
das Carry Flag als Erkennung einer gedrückten Taste gesetzt und
der
Wert im Akku zurückgegeben. Danach sollte man noch das Programm
KEYrelease
ausführen, das auf das loslassen der Taste wartet und für
eine
Entprellung sorgt.
Wie in der Beschreibung angedeutet, ist in diesen Programmen keine
Vorsorge gegen das drücken mehrerer Tasten getroffen. Die Taste
die
zuerst gedrückt wird wird decodiert, weiter geht es erst wenn die
letzte Taste losgelassen wird.
Mehr dazu in den Kommentaren zum Sourcecode.
Sourcecode für 8051 und kompatible
Mikrocontroller
; Library für Programme rund um die Keypad Ansteuerung
; Folgende Definitionen müssen entweder im Hauptprogramm oder
in dieser Library
; gemacht werden. Die Tastatur muss an einen Port angeschlossen sein.
;
;Keypad =P1
;Key_row1 =P1.3 ;Row
= Zeile = waagerecht
;Key_row2 =P1.2
;Key_row3 =P1.1
;Key_row4 =P1.0
;Key_col1 =P1.6 ;col.
= Spalte = senkrecht
;Key_col2 =P1.5
;Key_col3 =P1.4
;Key_col4 =P1.7 ;Dummyeintrag, damit gleiche Source verwendet
werden kann
;Key_nokeyval = 11110000B ;Setzt alle Reihen auf "L", alle
Spalten
sind "H"
;Key_numcol
=3
;Anzahl der Spalten
; Zuordnung der Returnwerte (in Hex.), die zurückgegeben werden
;KeyTab db
1,2,3
;Tabelle je nach Keyboard Tastaturbelegung
; db 4,5,6
; db 7,8,9
; db
0aH,0,0BH
;den Sonderzeichen * und # sind 0x0a und 0x0b zugeordnet
;KeyASCIItab
; db "0123456789*#"
;Asciiwert in der Reihenfolge der Hexwert Zuordnung (hat nichts mit
der Anordnung der Tasten zu tun!)
;
; In dieser Library habe ich eine Vordefinition für 2 verschiedene
Keypads eingebaut, die je nach Bedarf auskommentiert werden
können.
; Falls der Compiler "if" Verzweigungen handhaben kann, kann
natürlich
auch damit umgeschaltet werden.
;
; Die Definition ist so flexibel wie möglich gehalten, ohne das
Programm allzu sehr aufzublähen
;Hier starten die Unterprogramme. Folgende Routinen sind enthalten:
;
; KEYread Bei nicht gedrückter Taste
return mit Carry=0
;
Bei gedrückter Taste wird der in KeyTab definierte Wert im Akku
;
zurückgegeben. Carry=1
; KEYascii Wie KEYread, gibt aber den in
KeyASCIItab
definierten Character
;
im Akku zurück.
; KEYrelease Wartet so lange bis die Taste losgelassen wird,
danach Return.
;
Sorgt ausserdem für ein entprellen der Tasten
;
KEYread
mov
Keypad,#11111111B
;Alle Bits gesetzt, Start
mov
A,#0
;Check Row1, nichts dazuaddieren
clr
Key_row1
;Jetzt wird die erste Zeile "L"
acall
KEY_chk_col
;Checkt ob Taste gedrückt ist
setb
Key_row1
;falls keine Taste der letzten Reihe -> nächste
mov
A,#Key_numcol
;Anzahl der Stellen pro Reihe dazuzählen
clr
Key_row2
;z.B. bei numcol=3
acall KEY_chk_col
setb Key_row2
mov
A,#(2*Key_numcol)
;Anzahl der Stellen pro Reihe dazuzählen
clr Key_row3
acall KEY_chk_col
setb Key_row3
mov
A,#(3*Key_numcol)
;Anzahl der Stellen pro Reihe dazuzählen
clr Key_row4
acall KEY_chk_col
; Falls die Tastatur weniger Reihen besitzt, die
"überflüssigen"
Zeilen auskommentieren
clr
C
;Carry = 0 Keine Taste gedrückt
ret
KEY_chk_col
;bei weniger Reihen entsprechend Zeilen wegnehmen
jnb Key_col1,KEY_C1
jnb Key_col2,KEY_C2
jnb Key_col3,KEY_C3
jnb Key_col4,KEY_C4
ret
KEY_C1 add
A,#0
;1. Taste = Wert + 0
sjmp KEY_End
KEY_C2 add
A,#1
;2. Taste = Wert + 1
sjmp KEY_End
KEY_C3 add
A,#2
;usw.
sjmp KEY_End
KEY_C4 add A,#3
KEY_End
pop
DPL
;Dummy Register zum
pop
DPH
;löschen der alten Rücksprungadresse aus Stack
mov
DPTR,#KeyTab
;Einstellen der Tabelle
movc
A,@A+DPTR
;Holen des entsprechenden Wertes
setb
C
;Carry = 1 Taste wurde gedrückt
ret
;weil die letzte Rücksprungadresse gelöscht wurde
;erfolgt Return zum aufrufenden Hauptprogramm !
KEYascii
;Wandelt den Tastaturcode in ASCII
lcall
KEYread
;holt ganz normal den Hexwert der Taste
jnc
KEYascii_End
;Carry=0 -> keine Taste gedrückt
mov DPTR,#KeyASCIItab
;Tabellenwert setzen
movc
A,@A+DPTR
;hole passenden Wert aus der Tabelle
setb
C
;Carry=1 -> Taste war gedrückt
KEYascii_End
ret
KEYrelease
;wartet bis Taste losgelassen
push
ACC
;Akku sichern
mov A,#Key_nokeyval
mov
Keypad,A
;Alle Zeilen = "L"
KEY_pressed
mov
A,Keypad
;Prüft ob Reihe auf "L" geht
cjne A,#Key_nokeyval,KEY_pressed
;Warte bis Taste losgelassen
;Für hartnäckig prellende Tastaturen diese
Verzögerungsschleife
einbauen
;die Werte der Register kann eventuell angepasst werden
mov
A,R1
;Sichern der temp. Zählerregister R1 und R2
push ACC
mov A,R2
push ACC
mov
R1,#0
;setzen der Werte für die Verzögerungsdauer
Kwait1 mov R2,#0
Kwait2 nop
nop
djnz
R2,Kwait2
;Schleife zum Zeit totschlagen
djnz R1,Kwait1
pop
ACC
;Restore der Register R2 und R1
mov R2,A
pop ACC
mov R1,A
;Ende der Verzögerungsschleife
pop ACC
ret
;Hier die Tabellenversion für die 16er Tastatur
;KeyTab db
0,1,2,3
;Tabelle je nach Keyboard Tastaturbelegung
; db 4,5,6,7
; db 8,9,0aH,0bH
; db 0cH,0dH,0eH,0fH
;KeyASCIItab
;Asciiwert in der Reihenfolge
der Hexwert Zuordnung (hat nichts mit der Anordnung der Tasten zu tun!)
db "0123456789ABCDEF"
;Hier die Tabelle für die 12er Tastatur
KeyTab db
1,2,3
;Tabelle je nach Keyboard Tastaturbelegung
db 4,5,6
db 7,8,9
db
0aH,0,0BH
;den Sonderzeichen * und # sind 0x0a und 0x0b Zugeordnet
KeyASCIItab
;Asciiwert in der Reihenfolge
der Hexwert Zuordnung (hat nichts mit der Anordnung der Tasten zu tun!)
db "0123456789*#"
Download
Hier die beschriebenen Files zum Download:
Schaltplan Tastaturboard
Platinenlayout
Library Sourcecode keypad.lib
Testprogramm (Arbeitet
zusammen mit dem LCD
Testboard
)
Hier die Softwarefiles zusammen als gepackte Datei TastLCD.zip
Kompiliert wurden die Testprogramme mit dem kostenlosen Assembler
RAD51
von Systronix
. Dieser
Assembler
bietet eine Projektverwaltung und arbeitet unter Windows (95+98).
Außerdem
werden individuelle Registerkonfigurationen und "if else" Verzweigungen
unterstützt.
Für den Controllertyp habe ich noch eine "quick+dirty"
Definitionsdatei
für die Register für RAD51: MOD51.H
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