
【計】 keyboard scan
clavier; keyboard
【計】 KB; keyboard
【化】 key board
scan; scanning
【計】 fineness; scanning
【醫】 scanning
鍵盤掃描(Keyboard Scanning)是計算機輸入設備的核心檢測機制,其本質是通過矩陣電路分時檢測按鍵狀态的技術實現。在電子工程領域,該術語對應的英文表述為"Key Matrix Scanning"或"Scan Code Detection",特指鍵盤控制器按預設時序循環檢測行線與列線導通狀态的過程。
該技術包含三個關鍵階段:
掃描信號生成:由微控制器産生時序脈沖信號,按順序激活鍵盤矩陣的行線(Row Lines),每行激活時間約0.5-2ms。這種分時複用技術可有效減少I/O端口占用,參考《嵌入式系統接口設計》第三章的電路時序說明。
狀态捕獲解析:當某行被激活時,列線(Column Lines)将實時反饋電壓信號。閉合按鍵會導緻對應列線電位變化,這種電壓波動通過施密特觸發器轉換為數字信號。國際電氣與電子工程師協會(IEEE)标準1284.2詳細規定了信號采集阈值。
鍵值編碼轉換:檢測到有效閉合後,控制器将行列坐标轉換為系統可識别的掃描碼(Scan Code)。ASCII字符集與HID Usage Tables分别定義了基礎編碼規則與擴展功能鍵映射,相關标準文檔可通過USB-IF官網獲取。
現代鍵盤掃描技術已集成防抖算法(Debounce Algorithm),通過時間窗濾波消除機械觸點抖動幹擾。美國專利局公開的US6720860號專利顯示,先進算法可将誤觸發率降低至0.02%以下。
鍵盤掃描是計算機系統中用于識别按鍵操作的核心技術,主要通過硬件和軟件結合的方式檢測按鍵狀态變化。以下是詳細解釋:
鍵盤掃描通過記錄每個按鍵的掃描碼(唯一數值)來區分不同操作。每個鍵有兩個掃描碼:一個代表按下,另一個代表釋放。這種設計能精準捕捉按鍵的完整動作序列。
矩陣式掃描
鍵盤按鍵通常以行列矩陣布局。例如,8個IO口可控制16個按鍵,通過交替設置行/列為高電平或低電平,檢測交叉點的電位變化來确定具體按鍵位置。例如:
掃描電路與信號處理
掃描電路周期性發送信號,當按鍵按下時,行線與列線形成電氣連接,産生特定電位組合(如二進制碼01111101
)。系統通過比對掃描碼與預設數值表,解析出對應按鍵。
鍵盤掃描通過硬件矩陣布局和周期性信號檢測,實現高效、低成本的按鍵輸入識别,是計算機人機交互的基礎技術之一。
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