單片機(jī)實(shí)例之按鍵原理

課題三（實(shí)例）之按鍵任務(wù)一獨(dú)立式按鍵控制的數(shù)碼管顯示任務(wù)二矩陣鍵盤數(shù)碼管顯示任務(wù)一獨(dú)立式按鍵控制的數(shù)碼管顯示

本任務(wù)是利用獨(dú)立按鍵實(shí)現(xiàn)對數(shù)碼進(jìn)行控制，記錄按鍵的次數(shù)，每當(dāng)按下一次鍵時，計(jì)數(shù)器加1，將計(jì)數(shù)器的值送數(shù)碼管顯示，當(dāng)計(jì)數(shù)器加到10時，則歸零重新計(jì)數(shù)。設(shè)P0口連接按鍵，對Key1進(jìn)行計(jì)數(shù)P1口連接數(shù)碼管

圖6-2鍵盤控制原理圖

為了實(shí)現(xiàn)用按鍵控制LED的顯示，首先要使單片機(jī)讀入按鍵的狀態(tài)，再根據(jù)鍵盤的狀態(tài)去控制LED的亮滅。對LED的控制，在前面的課題中已經(jīng)講了，這里不再作重點(diǎn)講解，僅僅作為一個鍵盤控制對象的例子。根據(jù)圖6-2所示的硬件電路，每當(dāng)按下按鍵時，單片機(jī)引腳P0.0將為低電平，程序運(yùn)行時，需要檢測P0.0引腳是否為低電平，若P0.0引腳為低電平，表示按鍵已按下。當(dāng)每次按下按鍵時，則使P1口輸出的數(shù)據(jù)變化一次，輸出不同數(shù)據(jù)，對應(yīng)的程序設(shè)計(jì)框圖如圖6-4所示。程序設(shè)計(jì)分析初始化計(jì)數(shù)器+1送顯是否按下鍵否是圖6-4鍵控計(jì)數(shù)顯示流程圖

一、按鍵的特性

作為機(jī)械按鈕，鍵按下或者放開時，都存在著接通或斷開的不穩(wěn)定現(xiàn)象，從而使信號電平具有抖動現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為抖動。由于按鍵的抖動，使按鍵對應(yīng)的輸出電平若干個干擾脈沖，如圖6-5所示。為了保證每按下一次按鍵，單片機(jī)程序只動作一次，就需要消除因按鍵的抖動現(xiàn)象而引起的錯誤動作，具體的處理方式分為硬件消除抖動和軟件消除抖動，簡稱消抖。鍵盤電路原理抖動時間＜10ms開關(guān)動作時間＞100ms“1”“0”＜10ms圖6-5按鍵的波形二、硬件消抖圖中兩個“與非”門構(gòu)成一個RS觸發(fā)器。當(dāng)按鍵未按下時,輸出為1;當(dāng)鍵按下時,輸出為0。此時即使因按鍵的機(jī)械性能,使按鍵因彈性抖動而產(chǎn)生瞬時斷開（抖動跳開B）,中要按鍵不返回原始狀態(tài)A,雙穩(wěn)態(tài)電路的狀態(tài)不改變,輸出保持為0,不會產(chǎn)生抖動的波形。

也就是說,即使B點(diǎn)的電壓波形是抖動的,但經(jīng)雙穩(wěn)態(tài)電路之后,其輸出為正規(guī)的矩形波。硬件消抖動一般用于按鍵較少的情況。三、軟件消抖如果按鍵較多,常用軟件方法去抖,即檢測出鍵閉合后執(zhí)行一個延時程序,產(chǎn)生5ms～10ms的延時,讓前沿抖動消失后再一次檢測鍵的狀態(tài),如果仍保持閉合狀態(tài)電平,則確認(rèn)為真正有鍵按下。

當(dāng)檢測到按鍵釋放后,也要給5ms～10ms的延時,待后沿抖動消失后才能轉(zhuǎn)入該鍵的處理程序。延時等待10ms

仍有按鍵信號？Y

有按鍵信號？NYN按鍵處理

按鍵釋放？NY圖6-7軟件消抖的流程圖思考：為什么要等鍵釋放？

若不等會出現(xiàn)什么情況？1、C語言程序：#include<reg51.H>sbitP0_0=P0^0;unsignedcharcount;unsignedcharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};voiddelay10ms(){ unsignedchari,j; for(i=250;i>0;i--) for(j=248;j>0;j--);}voidmain(void){ while(1){ if(P0_0==0) { delay10ms(); if(P0_0==0) { count++; if(count==10)count=0; while(P0_0==0); P1=table[count];} } }}2、匯編程序ORG00hSTART: MOVR1,#00H;初始化R1為0，REL: JBP0.3,REL;判斷SP1是否按下

LCALLDELAY;若按下，則延時10ms左右

JBP0.3,REL;再判斷SP1是否真得按下

MOVA,R1 MOVDPTR,#TABLE MOVCA,@A+DPTR MOVP1,A INCR1 JNBP0.3,$;等待SP1釋放

CJNER1,#10,REL SJMPSTART;繼續(xù)對K1按鍵掃描DELAY: MOVR6,#20;延時10ms子程序L1: MOVR7,#248 DJNZR7,$ DJNZR6,L1 RETTABLE:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DHDB7DH,07H,7FH,6FHEND練習(xí)：編寫程序使得K0按下時顯示1，K7按下時顯示8，無鍵按下時顯示0，有多鍵按下時顯示P。任務(wù)二獲取矩陣鍵盤的鍵值

本任務(wù)目標(biāo)是用矩陣鍵盤控制LED實(shí)現(xiàn)一個矩陣鍵盤的按鍵值。編寫程序使得P0顯示按鍵的行號，P2口顯示按鍵的列號。

在單片機(jī)程序中，對多個鍵的處理應(yīng)包括以下三項(xiàng)內(nèi)容：鍵輸入檢查鍵盤是否有鍵被按下，并消除按鍵抖動。鍵譯碼（掃描法或反轉(zhuǎn)法）即獲取是哪個鍵按下，得到按鍵的行號，和列號；有時還需計(jì)算鍵碼（每個按鍵編號，對于4*4的矩陣按鍵，鍵碼共16個為[0,15]）。鍵結(jié)束即檢查按鍵是否抬起，這樣使得一次按鍵只做一次處理。鍵處理根據(jù)鍵碼執(zhí)行不同按鍵處理程序段。一、鍵盤處理檢查鍵盤是否有鍵被按下，并消除按鍵抖動。代碼flag=0;P1=0x0F;//高四位是列線輸出0，低四位是行線讀入前寫1if(P1&0x0F!=0x0F){ delay(); if(P1&0x0F!=0x0F) flag=1;}鍵輸入掃描鍵盤行列式鍵盤的具體識別方法有掃描法和反轉(zhuǎn)法。掃描法即用列線輸出，行線輸入（可交換行線和列線的輸入、輸出關(guān)系）。其中，列線逐列輸出0，某行有鍵按下，行線有0輸入，若無按鍵，行線輸入全部為1。當(dāng)有鍵按下時，根據(jù)行線和列線可最終確定哪個按鍵被按下。反轉(zhuǎn)法行線和列線交換輸入、輸出，分兩步獲取按鍵的鍵號，但是在多鍵同時按下時不能準(zhǔn)確判斷。鍵譯碼代碼獲取行號temp=0;P1=0x0F;//低四位輸入輸入前寫1//列為高四位低電平輸出temp=P1;//讀P1口

temp=(~temp&0x0F);//屏蔽高四位

switch(temp){ case1:

row=0;break;//p1.0被拉低 case2:

row=1;break;//p1.1被拉低 case4:

row=2;break;//p1.2被拉低 case8:

row=3;break;//p1.3被拉低 default:

row=16;//多個按鍵被按下，或無鍵按下}鍵譯碼——反轉(zhuǎn)法代碼獲取列號

P1=0xF0;//列高四位輸入,輸入前寫1//行為低四位，低電平輸出temp=P1;//讀P1口temp=(~(temp>>4)&0x0F);switch(temp){ case1:col=0;break;//p1.4被拉低 case2:

col=1;break;//p1.5被拉低 case4:

col=2;break;//p1.6被拉低 case8:

col=3;break;//p1.7被拉低 default:

col=16;//多個按鍵被按下，或無鍵按下}計(jì)算鍵值key=row*4+col;鍵譯碼——反轉(zhuǎn)法代碼獲取列號(row,col)ucharcodescan[4]={0xEF,0xDF,0xBF,0x7F};for(i=0;i<4;i++){P1=scan[i];//低四位輸入掃描第0列，p1.4為低電平temp=P1;//讀P1口

temp=~(temp&0x0F); //屏蔽高四位

if(temp==1)//p1.0被拉低

row=0,col=I,break;elseif(temp==2)//p1.1被拉低

row=1,col=i,break;elseif(temp==4)//p1.2被拉低

row=2,col=i,break;elseif(temp==8)//p1.3被拉低

row=3,col=i,break;elserow=16,col=16;//多個按鍵被按下，或無鍵按下}計(jì)算鍵值key=鍵譯碼——掃描法即檢查按鍵是否抬起，這樣使得一次按鍵只做一次處理。代碼flag=0;P1=0x0F;if(P1&0x0F!=0){ delay(); if(P1&0x0F!=0) flag=1;}鍵結(jié)束根據(jù)鍵碼執(zhí)行不同按鍵處理程序段。代碼unsignedcharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};P0=

table[row];P2=table[col];鍵處理主程序while(1){if(有鍵按下){鍵譯碼等待鍵結(jié)束鍵處理}}練習(xí)：編寫程序使得P0顯示鍵碼的十位，P2口顯示鍵碼的個位。任務(wù)三簡易計(jì)算器

本任務(wù)目標(biāo)是用矩陣鍵盤控制數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)一個簡易計(jì)算器。圖4-7簡易計(jì)算器的電路原理圖

在單片機(jī)程序中，對多個鍵的處理應(yīng)包括以下三項(xiàng)內(nèi)容：鍵輸入檢查鍵盤是否有鍵被按下，并消除按鍵抖動，獲得或規(guī)定（單個按鍵）按鍵的鍵號?？梢杂脛討B(tài)顯示函數(shù)代替消抖用的延時函數(shù)。鍵譯碼即獲取是哪個鍵按下，用鍵值給各個按鍵編號，對于4*4的矩陣按鍵，鍵值共16個為[0,15]?？蓪㈡I值分配為：數(shù)字鍵0～9、功能鍵0AH～0FH，是按鍵在物理位置上的人為規(guī)定數(shù)值。鍵結(jié)束鍵處理根據(jù)鍵值執(zhí)行不