《單片機原理及接口技術(shù)》項目5 鍵盤接口技術(shù)

單片機及接口技術(shù)項目教程項目5

鍵盤接口技術(shù)獨立式鍵盤矩陣式鍵盤訓(xùn)練項目鍵盤由一組規(guī)則排列的按鍵組成，一個按鍵實際上是一個開關(guān)元件。在單片機外圍電路中，通常用到的按鍵是機械觸點式彈性開關(guān)，其主要功能是把機械上的通斷轉(zhuǎn)換為電氣上的邏輯關(guān)系

(1和0)，當開關(guān)閉合（0）時，線路導(dǎo)通，開關(guān)斷開（1）時，線路斷開。常見的鍵盤種類有獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤。一、獨立式鍵盤1、獨立式鍵盤結(jié)構(gòu)鍵盤實際上是一組按鍵開關(guān)的集合，平時按

鍵開關(guān)總是處于斷開狀態(tài)，當按下鍵時它才閉合。每個按鍵單獨

占用一根I/O口線，每個按鍵工作不會影響其他I/O口線

的狀態(tài)。多用于所需鍵盤不多的場合。2、按鍵觸點的機械抖動機械式按鍵在按下或釋放時，由于機械彈性作用的影響，通常伴隨有一定時間的觸點機械抖動，然后其觸點才穩(wěn)定下來。抖動時間的長短與開關(guān)的機械特性有關(guān)，一般為5—10ms。3、消抖方法為了克服按鍵觸點機械抖動所致的檢測誤判，必

須采取去抖動措施，可從硬件、軟件兩方面予以考慮。在鍵數(shù)較少時，可采用硬件消抖；而當鍵數(shù)較多時，

采用軟件消抖。①

硬件消抖②

軟件消抖軟件上采取的措施是在檢測到有按鍵按下時，

執(zhí)行一個10—20ms左右(具體時間應(yīng)視所使用的按

鍵進行調(diào)整)的延時程序，再確認該鍵電平是否仍

保持閉合狀態(tài)電平，若仍保持閉合狀態(tài)電平，則確

認該鍵處于閉合狀態(tài)；同理，在檢測到該鍵釋放后，也應(yīng)采用相同的步驟進行確認，從而消除抖動的影

響。二、矩陣式鍵盤1、矩陣式鍵盤結(jié)構(gòu)2、鍵碼識別矩陣式鍵盤結(jié)構(gòu)比獨立式鍵盤要復(fù)雜，識別也要復(fù)雜一些。最常用的識別方法是鍵盤掃描法。它的控制方式是先判斷是否有鍵按下。如有，再判斷哪一鍵按下，并得到鍵碼值，然后根據(jù)鍵碼值轉(zhuǎn)向不同的功能程序。①判別鍵盤上有無鍵閉合②去除鍵的機械抖動③判別閉合鍵的鍵號④等待按鍵釋放三、訓(xùn)練項目1、簡易數(shù)字調(diào)節(jié)器（1）訓(xùn)練目的①了解獨立式鍵盤的結(jié)構(gòu)與工作原理。②掌握按鍵的檢測與軟件消抖方法。③學(xué)會通過獨立式按鍵操作設(shè)置參數(shù)的編程方法。訓(xùn)練任務(wù)本項目要完成的任務(wù)是設(shè)計一個簡易數(shù)字調(diào)節(jié)器。用兩位數(shù)碼管顯示數(shù)值，變化范圍00—59。開始時

顯示00，每按下key1鍵一次，數(shù)值加1；每按下

key2鍵一次，數(shù)值減1；每按下key3鍵一次，數(shù)值

歸零；按下key4鍵一次，利用定時器功能使數(shù)值開

始自動每秒加1，再次按下key4鍵，數(shù)值停止自動

加1，保持原來的數(shù)。Key1—key4鍵均采用獨立式按鍵。任務(wù)引導(dǎo)由獨立式鍵盤工作原理知，要通過四個按鍵實現(xiàn)不同的數(shù)字顯示，只需要依次檢測key1—key4鍵是否有鍵按下，若有，延時10—20ms消抖后再判斷是否有鍵按下，若確認有，再轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的按鍵動作即可。（4）任務(wù)實施①硬件電路設(shè)計②軟件設(shè)計#include<reg52.h>#include

<stdio.h>//52系列單片機頭文件//標準I/O庫函數(shù)頭文件#define

uchar

unsigned

char //宏定義#define

uint

unsigned

intuchar

code

BitTab[]={0x7F,0xBF,0xDF,0xEF,0xF7,0xFB,0xFD,0xFE};//8字位選碼uchar

code

table[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,

0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E,0xFF};//共陽極0～F字段碼//定義按鍵sbit

key1=P3^2;sbit

key2=P3^3;sbit

key3=P3^4;sbit

key4=P3^5;uchar

numt0,num;//xms延時函數(shù)void

delayms(uint

xms){uint

i,j;for(i=xms;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);}//顯示子函數(shù)void

display(uchar

numdis){uchar

shi,ge;//將要顯示的2位數(shù)分離成十位、個位shi=numdis/10;//十位數(shù)ge=numdis%10;//個位數(shù)P0

=table[shi];//送十位數(shù)段選碼P2=0x02;//送位選delayms(5);//延時P2=0x00;//消隱P0=table[ge];//送個位數(shù)段選碼P2=0x01;//送位選delayms(5);//延時P2=0x00;//消隱}//定時器T0初始化函數(shù)void

T0_init(){TMOD=0x01;//設(shè)置定時器T0為工作方式1(0000

0001)//裝初值50ms中斷一次TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;//開總中斷//開定時器0中斷}//鍵盤掃描子函數(shù)void

keyscan(){if(key1==0){//消抖delayms(10);if(key1==0){num++;//數(shù)值加1if(num==60)//當?shù)?0時重新歸0num=0;while(!key1); //等待按鍵釋放}//消抖//當?shù)?時重新歸60}if(key2==0){delayms(10);if(key2==0){if(num==0)num=60;num--;//數(shù)值減1while(!key2);}//消抖}if(key3==0){delayms(10);if(key3==0){num=0;//數(shù)值歸0while(!key3);}//消抖}if(key4==0){delayms(10);if(key4==0){while(!key4);TR0=~TR0;//等待按鍵釋放//啟動或停止定時器T0}}}//T0中斷服務(wù)函數(shù)void

main(){T0_init();while(1){keyscan();display(num);}}void

T0_time()

interrupt

1{//重裝初值TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;numt0++;//如果中斷次數(shù)到20次，說明1s時間到//numt0清0，重新再計20次if(numt0==20){numt0=0;num++;if(num==60)num=0;}}（5）效果演示2、一鍵多功能控制（1）訓(xùn)練目的①進一步掌握按鍵的檢測與軟件消抖方法。②學(xué)會一鍵多功能控制程序流程的編程方法。（2）訓(xùn)練任務(wù)本項目要完成的任務(wù)是采用一個按鍵實現(xiàn)

LED燈多花樣顯示。按下按鍵一次：左移，按下按鍵二次：右移，按下按鍵三次：閃爍，按下按鍵四次：跑馬燈。任務(wù)引導(dǎo)由獨立式鍵盤工作原理知，要通過一個按鍵實現(xiàn)LED燈不同的顯示效果，只需不斷檢測是否有

鍵按下，若有，延時消抖后再判斷是否有鍵按下，若確認有，記下按鍵按下次數(shù)，根據(jù)記錄下的按鍵次數(shù)轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的功能程序段即可。任務(wù)實施①硬件電路設(shè)計②軟件設(shè)計A、程序流程圖B、控制源程序#include<reg52.h>#include

<stdio.h>//52系列單片機頭文件//標準I/O庫函數(shù)頭文件#define

uchar

unsigned

char#define

uint

unsigned

intsbit

Key=P3^2; //定義按鍵/* 定義顯示花樣*///Leftuchar

codeleft[]={0xFE,0xFC,0xF8,0xF0,0xE0,0xC0,0x80,0x00,0xFF};uchar

coderight[]={0x7F,0x3F,0x1F,0x0F,0x07,0x03,0x01,0x00,0xFf};//Rightuchar

code

shining[]={0xFF,0x00,0x0FF,0x00,0x0FF,0x00,0x0FF,0x00,0x0F//Shininguchar

code

running[]={0xFE,0xFD,0xF9,0xF7,0xEF,0xDF,0x9F,0x7F,0xFf};//Runninguchar

ID;//xms延時函數(shù)void

delayms(uint

xms){uint

i,j;for(i=xms;i>0;i--)for(j=125;j>0;j--);void

ModeCode(uchar

*Datamode,uchar

DataLen)//取花樣數(shù)據(jù)送單片機端口顯示函數(shù){uchar

CopyLen;for(CopyLen

=

0;CopyLen

<

DataLen;CopyLen++){P1=*Datamode++;//取花樣數(shù)據(jù)碼送P1口并顯示delayms(1000);}}void

main(){while(1){if(Key==0)delayms(10);if(Key==0){ID++;if(ID==5){ID=0; //ID歸0再次循環(huán)}while(Key==0);//等待按鍵釋放,相當于while(!Key);}switch(ID){case

1：ModeCode(&left,sizeof(left));break;case

2：ModeCode(&right,sizeof(right));break;case

3：ModeCode(&shining,sizeof(shining));breacase

4：ModeCode(&running,sizeof(running));breadefault：P1=0xff;}//滅燈}}//數(shù)據(jù)移位//數(shù)據(jù)鎖存LS595DS

=*pointer_Hangdata++;//上8行數(shù)據(jù)有效LS595DatasShift

=

0;LS595DatasShift

=

1;LS595DatasShift

=

0;LS595DatasLock

=

0;LS595DatasLock

=

1;LS595DatasLock

=

0;delayms(1); //每列保持時間}}}}（5）效果演示3、矩陣式鍵盤操作訓(xùn)練目的①了解鍵盤的結(jié)構(gòu)與工作原理。②掌握識別鍵盤編碼的方法。③學(xué)會矩陣式鍵盤鍵盤掃描編程方法。訓(xùn)練任務(wù)本項目要完成的任務(wù)是設(shè)計并仿真一個矩陣式鍵盤，分別按下矩陣鍵盤上的任意按鍵0~F，數(shù)碼管上即顯示出相應(yīng)的數(shù)碼。（3）任務(wù)引導(dǎo)由矩陣式鍵盤工作原理知，本項目可采用如前所述的鍵盤掃描法得到鍵碼值。（4）任務(wù)實施①硬件電路設(shè)計②軟件設(shè)計#include<reg52.h>#include

<stdio.h>//52系列單片機頭文件//標準I/O庫函數(shù)頭文件#define

uchar

unsigned

char#define

uint

unsigned

int//uchar

code

BitTab[]={0x7F,0xBF,0xDF,0xEF,0xF7,0xFB,0xFD,0xFE};//8位選碼uchar

code

table[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,

0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E,0xFF};//0～F字段碼（共陽極）//xms延時子函數(shù)void

delayms(uint

xms){uint

i,j;for(i=xms;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);}//顯示子函數(shù)void

display(uchar

num){P0=table[num];//送字段碼P2=0x01; //送位選碼//矩陣式鍵盤掃描子函數(shù)}void

matrixkeyscan(){uchar

temp,key=0xFF;static

uchar

data

lastKey;P3=0x7F; //掃描第一列if((P3&0x0F)!=0x0f){delayms(10);//延時消抖if((P3&0x0F)!=0x0f){temp=P3;switch(temp){case

0x7E:

key=12;break;case

0x7D:

key=13;break;case

0x7B:

key=14;break;case

0x77:

key=15;break;default:key=0;}}}P3=0xBF; //掃描第二列if((P3&0x0F)!=0x0f){delayms(10);//延時消抖if((P3&0x0F)!=0x0f){temp=P3;switch(temp){case

0xBE:

key=8;break;case

0xBD:

key=9;break;