80C51按键的应用

第六节按键的应用6.1按键简介同学们！现在你们已经能熟练的使用数码管了， 那么，我们就可以用数码管干些事情了，先设计个表吧。

调表需要用按键，0K ，让我们来练习使用按键 …八_ 。

按键分为编码按键和非编码按键。

如果按键的识别由专门的按键编码器识别并输出特定 的键值或编码，这种按键称为编码按键， 比如我们计算机的键盘， 它内部有一个单片机专门 识别按键并输出对应的编码。

如果按键的识别依靠单片机本身来识别，则称为非编码按键。

比如下面这些按键。

A _A・ 9《・• ■图6-1图6-1是单片机常用的几种按键。

其中弹性小按键一按下，开关就闭合，一松手，开关 就会自动断开。

自锁式按键按下时就会闭合并且自动锁定在闭合状态， 再次按下时才会弹起断开，这种按键通常当做电源开关。

6.2独立按键检测的原理一般情况下，按键与单片机的连接如下面这图6-2所示。

FO TAJPC rs _i ■ R ：i 2-TJJD2 iRj 寸 I o . 5® I - A 閃图6-2图中上拉电阻R1、R2值一般在4.7k~10k 之间（对于内部端口有上拉电阻的单片机则 可省略此电阻，比如 51的P1、P2、P3 口），单片机对于按键的按下与否的检测，则是通过 检测相应引脚上的电平来实现的。

对于图6-2而言，当单片机检测（读取）到 P1.2和P1.3-1ECT-p; ~w. p: 11**1 K! n.wii F3.JA11 P3_Wk1]Plow TrfjM ^TCIPlTfij-JJ —JJ.亠!PUD P Ti H J pi a I s ! Pr £■ H € Pi 7引脚上面的电平为低时， 则表示按键已经按下，反之，则表明按键没有按下。

我们在程序中 只要反复的检测 P1.2和P1.3引脚上面的电平，一旦检测到为低了，就可以判断按键按下。

呵呵，简单吧。

等会，您先别乐呵，话还没说完呢。

下面我们来看看，当按键按下时, 引脚上面的波形是怎么变化的。

图6-3图6-3上图是一个理想波形图，当按键按下时，P1.2引脚的电平马上被拉低到0V 了。

但是实际上，当按键闭合时，由于按键的机械特性并不能马上保持良好的接触， 而是来回弹跳。

因此，实际的 P1.2引脚的波形图是图 6-3的下图所示。

尽管抖动的时间很短，我们的 手根本感觉不出来。

但是对于一秒钟执行百万条指令的单片机而言， 这个时间是相当的长了。

那么在这段抖动的时间内，单片机可能读到多次高低电平的变化。

如果不加任何处理的话， 就会认为已经按下，或者松开很多次了。

而事实上，我们的手一直按在按键上，并没有重复按动很多次。

要想能够正确的判断按键是否按下就要避开这段抖动的时间。

根据一般按键的机械特点，以及按键的新旧程度等而言，这段抖动的时间一般在 5ms~20ms 之间。

而一旦按键按下，稳定闭合的时间一般最短是 20ms （手最快的人按下到放开的时间）。

因此，我们通常需要使用如下的防抖措施：1•当P1.2检测到按键按下（即 P1.2引脚读到低电平）。

2•延时 10~20ms 。

3•再次检测P1.2按键是否仍被按下（即 P1.2引脚依旧读到低电平），如果此时P1.2引脚仍然能读到低电平，说明按键确实已经稳定的按下了。

4•等待按键被放开。

sbit BtnAdd=P1A 2; // 将 P1.2 引脚重新命名为 BtnAddif （BtnAdd==O ） //当P1.2检测到按键按下（即 P1.2引脚读到低电平） {Delay （20）; // 延时 20ms 。

if （BtnAdd==O ）〃再次检测P1.2按键是否仍被按下，如果此时 P1.2引脚〃仍然能读到低电平，说明按键确实已经稳定的按下了 {while （!BtnAdd ）;//等待按键被放开（按键没放开时BtnAdd 为低电平（逻辑 0）,//取反后为高电平（逻辑 1），此时while 循环条件为真， //则继续执行该句，直到按键放开，后面的代码才能被执行）P1.2逹出Mr ：6.3独立按键的使用请实现：一位数码管显示从 0~9的数字，使用两个按键“ Add ”和“ Sub ”，按一下Add , 显示数字加一，按一下 Sub ，显示数字减一，如显示数字小于 0或大于9，显示字符“ E ”， 即“ ERROR 的简写。

6.3.1硬件的选择与仿真电路的设计1. 打开Proteus ，选择“ File/NewDesign ”菜单选项，新建一个“设计项目” 。

并将项目保存为“ PushButton_1 ”。

2. 选择“ P ”按钮或菜单“ Library/Pick Divice/Symbol …P ”菜单，从“元件库”中选取 元件。

依次添加其他元件。

其名称和位置见下表。

元件名称 CategorySub-Category Results 单片机Microprocessor ICs 8051 Family AT89C52 一位7段数码管 Optoelectro nics 7-Segme nt Displays 7SEG-MPX1-CA 按钮Switches & RelaysSwitchesBUTTON电阻 Resistors Gen eric RES依次从备选元件库中摆放器件，连线，画出仿真电路图，如图 6-4所示。

图6-4 电路的说明:在仿真电路中，由于我们使用的是 P1 口，它内部已经有上拉电阻了，因此我们可以不再添加上拉电阻了。

但是，如果您使用的是P0 口（内部没有上拉电阻），大家必须添加上拉电阻，以确保单片机可以准确的检测到按键按下的动作。

632程序的设计1.新建一个keil 项目，并命名为"PushButt on _1”并添加一个名为tllu亠MqfFIh£H 1暫4--1・・I"ma in .c ”的源代码文件，然后键入如下代码。

如代码6.1所示。

6.4多位数码管的显示请实现：两位数码管显示从00~59的数字，使用两个按键Add和Sub，按一下Add,数字加一，按一下Sub,数字减一，如此反复。

641硬件的选择与仿真电路的设计1. 打开Proteus，选择"File/NewDesign ”菜单选项，新建一个"设计项目”。

并将项目保存为"PushButton_2 ”。

2. 选择“ P”按钮或菜单“ Library/Pick Divice/Symbol …P ”菜单，从“元件库”中选取6-5所示。

图6-5 电路说明因为我们使用了两位共阳数码管，由于51的驱动能力不足以直接驱动数码管，因此，我们通过两个PNP 三极管作为电子开关来驱动数码管位选线，当P3.0输出低电平时，PNP 三极管导通，Vcc 通过三极管Q1加在数码管的个位，从而使数码管的个位发光（P3.1控制数码管十位发光的原理相同）。

电阻R3和R4为限流电阻，通常取值为 1K 左右。

电阻R5和R6 为下拉电阻，保证 PNP 三极管可靠地截止，通常取值为 10K 左右。

642实现原理分析1. 我们使用一个变量 count 表示当前数值，让 count 从0开始，每按 Add 键加1,当count 增加到59时，让它回到0,每按Sub 键减1,当count 减少到0时，让它回到59重新开始。

这样，count 就在0~59之间反复变化。

2. 我们让数码管的个位显示 count 的个位，数码管的十位显示count 的十位。

6.4.3程序的设计 1.新建一个keil 项目，并命名为"PushButt on _2”并添加一个名为"ma in .c ”的源代码文 件，然后键入如下代码。

如代码 6.2所示。

代码6.2#in clude <reg52.h> #in clude "function .h" #i nclude "com mon .h" #define Seg7Port P2//数码管连接在 P2 口上//用一个数组来定义字符 0~9共阳极数码管编码园0呻 m <1从尉 n^AW 峠J IM 刼roaw*4 H>SMi4 RtfMK A|7M|iT 幷（MB APlfl PI ■ F14K 血・0 man 旧也码KrSAii R -EAI -In BL •哺 raj Mi 町urn raiffiiFHfc^6.5 4X4键盘的使用当我们的应用中要使用比较多的按键时，如果使用独立按键的话，将会占用很多I/O 口, 那么，为了节约I/O 口线，我们需要使用另一类按键，其中比较常用的是4X4键盘。

让我们实现如下功能：让1位数码管依次显示4X4键盘的编码(数字键显示对应的数字，功能键显示对应的A~F字符)。

6.5.1 4X4键盘实现按键检测的原理分析一般情况下，4X4键盘与单片机的连接如下面这图6-6所示。

图6-64X4键盘通常有4行4列共16个按钮，分别跨接在4根交叉的行线和列线上，我们通 常把4根行线和4根列线连接在单片机的一个I/O 口上，比如像图 6-6那样，4根行线连接在P2.0~P2.3上，4根列线连接在 P2.4~P2.7上。

当我们要检测键盘上那个按键被按下，我们通常采用如下方法：1•我们先拉低P2.02•依次检测 P2.4~P2.7，如果没有检测到任何低电平，说明没有按键被按下。

检测到有低电 平，比如P2.5为低电平，说明 P2.0和P2.5交叉的那个按键被按下了。

3•我们再拉低P2.14依次检测P2.4~P2.7o （同步骤2）5•我们再拉低P2.26依次检测P2.4~P2.7o （同步骤2）7•我们再拉低P2.38. 依次检测P2.4~P2.7o （同步骤2）9. 重复步骤1~8o 上述伪代码写成C51代码就应该是这个样子。

sbit Line_A=P2P; //将4X4键盘的4根行线连接在P2.0~P2.3 sbit Lin e_B=P2A 1;sbit Lin e_C=P2A2;sbit Lin e_D=P2A3;sbit Line_仁卩2人4; //将4X4键盘的4根列线连接在 P2.4~P2.7sbit Lin e_2=P2A5;sbit Lin e_3=P2A6;sbit Lin e_4=P2A7;Line_A=O; // 先拉低 P2.0if （Line 1==0）//检测每根列线是否被拉低。

如果没有检测到任何低电平，说明没有按键被按下-R BMMImg -nWH WU旳恤口FiWWi PS TiUJffEmwfl 野沁地 哙匹ii#?4A13'WH ； 悴昨■ ■Kl*f□&Wl^W.M±tfT常鲜■厂科SO皤 ti?r rj f.i^- .S3r£芒r£C6.5.2硬件电路的设计1. 打开Proteus，选择"File/NewDesign ”菜单选项，新建一个"设计项目” 。