单片机独立按键和矩阵按键

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单片机按键模块设计

单片机按键模块设计一、硬件设计1、按键的类型选择按键的类型有很多种，常见的有机械按键和触摸按键。

机械按键通过金属触点的闭合和断开来产生电信号，具有成本低、可靠性高的优点，但寿命相对较短，容易产生抖动。

触摸按键则通过电容感应或电阻感应来检测触摸动作，寿命长、外观美观，但成本相对较高，且容易受到外界干扰。

在一般的单片机应用中，机械按键通常是更经济实用的选择。

2、按键的连接方式按键可以采用独立式连接或矩阵式连接。

独立式连接适用于按键数量较少的情况，每个按键单独连接到单片机的一个 I/O 口上，这种方式简单直观，但占用的 I/O 口资源较多。

矩阵式连接则适用于按键数量较多的情况，通过将按键排列成矩阵形式，利用行线和列线的交叉点来识别按键，大大节省了 I/O 口资源，但编程相对复杂。

以 4×4 矩阵按键为例，我们需要 8 个 I/O 口，其中 4 个作为行线，4 个作为列线。

当某个按键被按下时，对应的行线和列线会接通，通过扫描行线和列线的状态，就可以确定被按下的按键。

3、上拉电阻的使用为了保证单片机能够正确检测按键的状态，通常需要在按键连接的I/O 口上加上拉电阻。

上拉电阻将I/O 口的电平拉高，当按键未按下时，I/O 口处于高电平；当按键按下时，I/O 口被拉低为低电平。

上拉电阻的阻值一般在10KΩ 左右。

4、消抖处理由于机械按键在按下和释放的瞬间，触点会产生抖动，导致单片机检测到的电平不稳定。

为了消除这种抖动，通常采用软件消抖或硬件消抖的方法。

软件消抖是在检测到按键状态变化后，延迟一段时间（一般为10ms 20ms），再次检测按键状态，如果状态保持不变，则认为按键有效。

这种方法简单易行，但会增加程序的执行时间。

硬件消抖则是通过在按键两端并联电容或使用专用的消抖芯片来实现。

电容可以吸收触点抖动产生的尖峰脉冲，使电平稳定。

但硬件消抖会增加硬件成本和电路复杂度。

二、软件编程1、按键扫描程序在软件编程中，需要编写按键扫描程序来检测按键的状态。

独立按键

软件消抖
if(k1==0) //检测按键K1是否按下 { delay(1000); //消除抖动一般大约10ms if(k1==0) //再次判断按键是否按下 { 语句； }
软件编程
下载程序后按下K1按键可以对D1小灯状态取反。 #include "reg52.h" typedef unsigned int u16; typedef unsigned char u8; sbit k1=P3^1; //定义P31口是k1 sbit led=P2^0; //定义P20口是led void delay(u16 i) { while(i--); }
按键处理函数 void keypros() { if(k1==0) //检测按键K1是否按下 { delay(1000); //消除抖动一般大约10ms if(k1==0) //再次判断按键是否按下 { led=~led; //led状态取反 } while(!k1); //检测按键是否松开 } }
独立按键原理
（2）矩阵按键
为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，即每条水平和垂直直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。
2. 独立按键原理
按键在闭合和断开时，触点会存在抖动现象。由于机械触点的弹性作用，一个按键在闭合时不会马上稳定地接通，断开时不会立即断开。
为了避免这种现象而做的措施就是按键消抖。消抖方法分为：硬件消抖、软件消抖。
独立按键实验
1.按键介绍
2.独立按键原理 3.编写独立按键控制程序
工程图示按键
键盘的分类
键盘分为编码键盘和非编码键盘。键盘上闭合键的识别由专用源自硬件编码器实现，如计算机键盘。靠软件编
程来识别称为非编码键盘。单片机组成的各系统中，用

自学单片机之矩阵按键

矩阵按键1.1矩阵按键连接图：1.2矩阵按键扫描原理：1.3矩阵按键与独立按键转换：看电路图，只用将某一个IO 口写0 ，即可组成独立按键。

1.4 程序实例：矩阵4 x4共十六个按键按顺序按下，数码管分别显示0~F。

#include "reg52.h"typedef unsigned int u16;typedef unsigned char u8;#define GPIO_DIG P0#define GPIO_KEY P1sbit LSA=P2^2;sbit LSB=P2^3;sbit LSC=P2^4;u8 KeyValue;u8 code smgduan[17]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//ÏÔÊ¾0~FµÄÖµvoid delay(u16 i){while(i--);}void KeyDown(void){char a=0;GPIO_KEY=0x0f; // 低四位写高高四位写0if(GPIO_KEY!=0x0f)//判断是否有按键按下{delay(1000);//延时10ms消抖if(GPIO_KEY!=0x0f)//确认是否真的有按键按下{GPIO_KEY=0X0F; // 再次高四位写0 低四位写1 去干扰开始列扫描此时按键任然是按下状态switch(GPIO_KEY){case(0X07): KeyValue=0;break;case(0X0b): KeyValue=1;break;case(0X0d): KeyValue=2;break;case(0X0e): KeyValue=3;break;}GPIO_KEY=0XF0; //第二步开启行扫描高四位写1 低四位写0switch(GPIO_KEY){case(0X70): KeyValue=KeyValue;break;case(0Xb0): KeyValue=KeyValue+4;break;case(0Xd0): KeyValue=KeyValue+8;break;case(0Xe0): KeyValue=KeyValue+12;break;}while((a<50)&&(GPIO_KEY!=0xf0)) //判断按键是否松开{delay(1000); //延时消抖a++; //设定一个强制退出条件}}}}void main(){LSA=0;LSB=0;LSC=0;while(1){KeyDown();GPIO_DIG=smgduan[KeyValue];}}。

独立键盘电路

独立键盘电路知识点目录1综述独立键盘电路1.综述
2
键盘是单片机不可缺少的输入设备，在单片机应用系统中，常使用按键或者键盘控制系统的工作状态或向系统内部输入数据。
全编码键盘键盘
非编码键盘
独立式键盘矩阵式键盘
1.综述
3
➢ 编码键盘：键盘闭合键的识别由专用硬件实现。
➢ 非编码键盘：键盘闭合键的识别由软件实现。
当松开按键后，线路断开，无电流流过，此时KeyIn1和+5V是等电位，为高电平。
这样我们就可以通过KeyIn1这个接口的电平高低来判断是否有按键按下。
2.独立键盘电路
6
独立式按键程序查询方式和中断方式的接口电路
2.独立键盘电路
4
独立式键盘就是各个按键相互独立，每一个按键各接一根I/O接口线，彼此独立，单片机通过向此I/O口发出读指令来得到当前按键的状态。原理图如图1所示。
图1 独立键盘电路原理图
2.独立键盘电路
5
工作原理：
4条输入线接到单片机的I/O口上，当按键K1按下时，+5V电源通过R1和K1进入GND形成一条通路，此时全部电压都加到了电阻R1上，从而导致KeyIn1引脚为低电平；
非编码键盘结构简单，成本低廉，在单片机中得到广泛应用。
➢ 独立式键盘特点：电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用一根 I/O线，占用硬件资源较多，因此适用于按键比较少的场合。
➢ 矩阵式键盘特点：矩阵式键盘的按键设置在行、列的交叉点上。键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常采用矩阵式键盘。

单片机按键模块设计(二)

单片机按键模块设计（二）引言概述：本文将介绍单片机按键模块设计的相关内容。

按键模块在嵌入式系统中被广泛应用，能够方便地实现对系统的控制和操作。

本文将从五个大点进行阐述，包括按键模块原理介绍、按键类型选择、按键电路设计、按键功能实现和按键模块调试。

通过详细介绍和分析，将帮助读者更好地理解和使用单片机按键模块。

正文：1. 按键模块原理介绍- 按键模块是通过触发按键开关来产生不同信号的模块。

它由按键开关和其它电路组成，可以实现按键信号的检测和处理。

- 常见的按键模块原理包括矩阵式按键、独立式按键和编码式按键。

每种原理都有其适用的场景和特点。

2. 按键类型选择- 按键的类型包括机械按键和触摸按键。

机械按键通常使用弹簧结构，稳定可靠，适用于精确操作。

触摸按键使用电容或电阻感应原理，触摸灵敏，外观简洁。

- 在选择按键类型时，需要根据具体应用场景和用户需求，综合考虑按键的性能、可靠性、成本等因素。

3. 按键电路设计- 按键电路设计要考虑按键的接入、滤波、去抖动等问题。

接入问题包括按键引脚的连接和布局。

滤波问题可以通过外部电容电路实现，防止因按键抖动引起的干扰。

去抖动问题可以通过软件或硬件的方式解决，确保按键信号的稳定和准确。

4. 按键功能实现- 按键的功能实现可以通过编程来完成。

根据按键的不同组合或按下时间等条件，可以触发不同的功能操作。

- 常见的按键功能包括开关控制、菜单选择、模式切换等。

通过编程，可以灵活地定制按键功能，满足不同应用的需求。

5. 按键模块调试- 按键模块的调试主要包括按键动作测试、按键信号检测和按键功能验证。

通过合理的测试和验证，可以确保按键模块的正常工作。

- 调试可以通过示波器、调试工具等设备来实现。

通过观察按键信号的波形和分析按键功能的实现情况，可以排查和解决可能存在的问题。

总结：本文从按键模块原理介绍、按键类型选择、按键电路设计、按键功能实现和按键模块调试五个大点进行了详细阐述。

通过本文的介绍，读者可以了解到单片机按键模块设计的基本原理和实现方法，从而能够更好地应用于具体的嵌入式系统中。

单片机控制系统按键的类型

012 3 0
456 7 1
8 9 10 11 2
12 13 14 15 3
0 123
图7.5 矩阵式键盘结构
＋5 V
矩阵式键盘中，行、列线分别连接到按键开关的两端，行线通过上拉电阻接到＋5V上。当无键按下时，行线处于高电平状态；当有键按下时，行、列线将导通，此时，行线电平将由与此行线相连的列线电平决定。这是识别按键是否按下的关键。然而，矩阵键盘中的行线、列线和多个键相连，各按键按下与否均影响该键所在行线和列线的电平，各按键间将相互影响，因此，必须将行线、列线信号配合起来作适当处理，才能确定闭合键的位置。
图7.8是一种简易键盘接口电路，该键盘是由8051 P1口的高、低字节构成的4×4键盘。键盘的列线与P1口的高4位相连，键盘的行线与P1口的低4位相连，因此，P1.4P1.7是键输出线，P1.0P1.3是扫描输入线。图中的4输入与门用于产生按键中断，其输入端与各列线相连，再通过上拉电阻接至+5 V电源，输出端接至8051的外部中断输入端。
2. 矩阵式键盘按键的识别识别按键方法很多，其中最常见的方法是扫描法。下面以图7.5中8号键的识别为例来说明扫描法识别按键的过程。按键按下时，与此键相连的行线与列线导通，行线在无键按下时处在高电平。显然，如果让所有的列线也处在高电平，那么，按键按下与否不会引起行线电平的变化，因此，必须使所有列线处在低电平。只有这样，当有键按下时，该键所在的行电平才会由高电平变为低电平。CPU 根据行电平的变化，便能判定相应的行有键按下。8号键按下时，第2行一定为低电平。然而，第2行为低电平时，能否肯定是8号键按下呢？
(3) 求按键位置。根据前述键盘扫描法，进行逐列置0扫描。图7.6中，32个键的键值分布如下（键值由4位十六进制数码组成，前两位是列的值，即A口数据，后两位是行的值，即C口数据，X为任意值）：

单片机开关元器件名称

单片机开关元器件名称引言：在单片机系统中，开关元器件起着至关重要的作用。

它们可以控制电路的开关状态，实现信号的输入和输出。

本文将介绍几种常见的单片机开关元器件，包括按键开关、拨动开关、光电开关以及磁敏开关。

一、按键开关按键开关是单片机系统中最常见的开关元器件之一。

它们通常由金属片、弹簧、触点等组成。

按键开关可以分为矩阵按键和独立按键两种类型。

矩阵按键可以将多个按键通过行和列的组合方式连接到单片机的I/O口上，实现多个按键共用一个I/O口的功能。

独立按键则每个按键都连接到单片机的一个独立的I/O口上。

二、拨动开关拨动开关是一种常用的手动开关元器件，它可以实现电路的开关和切换功能。

拨动开关通常由一根或多根摇杆连接到触点上，通过拨动摇杆来改变触点的接通状态。

拨动开关常用于控制电路的开关、模式选择等场景中。

三、光电开关光电开关是利用光电效应工作的一种开关元器件。

它由发光二极管和光敏二极管组成。

发光二极管发出的光线被光敏二极管接收，当光线被遮挡时，光敏二极管的电阻值发生变化，从而改变开关的状态。

光电开关常用于检测物体的存在与否、计数等应用中。

四、磁敏开关磁敏开关是一种利用磁场变化来实现开关动作的元器件。

它通常由磁敏材料和触点组成。

当磁敏材料受到外部磁场的影响时，其电阻值发生变化，从而导致触点的状态改变。

磁敏开关常用于磁场检测、安全开关等应用中。

五、总结单片机开关元器件在电路设计中起着重要的作用。

按键开关、拨动开关、光电开关和磁敏开关都是常见的开关元器件。

它们各自具有不同的特点和应用场景，可以满足不同的需求。

在实际应用中，我们需要根据具体的需求选择适合的开关元器件，并合理设计电路，确保其正常工作。

通过合理使用开关元器件，我们可以实现单片机系统的功能拓展、信号输入和输出控制等功能。

六、参考文献[1] 赵鸿飞. 单片机技术及应用[M]. 清华大学出版社, 2014.[2] 杨剑波. 单片机原理与应用[M]. 电子工业出版社, 2017.[3] 刘新平, 赵莉. 单片机原理与应用[M]. 清华大学出版社, 2018.。

实验5-独立键盘和矩阵键盘

实验5 独立键盘和矩阵键盘一、实验目的1、学会用C语言进行独立按键应用程序的设计。

2、学会用C语言进行矩阵按键应用程序的设计。

二、实验内容1、独立按键：对四个独立按键编写程序：当按k1时，8个LED同时100ms闪烁；当按k2时，8个LED从左到右流水灯显示；当按k3时，8个LED从右到左流水灯显示；当按k4时，8各LED同时从两侧向中间逐步点亮，之后再从中间向两侧逐渐熄灭；2、矩阵按键：采用键盘扫描方式，顺序按下矩阵键盘后，在一个数码管上顺序显示0~F，采用静态显示即可。

3、提高部分（独立按键、定时器、数码管动态扫描）：编写程序，实现下面的功能。

用数码管的两位显示一个十进制数，变化范围为00~59，开始时显示00，每按一次k1，数值加1；每按一次k2，数值减1；每按一次k3，数值归零；按下k4，利用定时器功能使数值开始自动每秒加1；再按一次k4，数值停止自动加1，保持显示原数。

三、实验步骤1、硬件连接（1）使用MicroUSB数据线,将实验开发板与微型计算机连接起来;（2）在实验开发板上,用数据线将相应接口连接起来；2、程序烧入软件的使用使用普中ISP软件将HEX文件下载至单片机芯片内。

查看结果是否正确。

四、实验结果——源代码1. #include "reg52.h"typedef unsigned char u8;typedef unsigned int u16;#define LED P2sbit key1=P3^1;sbit key2=P3^0;sbit key3=P3^2;sbit key4=P3^3;const char tab[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; u8 code begMid[]={0x7e, 0xbd,0xdb,0xe7, 0xdb, 0xbd, 0x7e}; void Delay(u16 i){ while(i--);}void KeyDown(){u8 i;if(key2==0){Delay(1000);if(key2==0){for(i=0;i<8;i++){LED=tab[i];Delay(50000);}while(!key2);}LED=0xff;}else if(key1==0){Delay(1000);if(key1==0)for(i=0;i<3;i++){LED=0x00;Delay(10000);LED=0xff;Delay(10000);}}}}void Int0Init(){IT0=1;EX0=1;EA=1;}void Int1Init(){IT1=1;EX1=1;EA=1;} void main(){Int0Init();Int1Init();while(1){KeyDown();}}void Int0() interrupt 0{u8 i;if(key3==0){Delay(1000);if(key3==0)for(i=7;i>=0;i--){LED=tab[i];Delay(50000);}}}}void Int1() interrupt 2{u8 i;if(key4==0){Delay(1000);if(key4==0){for(i=0;i<=6;i++){LED=begMid[i];Delay(50000);}}}}2.#include "reg52.h"typedef unsigned int u16;typedef unsigned char u8;#define GPIO_DIG P0#define GPIO_KEY P1sbit LSA=P2^2;sbit LSB=P2^3;sbit LSC=P2^4;u8 KeyValue;u8 code smgduan[17]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//??0~F?? void delay(u16 i){while(i--);}void KeyDown(void){char a=0;GPIO_KEY=0x0f;if(GPIO_KEY!=0x0f){delay(1000);if(GPIO_KEY!=0x0f){GPIO_KEY=0X0F;switch(GPIO_KEY){case(0X07): KeyValue=0;break;case(0X0b): KeyValue=1;break;case(0X0d): KeyValue=2;break;case(0X0e): KeyValue=3;break;}GPIO_KEY=0XF0;switch(GPIO_KEY){case(0X70): KeyValue=KeyValue;break;case(0Xb0): KeyValue=KeyValue+4;break;case(0Xd0): KeyValue=KeyValue+8;break;case(0Xe0): KeyValue=KeyValue+12;break;}while((a<50)&&(GPIO_KEY!=0xf0)){delay(1000);a++;}}}}void main(){LSA=0;LSB=0;LSC=0;while(1){KeyDown();GPIO_DIG=smgduan[KeyValue];}}3.#include <reg52.h>typedef unsigned int u16;typedef unsigned char u8;#define KEYPORT P3sbit LSA=P2^2;sbit LSB=P2^3;sbit LSC=P2^4;sbit key1=P3^1;sbit key2=P3^0;sbit key3=P3^2;sbit key4=P3^3;u16 t;u8 sec;u8 DisplayData[2];u8 code smgduan[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; void Time1Init(){TMOD |= 0x10;TH1=0Xd8;TL1=0Xf0;EA=1;ET1=1;}void delay(u16 i){while(i--); }void DigDisplay(){u8 i;for(i=0;i<2;i++){switch(i){case 0:LSA=0;LSB=0;LSC=0;break;case 1:LSA=1;LSB=0;LSC=0;break;}P0=DisplayData[i];delay(100);P0=0x00;}}void datapros(){DisplayData[0]=smgduan[sec%10];DisplayData[1]=smgduan[sec/10];}void main(){Time1Init();while(1){if(key4==0){delay(1000);if(key4==0){TR1=!TR1;while(key4==0);}}if(key3==0){delay(1000);if(key3==0){sec=0;while(key3==0);}}if(key2==0){delay(1000);if(key2==0){sec--;while(key2==0);}}if(key1==0){delay(1000);if(key1==0){sec++;while(key1==0);}}}}void Time1() interrupt 2{TH1=0Xd8;TL1=0Xf0;t++;if(t==100){t=0;sec++;if(sec>=60){sec=0;}}datapros();DigDisplay();}五、实验体会——结果分析1、独立按键：位定义四个按键key1、key2、key3、key4，宏定义LED为P2口，tab数组保存流水灯D0-D7依次点亮的数值，begMid数组保存流水灯同时从两侧向中间逐步点亮，之后再从中间向两侧逐渐熄灭的赋值方式。

44矩阵式按键的接法

在单片机按键使用过程中，当键盘中按键数量较多时为了减少端口的占用通常将按键排列成矩阵形式如下图所示，在矩阵式键盘中每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通而是通过一个按键加以连接，到底这样做是出意何种目的呢？大家看下面电路图，单片机的整一个8位端口可以构成 4*4=16 个矩阵式按键，相比独立式按键接法多出了一倍，而且线数越多区别就越明显，假如再多加一条线就可以构成 20个按键的键盘，但是独立式按键接法只能多出1个按键。

由此可见，在需要的按键数量比较多时，采用矩阵法来连接键盘是非常合理的，矩阵式结构的键盘显然比独立式键盘复杂一些，单片机对其进行识别也要复杂一些。

确定矩阵式键盘上任何一个键被按下通常采用行扫描法。

行扫描法又称为逐行查询法它是一种最常用的多按键识别方法。

因此，我们就以行扫描法为例介绍矩阵式键盘的工作原理。

图5-4（4*4矩阵式按键的接法）首先，不断循环地给低四位独立的低电平，然后判断键盘中有无键按下。

将低位中其中一列线（P1.0～P1.3中其中一列）置低电平然后检测行线的状态（高4位，即P1.4～P1.7,由于线与关系，只要与低电平列线接通，即跳变成低电平），只要有一行的电平为低就延时一段时间以消除抖动，然后再次判断，假如依然为低电平，则表示键盘中真的有键被按下而且闭合的键位于低电平的4个按键之中任其一,若所有行线均为高电平则表示键盘中无键按下。

再其次，判断闭合键所在的具体位置。

在确认有键按下后 ,即可进入确定具体闭合键的过程。

其方法是: 依次将列线置为低电平，即在置某一根列线为低电平时,其它列线为高电平。

同时再逐行检测各行线的电平状态；若某行为低，则该行线与置为低电平的列线交叉处的按键就是闭合的按键。

下面图5-5是4*4矩阵式按键接法的软件算法操作流程。

下面程序按照上述算法流程去编写的，其电路如图5-6，只是在图5-5的基础上多加了P0端口的8只LED灯。

从键盘中检测到一个键值，然后将这个值写到LED数码管上显示。

基于MCS-51单片机的独立按键和矩阵按键检测实验

实验三基于MCS-51单片机的独立按键和矩阵按键检测实验一、支撑课程目标目标1：掌握微机和单片机的基本原理、编程技术、中断技术、系统扩展、定时器、串行接口和其他输入/输出接口技术，并且了解典型的单片机应用系统的设计思想和实现方法。

目标2：初步具备自行拟定实验步骤、检查和故障排除、分析和综合实验结果以及撰写实验报告的能力。

目标4：掌握MCS-51单片机/STM32F103单片机系统仿真工具和仿真流程，了解常用实验仪器、设备的基本工作原理，了解其正确使用方法，具备利用电子仪器设备和专业仿真软件对复杂工程问题进行分析和设计的能力。

二、实验类型：验证型( )、设计型（√）、研究创新型（）三、预期学生学习的成果1、具有典型按键检测电路原理及消除抖动的必要性的认知。

2、理解程序设计消除抖动的实现过程。

3、掌握独立按键的程序查询检测编程实现。

4、掌握独立按键的中断检测编程实现。

5、理解矩阵键盘的行列扫描检测原理，具有矩阵键盘软硬件设计综合能力。

四、实验原理1、典型按键检测电路典型的按键检测电路具备检测按键的条件：检测引脚处在键按下前和后，要有电平变化，否则按键无法检测。

电路组成包括电源、上拉电阻、按键、接地组成，按下前，检测引脚高电平，按下后检测引脚低电平。

电阻防止按下电源短路，如图1（a）。

GND(a)(b)图 1 按键典型电路及对应检测电压2、按键抖动及消除如图1（b），理想条件下，按键未按下，在检测I/O端口是高电平，按下以后，检测I/O端口是低电平，手松后，按键弹起，检测I/O端口是高电平。

整个按键过程出现高电平到低电平又到高电平，有下降沿，也有上升沿。

实际过程中，由于人手的抖动，检测端电压如图1（c），检测电压出现“毛刺”抖动，假设单片机检测高电平阈值为VH，低电平阈值为VL，一次按键就会出现多次高电平到低电平变化，存在按键误检测可能。

常用消除办法之一：一旦检测到低电平，延迟u毫秒，u选择大于20，再次判断检测端是否是低电平，如果是，就判定为1次按键。

独立按键及矩阵键盘控制LED灯课件

动态显示技术
通过动态刷新LED灯的状态，实现LED灯的闪烁、流水灯等效果，提高系统的交互性和用户体验。
03
队列缓冲技术
将按键输入和LED灯输出分别放在不同的队列中处理，通过队列缓冲技
术实现程序的非阻塞性处理，提高系统的响应速度和处理效率。
实战项目：独立
05 按键及矩阵键盘控制LED灯的综
合应用
行消抖处理。
硬件去抖
通过在按键与处理芯片之间增加一个RC滤波电路，利用RC的充放电过程来过滤按键电平抖动，从而消除按键抖动对读取按键状
态的影响。
软件去抖
通过编写一段软件延时程序，在检测按键状态时延时一段时间后再进行检测，从而避免按键抖动
对读取按键状态的影响。
复杂矩阵键盘控制
1 2
扫描法
通过逐行逐列扫描键盘矩阵，依次识别每个按键的行列坐标，从而判断出按下的按键位置。
连接电路
矩阵键盘的行线和列线分别与树莓派的GPIO引脚相连，形成矩阵结构。
电源和地线
需要连接电源和地线，以给矩阵键盘提供工作电压。
编程实现
01
02
03
04
安装库
需要安装相应的Python库，如RPi.GPIO和MFRC522。
初始化
初始化树莓派的GPIO引脚和 MFRC522模块。
扫描按键
二极管和晶体管
介绍这两种重要的电子元件及其在电路中的应用。
编程基础
01
02
03
编程语言
介绍适用于独立按键和矩阵键盘控制的编程语言，如C语言或Python。
程序结构
详细解释程序的各个部分，如变量、函数、循环等。
条件语句
介绍条件语句及其在编程中的应用。

矩阵键盘的检测和独立按键的区别

矩阵键盘的检测和独立按键的区别
这次我接着上次的说，讲一下复合按键和矩阵键盘。

先说矩阵键盘，因为我写的组合键代码是在矩阵键盘的基础上写的，当然在独立按键上写组合键更简单一些。

所以当你矩阵键盘的组合键会写的时候，你在独立按键上的组合键也就会写了。

矩阵键盘的检测和独立按键有很大的区别，但是究其本质还是一样的。

先看一下矩阵键盘的原理图：
矩阵键盘原理图
由于矩阵键盘中每一个按键的两个接线口都是接在IO口上的，所以我们就必须在软件里面控制单片机在每个独立按键的两端加上不同的电平。

【注】：独立按键很简单，直接在一端接地就行了。

(整理)单片机控制的矩阵键盘

INC B
INC B
INC B
JC NEXT5
NEXT6: MOV A,P1
ANL A,#0FH
CJNE A,#0FH,NEXT6
MOV R0,#0FFH
RET
键盘处理程序就作这么一个简单的介绍，实际上，键盘、显示处理是很复杂的，它往往占到一个应用程序的大部份代码，可见其重要性，但说到，这种复杂并不来自于单片机的本身，而是来自于操作者的习惯等等问题，因此，在编写键盘处理程序之前，最好先把它从逻辑上理清，然后用适当的算法表示出来，最后再去写代码，这样，才能快速有效地写好代码。
可见，键盘输出经双稳态电路之后，输出已变为规范的矩形方波。
软件上采取的措施是：在检测到有按键按下时，执行一个10ms左右（具体时间应视所使用的按键进行调整）的延时程序后，再确认该键电平是否仍保持闭合状态电平，若仍保持闭合状态电平，则确认该键处于闭合状态；同理，在检测到该键释放后，也应采用相同的步骤进行确认，从而可消除抖动的影响。
ANL A,#0FH
CJNE A,#0FH,KCODE;
MOV A,R1
SETB C
RLC A
JC NEXT2
NEXT3: MOV R0,#00H
RET
KCODE: MOV B,#0FBH
NEXT4: RRC A
INC B
JC NEXT4
MOV A,R1
SWAP A
NEXT5: RRC A
INC B
2．独立式按键的软件结构
独立式按键软件常采用查询式结构。先逐位查询每根I/O口线的输入状态，如某一根I/O口线输入为低电平，则可确认该I/O口线所对应的按键已按下，然后，再转向该键的功能处理程序。图7.4中的I/O口采用P1口，请读者自行编制相应的软件。

51单片机学习之5-独立按键和矩阵键盘

51单片机学习之5-独立按键和矩阵键盘
第14集
键盘的原理
键盘分编码键盘（例如电脑键盘）和非编码键盘（自己用程序去识别）。

非编码键盘分：独立式非编码键盘（独立按键）、行列式非编码键盘（4*4阵列键盘）
独立键盘的电路图。

因为51单片机的IO口不是双向口而是准双向口，要让IO口具备输入功能，必须将IO口置1，置1之后当按键按下时IO口的电平会被拉低，即被置0。

当检测到IO口为0时即可判断该按键已经按下。

按键按下时会有一个抖动的
过程（弹片会抖动），由于单片机检测IO口速度非常快，超过弹片抖动的频率，所以当单片机检测到IO口为0时需延时一小段时间再检测IO是否为0，如果仍为0就确认该按钮被按下。

因为IO口里面有上拉电阻，所以当松开按钮时，IO口又被拉高。

例程：
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
sbitKey=P3;//按键
sbitLed=P1;//Led灯
voiddelay(uintz);
/********主函数********/
voidmain()。

按键功能实验报告总结(3篇)

第1篇一、实验背景按键作为电子设备中常见的输入装置，其功能丰富，应用广泛。

本实验旨在通过设计和实现一系列按键功能，加深对按键工作原理的理解，并提高电子设计实践能力。

二、实验目的1. 掌握按键的基本原理和电路设计方法。

2. 熟悉按键在不同应用场景下的功能实现。

3. 培养电子设计实践能力，提高问题解决能力。

三、实验内容1. 实验器材：51单片机最小核心电路、按键、LED灯、电阻、电容、面包板等。

2. 实验内容：（1）单按键控制LED灯闪烁（2）按键控制LED灯点亮与熄灭（3）按键控制LED灯亮度调节（4）按键实现数字时钟调整（5）按键实现多功能计数器（6）按键实现密码输入与验证四、实验步骤1. 根据实验要求，设计电路图，并选择合适的元器件。

2. 使用面包板搭建实验电路，包括单片机、按键、LED灯、电阻、电容等。

3. 编写程序，实现按键功能。

4. 对程序进行调试，确保按键功能正常。

5. 实验完成后，撰写实验报告。

五、实验结果与分析1. 单按键控制LED灯闪烁实验结果：按下按键，LED灯闪烁；松开按键，LED灯停止闪烁。

分析：本实验通过单片机定时器实现LED灯的闪烁。

当按键按下时，定时器开始计时；当定时器达到设定时间后，LED灯点亮；定时器继续计时，当达到设定时间后，LED灯熄灭。

如此循环，实现LED灯的闪烁。

2. 按键控制LED灯点亮与熄灭实验结果：按下按键，LED灯点亮；再次按下按键，LED灯熄灭。

分析：本实验通过单片机的I/O口控制LED灯的点亮与熄灭。

当按键按下时，单片机将I/O口置为高电平，LED灯点亮；当按键再次按下时，单片机将I/O口置为低电平，LED灯熄灭。

3. 按键控制LED灯亮度调节实验结果：按下按键，LED灯亮度逐渐增加；松开按键，LED灯亮度保持不变。

分析：本实验通过单片机的PWM（脉宽调制）功能实现LED灯亮度的调节。

当按键按下时，单片机调整PWM占空比，使LED灯亮度逐渐增加；松开按键后，PWM占空比保持不变，LED灯亮度保持不变。

51单片机：独立按键与矩阵按键控制数码管

51单⽚机：独⽴按键与矩阵按键控制数码管⼀，独⽴按键注意⼀下⼏点>按下的时候，电压被拉低，所以IO⼝要传低电平( 0x0 )>按下的时候要消除抖动 ( 延时10ms )，在判断，是否还是低电平，再做业务处理下⾯这段程序，就是通过⼀个独⽴按键连接到p1⼝，控制静态数码管的⼀段进⾏亮和灭的切换。

#include <reg52.h>sbit key_control = P1^0;sbit led = P0^0;typedef unsigned char u8;typedef unsigned int u16;void delay( u16 i ){while( i-- );}void key_press(){if( key_control == 0x0 ) {delay( 1110 );if( key_control == 0x0 ){led = ~led;}while( !key_control );}}void main (){/*while( 1 ){if( key_control == 0x0 ) {delay( 1110 ); //⼤概10msif ( key_control == 0x0 ) {led = 1;}}else if( key_control == 0x1 ) {delay( 1110 );if ( key_control == 0x1 ) {led = 0;}}}*/led = 0;while( 1 ) {key_press();}}⼆，当按键⽐较多的时候，⽤矩阵按钮，因为如果不⽤矩阵按钮，⼀个独⽴按键需要⼀个IO⼝，浪费资源。

如： 16个独⽴按键需要16个io⼝，⽽16个矩阵按键（4x4，⼀共8个管脚）需要8个IO⼝下⾯的程序，通过16个矩阵按钮，控制静态数码管，显⽰0~F#include <reg52.h>#define GPIO_DIG P0 //段选数码管#define GPIO_KEY P1 //矩阵按键typedef unsigned char u8;typedef unsigned int u16;void delay( u16 i ){while( i-- );}u8 key_value;//静态数码管段码u8 character [16] = { 0xC0, 0xF9 , 0xA4 , 0xB0 , 0x99 , 0x92,0x82 , 0xF8 , 0x80 , 0x90 , 0x88 , 0x83,0xC6 , 0xA1 , 0x86 , 0x8E};void key_down(){u8 count = 0;//⾏列扫描判断哪个键被按下GPIO_KEY = 0x0F; //⾼四位全部输出低电平，低四位输出⾼电平-->判断被按下的按钮所在的列if( GPIO_KEY != 0x0F ) { //有按键按下delay( 1110 ); //消除抖动if( GPIO_KEY != 0x0F ){switch( GPIO_KEY ){case0x07:key_value = 0; //矩阵第1列的按钮被按下break;case0x0B:key_value = 1; //矩阵第2列的按钮被按下break;case0x0D:key_value = 2; //矩阵第3列的按钮被按下break;case0x0E:key_value = 3; //矩阵第4列的按钮被按下break;}GPIO_KEY = 0xF0; //⾼四位输出⾼电平，低四位输出低电平-->判断被按下的按钮所在的⾏switch( GPIO_KEY ){case0x70:key_value = key_value; //矩阵第1⾏的按钮被按下break;case0xB0:key_value = key_value + 4; //矩阵第2⾏的按钮被按下break;case0xD0:key_value = key_value + 8; //矩阵第3⾏的按钮被按下break;case0xE0:key_value = key_value + 12; //矩阵第4⾏的按钮被按下break;}GPIO_DIG = character[key_value];//如果⼀直按下按键，等待500ms，强制退出while( ( count < 50 ) && ( GPIO_KEY != 0xF0 ) ) {count++;}}}}void main (){while( 1 ) {key_down();}}。

独立按键和矩阵按键

第八章独立按键和‎矩阵按键我们和单片‎机之间进行‎信息交互，主要包含两‎大类，输入设备和‎输出设备。

前边讲的L‎E D 小灯、数码管、点阵都是输‎出设备，这节课我们‎学习一下最‎常用的输入‎设备——按键。

在本节课的‎学习过程中‎我们还会穿‎插介绍一点‎硬件设计的‎基础知识。

8.1 单片机最小‎系统电路解‎析8.1.1 电源我们在学习‎过程中，很多指标都‎是直接用的‎概念指标，比如我们说‎+5V代表1‎，GND代表‎0等等这些‎。

但在实际电‎路中是没有‎这么精准的‎，那这些指标‎允许范围是‎什么呢？随着我们所‎学的内容不‎断增多，大家要慢慢‎培养一种阅‎读手册的能‎力。

比如我们使‎用STC8‎9C52R‎C单片机的‎时候，我们找到他‎的手册的1‎1页，第二个选项‎，工作电压：5.5V-3.4V(5V单片机‎)，这个地方就‎说明我们这‎个单片机正‎常的工作电‎压是个范围‎值，只要电源V‎C C在5.5V到3.4V之间都‎可以正常工‎作，电压超过5‎.5V是绝对‎不允许的，会烧坏单片‎机，电压如果低‎于3.4V，单片机不会‎损坏，但是也不能‎正常工作。

而在这个范‎围内，最典型、最常用的电‎压值就是5‎V，这就是后面‎括号里“5V单片机‎”这个名称的‎由来。

除此之外，还有一种常‎用的工作电‎压范围是2‎.7V-3.6V、典型值是3‎.3V的单片‎机，也就是所谓‎的“3.3V单片机‎”了。

日后随着大‎家接触的东‎西慢慢增多‎，对这点会有‎更深刻的理‎解。

现在我们再‎顺便多了解‎一点，大家打开7‎4HC13‎8的数据手‎册，会发现74‎H C138‎手册的第二‎页也有一个‎表格，上边写了7‎4HC13‎8的工作电‎压范围，最小值是4‎.75V，额定值是5‎V，最大值是5‎.25V，可以得知它‎的工作电压‎范围是4.75V-5.25V。

这个地方讲‎这些目的是‎让大家清楚‎的了解，我们获取器‎件工作参数‎的一个最重‎要，也是最权威‎的途径，就是通过器‎件的数据手‎册。

单片机矩阵键盘实验实验报告

实验五矩阵键盘实验一、实验内容1、编写程序，做到在键盘上每按一个数字键(0－F)用发光二极管将该代码显示出来。

按其它键退出。

2、加法设计计算器，实验板上有12个按键，编写程序，实现一位整数加法运算功能。

可定义“A”键为“+”键，“B”键为“=”键。

二、实验目的1、学习独立式按键的查询识别方法。

2、非编码矩阵键盘的行反转法识别方法。

三、实验说明1、MCS51系列单片机的P0～P3口作为输入端口使用时必须先向端口写入“1”。

2、用查询方式检测按键时，要加入延时(通常采用软件延时10～20mS)以消除抖动。

3、识别键的闭合，通常采用行扫描法和行反转法。

行扫描法是使键盘上某一行线为低电平，而其余行接高电平，然后读取列值，如读列值中某位为低电平，表明有键按下，否则扫描下一行，直到扫完所有行。

行反转法识别闭合键时，要将行线接一并行口，先让它工作在输出方式，将列线也接到一个并行口，先让它工作于输入方式，程序使CPU通过输出端口在各行线上全部送低电平，然后读入列线值，如此时有某键被按下，则必定会使某一列线值为0。

然后，程序对两个并行端口进行方式设置，使行线工作于输入方式，列线工作于输出方式，并将刚才读得的列线值从列线所接的并行端口输出，再读取行线上输入值，那么，在闭合键所在行线上的值必定为0。

这样，当一个键被接下时，必定可以读得一对唯一的行线值和列线值。

由于51单片机的并口能够动态地改变输入输出方式，因此，矩阵键盘采用行反转法识别最为简便。

行反转法识别按键的过程是：首先，将4个行线作为输出，将其全部置0，4个列线作为输入，将其全部置1，也就是向P1口写入0xF0；假如此时没有人按键，从P1口读出的值应仍为0xF0；假如此时1、4、7、0四个键中有一个键被按下，则P1.6被拉低，从P1口读出的值为0xB0；为了确定是这四个键中哪一个被按下，可将刚才从P1口读出的数的低四位置1后再写入P1口，即将0xBF写入P1口，使P1.6为低，其余均为高，若此时被按下的键是“4”，则P1.1被拉低，从P1口读出的值为0xBE；这样，当只有一个键被按下时，每一个键只有唯一的反转码，事先为12个键的反转码建一个表，通过查表就可知道是哪个键被按下了。

单片机C编经典例程(独立、矩阵按键,动、静数码管显示)

独立键盘/****************************************************************************** * 按键控制程序* 连接方法：JP10（P2）与JP1 （LED灯）连接，* JP11（P0）与JP5（按键接口）连接* * 开始点亮P1LED* 按P01 LED向右移一位* * 按P00 LED向左移一位* 连续按动按钮LED会不停的左移或右移******************************************************************************** /#include <reg51.h>#include <intrins.h>unsigned char scan_key();void proc_key(unsigned char key_v);void delayms(unsigned char ms);sbit K1 = P0^0; //对应按钮K1sbit K2 = P0^1; //对应按钮K2main(){unsigned char key_s,key_v;key_v = 0x03;P2 = 0xfe;while(1){key_s = scan_key();if(key_s != key_v){delayms(10);key_s = scan_key();if(key_s != key_v){key_v = key_s;proc_key(key_v);}}}}unsigned char scan_key(){unsigned char key_s;key_s = 0x00;key_s |= K2;key_s <<= 1;key_s |= K1;return key_s;}void proc_key(unsigned char key_v){if((key_v & 0x01) == 0){P2 = _crol_(P2,1);}else if((key_v & 0x02) == 0){P2 = _cror_(P2, 1);}}void delayms(unsigned char ms) // 延时子程序{unsigned char i;while(ms--){for(i = 0; i < 120; i++);}}矩阵键盘******************************************************************************* *描述: * * 矩阵键盘数码管显示键值** 排线连接方法：JP8（P1）与JP4（矩阵键盘接口）连接P0与JP3(静态数码管)连接* * 矩阵键盘定义：** P1.1-P1.4为列线,P1.4-P1.7为行线* * 喇叭接P1.5口矩阵键盘P1口，* * 注意：请将JP165短路冒断开* ******************************************************************************* #include <reg51.h>#include <intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar dis_buf; //显示缓存uchar temp;uchar key; //键顺序吗void delay0(uchar x); //x*0.14MS#define delayNOP(); {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();};// 此表为LED 的字模unsigned char code LED7Code[] = {~0x3F,~0x06,~0x5B,~0x4F,~0x66,~0x6D,~0x7D,~0x07,~0x7F,~0x6F,~0x77,~0x7C,~0x39,~0x5 E,~0x79,~0x71};/*************************************************************//* *//* 延时子程序*//* *//*************************************************************/void delay(uchar x){ uchar j;while((x--)!=0){ for(j=0;j<125;j++){;}}}/*************************************************************//* /* 键扫描子程序(4*3 的矩阵) P1.4 P1.5 P1.6 P1.7为行*//* P1.1 P1.2 P1.3为列*/*************************************************************/void keyscan(void){ temp = 0;P1=0xF0; //高四位输入行为高电平列为低电平delay(1);temp=P1; //读P1口temp=temp&0xF0; //屏蔽低四位temp=~((temp>>4)|0xF0);if(temp==1) // p1.4 被拉低key=0;else if(temp==2) // p1.5 被拉低key=1;else if(temp==4) // p1.6 被拉低key=2;else if(temp==8) // p1.7 被拉低key=3;elsekey=16;P1=0x0F; //低四位输入列为高电平行为低电平delay(1);temp=P1; //读P1口temp=temp&0x0F;temp=~(temp|0xF0);if(temp==2) // p1.1 被拉低key=key+0;else if(temp==4) // p1.2 被拉低key=key+4;else if(temp==8) // p1.3 被拉低key=key+8;elsekey=16;dis_buf = key; //键值入显示缓存dis_buf = dis_buf & 0x0f;}/*************************************************************//* *//*判断键是否按下*//* *//*************************************************************/void keydown(void){P1=0xF0;if(P1!=0xF0) //判断按键是否按下如果按钮按下会拉低P1其中的一个端口{keyscan(); //调用按键扫描程序}}/*************************************************************//* *//* 主程序*//* *//*************************************************************/main(){P0=0xFF; //置P0口P1=0xFF; //置P1口delay(10); //延时while(1){keydown(); //调用按键判断检测程序P0 = LED7Code[dis_buf%16]&0x7f; //LED7 0x7f为小数点共阴和共阳此处也是不一样; %16表示输出16进制}}/************************************************************/标题: 试验数码管上如何显示数字(共阳极) * 连接方法：P0 与JP3 用8PIN排线连接*请学员认真消化本例程，用单片机脚直接控制数码管* #include <reg51.h>#include <intrins.h>#define NOP() _nop_() /* 定义空指令*/void delay(unsigned int i); //函数声名// 此表为LED 的字模unsigned char code LED7Code[] = {~0x3F,~0x06,~0x5B,~0x4F,~0x66,~0x6D,~0x7D,~0x07,~0x7F,~0x6F,~0x77,~0x7C,~0x39,~0x5 E,~0x79,~0x71};main(){unsigned int LedNumVal=1 ,C ; //定义变量while(1){if (++C>= 300){ LedNumVal++ ; //每隔300个扫描周期加一次C =0; //每隔300个扫描清零}// 将字模送到P0口显示P0 = LED7Code[LedNumVal%10]&0x7f; //LED7 0x7f为小数点共阴和共阳此处也是不一样;delay(150); //调用延时程序}}/****************************************************************** ** 延时程序** ******************************************************************/void delay(unsigned int i){char j;for(i; i > 0; i--)for(j = 200; j > 0; j--);}*******************************************************************************标题: 试验数码管上显示数字( 单片机直接实现位选共阴极) * * 连接方法：P0与J12 用8PIN排线连接P1与JP16 用排线连接***************************************************************************** 请学员认真消化本例程，用573锁存器控制和单片机脚直接位选控制(非译码器控制)数码管******************************************************************************** #include <reg51.h>#include <intrins.h>void delay(unsigned int i); //函数声名char DelayCNT;//定义变量//此表为LED 的字模, 共阴数码管0-9 -unsigned char code Disp_Tab[] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40}; //段码控制//此表为8个数码管位选控制, 共阴数码管1-8个-unsigned char code dispbit[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdF,0xbF,0x7F}; //位选控制查表的方法控制/************主函数**********************/main(){unsigned int i,LedNumVal=1 ; //变量定义unsigned int LedOut[10]; //变量定义DelayCNT=0;while(1){if(++DelayCNT>=20) //控制数字变化速度{DelayCNT=0; //20个扫描周期清零一次++LedNumVal; //每隔20个扫描周期加一次}LedOut[0]=Disp_Tab[LedNumVal%10000/1000];LedOut[1]=Disp_Tab[LedNumVal%1000/100]|0x80;LedOut[2]=Disp_Tab[LedNumVal%100/10];LedOut[3]=Disp_Tab[LedNumVal%10];LedOut[4]=Disp_Tab[LedNumVal%10000/1000]; //千位LedOut[5]=Disp_Tab[LedNumVal%1000/100]|0x80; //百位带小数点LedOut[6]=Disp_Tab[LedNumVal%100/10]; //十位LedOut[7]=Disp_Tab[LedNumVal%10]; //个位for( i=0; i<9; i++){P0 = LedOut[i];P1 = dispbit[i]; //使用查表法进行位选/* switch(i) //使用switch 语句控制位选{case 0:P1 = 0x7F; break;case 1:P1 = 0xbF; break;case 2:P1 = 0xdF; break;case 3:P1 = 0xeF; break;case 4:P1 = 0xf7; break;case 5:P1 = 0xfb; break;case 6:P1 = 0xfd; break;case 7:P1 = 0xfe; break;} */delay(150); //扫描间隔时间太长会数码管会有闪烁感}}}void delay(unsigned int i){char j;for(i; i > 0; i--)for(j = 200; j > 0; j--);}。