用状态机做独立按键检测
3.2.2独立按键检测(消抖原理)(精)
按键的去抖
机械式按键在按下或释放时，由于机械弹性作用的影响，通常伴随 有一定时间的触点机械抖动，然后其触点才稳定下来，抖动时间一 般为510ms，在触点抖动期间检测按键的通与断状态，可能导致 判断出错。
键按下
前沿抖动
）检测按键
（b）释放按键
按键去抖流程图
独立式按键
实际应用中，一般希望按键一次按下单片机只处理 一次，但由于单片机执行程序的速度很快，按键一次 按下可能被单片机多次处理。为避免此问题，可在按 键第一次按下时延时10ms之后再次检测按键是否按下， 如果此时按键仍然按下，则确定有按键输入。这样便 可以避免按键的重复处理。
计数器
按键按照结构原理可分为两类，一类是触点式开关按键， 如机械式开关、导电橡胶式开关等；另一类是无触点开关 按键，如电气式按键，磁感应按键等。前者造价低，后者 寿命长。按键按照接口原理可分为编码键盘与非编码键盘 两类。 这两类键盘的主要区别是识别键符及给出相应键码的方 法。编码键盘主要是用硬件来实现对按键的识别，硬件结 构复杂；非编码键盘主要是由软件来实现按键的定义与识 别，硬件结构简单，软件编程量大。这里将要介绍的独立 式按键和矩阵式键盘都是非编码键盘。
2．任务分析
（2）独立式按键的软件设计
在单片机应用系统中 主程序一般是循环结构，键盘程 序作为子程序供主程序调用。单片机按键控制系统的主程 序结构图所示。
物理按键抖动波形图
按键消抖一般有两种方法，即硬件消抖和软件消抖。
硬件消抖方法
在软件设计中，当单片机检测到有键按下时，可以 先延时一段时间越过抖动过程再对按键识别。
独立式按键电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用 一根I/O口线，因此，在按键较多时，I/O口线浪费较大，不宜采用。
51单片机独立按键实验
实验5 单片机独立按键控制数码管加1我们在使用家用电器时经常需要通过按键给电器输入指令，让电器执行动作，比如电磁炉的开关，电饭煲定时时间设定等。
我们知道单片机只能识别高低电平，对51单片机来说，0V为低，5V为高。
按键就相当于一个开关，按下时候导通，按键弹开时断开。
机械式按键再按下或释放时，由于机械弹性作用的影响，通常伴随有一定时间的触点机械抖动，然后其触点才稳定下来。
其抖动过程如图1（a）所示，抖动时间的长短与开关的机械特性有关，一般为5 ～10 ms。
从图中可以看出，在触点抖动期间检测按键的通与断状态，可能导致判断出错。
即按键一次按下或释放被错误地认为是多次操作，这种情况是不允许出现的。
为了克服按键触点机械抖动所致的检测误判，必须采取去抖动措施，可从硬件、软件两方面予以考虑。
一般来说，在键数较少时，可采用硬件去抖，而当键数较多时，采用软件去抖。
（本学习板采用软件去抖方式）。
软件去抖的流程图如图1（b）所示。
从按键的去抖流程图我们可以知道，检测到有键按下时，应延时等待一段时间（可调用一个5ms~10ms的延迟子程序），然后再次判断按键是否被按下，若此时判断按键仍被按下，则认为按键有效，若此时判断按键没有被按下，说明为按键抖动或干扰，应返回重新判断。
键盘真正被按下才可进行相应的处理程序，此时基本就算实现了按键输入，进一步的话可以判断按键是否释放。
8个独立按键电路图从图中可知独立式按键采用每个按键单独占用一根I/O 口线结构。
当按下和释放按键时，输入到单片机I/O 端口的电平是不一样的，因此可以根据不同端口电平的变化判断是否有按键按下以及是哪一个按键按下。
按键和单片机引脚连接并加了上拉电阻，这样当没有按键按下的时候，I/O 输入的电平是高电平，当有按键按下的时候，I/O 输入的电平是低电平。
虽然独立式按键电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用一根I/O 口线，因此，在按键较多时，I/O 口线浪费较大。
vivado按键消抖原理
vivado按键消抖原理按键消抖是指在数字电路中，当按键按下或释放时，由于按键机械开关的特性，会导致电路出现不稳定的信号状态。
这种不稳定状态可能会导致错误的触发，例如出现多次触发或漏触发。
因此，为了确保按键信号的稳定性和可靠性，需要进行按键消抖处理。
按键消抖的原因主要有两个方面。
首先，按键机械开关的接触面存在微小的弹跳现象，当按键按下或释放时，接触面会在短时间内反复接触和分离，导致电路信号出现多次变化。
其次，由于电路中存在的噪声干扰，也会使得按键信号产生抖动。
为了解决按键消抖问题，可以采用硬件和软件两种方法。
硬件方法主要通过添加滤波电路或使用稳定的按键开关来消除按键弹跳现象。
滤波电路可以通过RC电路或者使用专用的按键消抖芯片来实现。
而软件方法主要通过在数字电路中添加按键消抖算法来处理按键信号。
在Vivado中，按键消抖可以通过使用状态机来实现。
状态机是一种用于描述系统行为的模型，可以根据输入信号的状态变化来改变系统的状态和输出。
在按键消抖中，可以使用状态机来检测按键信号的变化，并根据一定的状态转换规则来消除按键弹跳现象。
具体实现时，可以将按键信号作为输入，将按键状态和输出作为状态机的状态和输出。
当按键信号发生变化时，状态机会根据一定的状态转换规则进行状态转换，并输出消抖后的按键信号。
常用的状态转换规则包括按键按下时状态转换为按下状态，按键释放时状态转换为释放状态，以及连续按键时状态不变。
在Vivado中，可以使用Verilog或VHDL等硬件描述语言来编写状态机代码。
首先，需要定义状态机的输入、输出和状态变量，并初始化各个变量的初始值。
然后，需要编写状态转换规则和输出逻辑，根据输入信号的状态变化来改变状态和输出。
最后，需要将状态机代码综合生成对应的逻辑电路，并进行仿真和验证。
总结起来，按键消抖是数字电路设计中常见的问题，为了确保按键信号的稳定性和可靠性，需要进行按键消抖处理。
在Vivado中，可以使用状态机来实现按键消抖，通过定义状态转换规则和输出逻辑，消除按键弹跳现象。
实验三_用状态机实现序列检测器的设计
实验三_用状态机实现序列检测器的设计引言：序列检测器是一类常用的电子设计电路，它在接收到特定的输入序列时，会产生特定的输出序列。
在许多应用场景中，如通信系统、数字信号处理和自动控制等领域，序列检测器都发挥着重要的作用。
本实验将利用状态机的概念，设计并实现一个简单的序列检测器。
一、序列检测器的设计原理序列检测器的设计原理基于状态机的思想。
状态机是一种抽象的计算模型，它由一组状态、一组输入和一组转移动作组成。
在序列检测器中，输入序列被连续地输入，状态也会根据输入进行不断变化。
当状态机检测到了预设的特定输入序列时，就会产生相应的输出序列。
二、序列检测器的设计步骤1.确定输入和输出序列：首先确定所需检测的输入序列和对应的输出序列，这将决定状态机的状态转移条件。
2.绘制状态转移图：根据输入和输出序列，绘制状态转移图，即用状态变量和状态转移条件表示状态转移关系。
3.设计状态机的状态转移表：根据状态转移图，将所有可能的状态转移关系整理为一个状态转移表。
4.实现状态机的代码逻辑：根据状态转移表，编写代码实现状态机的逻辑功能。
三、设计实例在本实验中，我们以一个简单示例为例，演示序列检测器的设计流程。
假设输入序列为0101，当检测到该输入序列时，输出序列为011.确定输入和输出序列：输入序列为0101，输出序列为012.绘制状态转移图：根据输入和输出序列，绘制状态转移图如下：0/00，S0，1/1/1说明：状态S0表示未检测到特定输入序列，状态S1表示检测到特定输入序列。
3.设计状态机的状态转移表：根据状态转移图，得到状态转移表如下：输当前状态，0，1S0，S0，S1S1，S0，S14.实现状态机的代码逻辑：根据状态转移表，编写代码实现状态机的逻辑功能，伪代码如下：if (当前状态 == S0)if (输入 == 0)当前状态=S0;输出=0;} else if (输入 == 1)当前状态=S1;输出=0;}} else if (当前状态 == S1)if (输入 == 0)当前状态=S0;输出=1;} else if (输入 == 1)当前状态=S1;输出=1;}}四、实验总结本实验利用状态机的思想，设计并实现了一个简单的序列检测器。
STM32按键扫描之状态机
STM32按键扫描之状态机问题描述：STM32平台GPIOA_Pin_6连接独立按键。
现需要实现：当按键按下后在1秒内释放了，此时计数值加1，而当按键按下后在1秒内没有释放，那么以后每隔0.5秒，计数值就会自动加上10，直到按键释放为止。
实现原理：采用有限状态机分析，事半功倍。
状态转换图如下：因此该状态图有四种状态：初始状态无按键状态（NoKeyDownStatus）、按键确认状态（KeySureDownStatus）、单次按键状态（OnceKeyDownStatus）、和连发状态（ContiousKeyDownStatus）。
系统每10ms进入读按键状态函数：StateStatus ReadKeyStatus(void)定义一个枚举类型列出该系统所有的状态：typedef enum{NoKeyDownStatus=0,KeySureDownStatus,OnceKeyDownStatus,ContiousKeyDownStatus}StateStatus;/**************************************************************Name :StateStatus ReadKeyStatus(void)*Function :Get the key status at the frequency of 10ms*Input :None*Output :Key status*************************************************************/StateStatus ReadKeyStatus(void){static StateStatus state = NoKeyDownStatus;static int TimeCount=0;int KeyPress = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_6);StateStatus KeyReturn = NoKeyDownStatus;switch(state){case NoKeyDownStatus:if(!KeyPress){state = KeySureDownStatus ;}break;case KeySureDownStatus:if(!KeyPress){state = OnceKeyDownStatus ;TimeCount = 0;}else{state = NoKeyDownStatus ;}break;case OnceKeyDownStatus:if(KeyPress) //if the kye is up,so it's a normal key.{state = NoKeyDownStatus ;KeyReturn = OnceKeyDownStatus;}/*-If the status keep 1s,state switch to contious status-*/ else if(++TimeCount>=100){state = ContiousKeyDownStatus ;TimeCount = 0;KeyReturn = ContiousKeyDownStatus ;}break;case ContiousKeyDownStatus:if(KeyPress){state = NoKeyDownStatus ;KeyReturn = NoKeyDownStatus ;}/*-contious status have stay for 0.5s-*/else if(++TimeCount>50){//state = ContiousKeyDownStatus;KeyReturn = ContiousKeyDownStatus;TimeCount = 0;}/*if it dose not uplift but stay for ContiousKeyDownStatus less than 0.5s*/else{KeyReturn = NoKeyDownStatus;}break;}return KeyReturn;}代码微分析：如图在计时状态一时，其状态转换条件有：1）该状态没有维持1S时，按键就已抬起，此时转换到无按键按下状态。
独立按键识别-单片机原理-实验报告
宁德师范学院计算机系
实验报告
（2014—2015学年第 2学期）
课程名称单片机原理
实验名称独立按键识别
专业计算机科学与技术（软工）年级 2012级
学号 B2012103145 姓名冯武
指导教师杨烈君
实验日期 2015.5.27
实验步骤、实验结果及分析：
1 实验步骤：
1、使用Proteus ISIS 7 Professional
应用程序，建立一个.DSN文件
2、在“库”下拉菜单中，选中“拾取元件”（快捷键P），分别选择以下元件：AT89C51、CAP、CAP-ELEC、CRYSTAL、RESPACK-8。
3、构建仿真电路
图1 按键识别1、2
图2 按键识别3
图3按一下暂停
图4归零
图5时钟调整
电路图
注：1、报告内的项目或设置，可根据实际情况加以补充和调整 2、教师批改学生实验报告应在学生提交实验报告10日内。
单片机按键单击双击长按功能实现
单片机按键单击双击长按功能实现在很多嵌入式系统中，都需要对按键进行检测和处理，以实现不同的功能。
常见的按键功能包括单击、双击和长按。
在这篇文章中，我们将介绍如何使用单片机实现这些按键功能。
首先，我们需要连接一个按键到单片机的I/O口。
按键通常是一个开关，有两个接触点。
当按键按下时，两个接触点会闭合，导致I/O口的电平发生变化。
我们可以利用这个变化来检测按键的状态。
为了实现按键功能，我们需要编写一段程序来监测按键的状态。
以下是一个简单的流程：1.初始化I/O口：将按键连接到I/O口上，并将I/O口设置为输入模式。
2.监测按键状态：定时读取I/O口的电平状态，以检测按键是否按下。
如果I/O口电平发生变化，则按键被按下或松开。
3.单击功能：当按键被按下时，记录当前时间，并等待一段时间，如果超过这段时间，说明按键已松开，则触发单击功能。
4.双击功能：如果在两次按键之间的时间间隔内再次检测到按键按下，则触发双击功能。
5.长按功能：当按键被按下一段较长的时间后，触发长按功能。
下面我们来具体介绍如何实现这些功能。
首先，我们需要初始化单片机的I/O口。
这个过程可以通过配置相应的寄存器实现。
具体的方法和步骤依赖于你使用的单片机型号和开发环境。
在这里，我们不具体展开，而是假设我们已经成功初始化了I/O口。
接下来，我们需要设置一个计时器用于定时检测按键的状态。
计时器的定时周期决定了我们可以检测的最短按键时间间隔。
通常，我们使用一个定时器来实现单击和双击功能，使用另一个定时器来检测长按功能。
一旦我们完成了计时器的配置，我们就可以开启定时器中断，并启动计时器。
每当定时器溢出时，中断函数会被触发，我们可以在这个函数中检测按键的状态。
在中断函数中，我们读取I/O口的电平状态，并根据当前的按键状态做出相应的处理。
首先，我们需要检测按键是否按下。
为了防止按键的抖动和误触发，我们使用一个状态机来确定按键的状态。
状态机的状态可以分为按下和松开两种。
最简洁的按键检测 原理算法 c语言
最简洁的按键检测原理算法 c语言按键检测是在电子设备中常见的操作，它可以实现对按键的状态进行监测和响应。
本文将介绍一种简洁的按键检测原理算法，并使用C语言进行实现。
在电子设备中，按键通常是一种开关，用于接通或断开电路。
按下按键时，电路闭合，产生一个信号，通过按键检测可以获取到这个信号，并进行相应的处理。
按键检测的原理算法如下：1. 初始化：首先需要对按键进行初始化设置，包括设置按键引脚的输入/输出状态和电平状态。
2. 检测按键状态：通过读取按键引脚的电平状态来检测按键的状态。
一般来说，按键引脚的电平为高电平（1）表示按键未按下，低电平（0）表示按键按下。
3. 延时：为了避免检测到按键的抖动（按键在按下和松开的瞬间会产生多次信号），可以在检测到按键状态改变后进行一个短暂的延时，一般为几毫秒。
4. 再次检测：在延时后，再次读取按键引脚的电平状态。
如果检测到的状态与之前不同，说明按键的状态发生了改变。
5. 处理按键事件：根据按键的状态改变来进行相应的处理，比如执行一段代码、发送一个信号等。
6. 循环检测：以上步骤需要放在一个循环中进行，以实现对按键状态的持续监测和响应。
下面是一个简单的按键检测的C语言示例代码：```c#include <stdio.h>#include <wiringPi.h>#define BUTTON_PIN 17int main(){if (wiringPiSetup() == -1) // 初始化wiringPi库{printf("wiringPi setup failed!\n");return -1;}pinMode(BUTTON_PIN, INPUT); // 设置按键引脚为输入模式int previousState = HIGH; // 初始状态为未按下while (1){int currentState = digitalRead(BUTTON_PIN); // 读取按键引脚的电平状态if (currentState != previousState) // 检测到按键状态改变{delay(50); // 延时50毫秒，避免按键抖动currentState = digitalRead(BUTTON_PIN); // 再次读取按键引脚的电平状态if (currentState != previousState) // 再次检测到按键状态改变{if (currentState == LOW) // 按键按下{printf("Button pressed!\n");// 其他处理代码...}else // 按键松开{printf("Button released!\n");// 其他处理代码...}}}previousState = currentState; // 更新前一个状态}return 0;}```以上代码使用了wiringPi库来进行GPIO的控制和读取，需要在编译时加上-lwiringPi选项。
单片机独立按键实验报告总结
单片机独立按键实验报告总结本次实验我们使用了单片机进行了独立按键实验，通过学习掌握了单片机输入输出口的基本使用方法以及独立按键的使用方法和技巧。
以下是本次实验的总结：一、实验内容本次实验的主要内容是独立按键的使用方法和技巧。
通过学习，我们掌握了独立按键的接法原理和基本应用方法。
在实验中，我们首先通过理论学习了按键的工作原理，了解了按键在电路中的应用和接法方法，然后实际动手进行了按键电路的搭建和单片机程序的编写，最后进行了按键测试和实验结果分析。
二、实验步骤1.理论学习：首先，我们学习了独立按键的工作原理和接法原理，了解按键在电路中的应用和接法方法，掌握了按键接口的输入输出方式，并对具体实现过程和技巧进行了分析和探讨。
2.电路搭建：根据学习到的按键接法原理和电路图，我们使用面包板和导线搭建了独立按键电路，将按键连接到单片机的输入端口上，并设置相应的电阻来保护电路和单片机芯片。
3.程序编写：通过阅读单片机说明书和参考其他资料，我们学习了单片机输入输出口的基本使用方法和指令，编写了程序代码，实现了独立按键操作的功能。
我们实现了多种按键操作方式，包括单击、长按等方式，并添加了相应的提示和保护措施，以确保程序的可靠性和稳定性。
4.测试实验：最后，我们进行了独立按键测试实验，通过按键操作，观察测试实验结果，进行了数据分析和结论汇总。
实验结果表明，我们的按键电路和程序代码都实现了预期的功能和效果，证明了我们在实验中掌握的独立按键技巧和方法是正确和有效的。
三、实验结论通过本次实验，我们掌握了单片机输入输出口的基本使用方法和独立按键的使用方法和技巧，了解了按键在电路中的应用和接法方法，探索了独立按键实现的多种方式和技巧，提高了我们的电路设计能力和程序设计能力。
同时，本次实验还加强了我们的实验动手操作能力，增强了我们的实际应用能力和创新思维能力，为我们以后的学习和工作打下了坚实的基础。
c语言按键消抖常用方法
在C语言中，按键消抖是指处理物理按键在按下或释放时可能产生的抖动或不稳定信号的问题。
常用的方法包括软件延时消抖和状态机消抖。
1. 软件延时消抖：- 当检测到按键按下或释放时，可以通过在代码中添加一个短暂的延时来过滤掉按键可能产生的抖动信号。
例如，在按键检测到变化后，延时几毫秒以确保按键信号稳定后再进行状态读取。
```cvoid delay(unsigned int ms) {unsigned int i, j;for (i = 0; i < ms; i++)for (j = 0; j < 300; j++);}// 在按键检测中使用延时if (button_pressed && !last_button_state) {delay(10); // 等待10毫秒if (button_pressed) {// 执行按键按下后的操作last_button_state = button_pressed;}}```这种方法简单易行，但需要根据具体硬件和按键特性调整延时时间，且可能会造成按键响应速度变慢。
2. 状态机消抖：- 利用状态机来跟踪按键状态变化，并在一定持续时间内保持一致的状态才认定为有效按键按下或释放。
这可以通过一个状态变量和定时器结合实现。
```cenum ButtonState {IDLE, PRESSED, RELEASED};enum ButtonState current_state = IDLE;unsigned int debounce_timer = 0;// 在按键检测中使用状态机void button_check() {switch (current_state) {case IDLE:if (button_pressed) {current_state = PRESSED;debounce_timer = 10; // 设定10毫秒的延时}break;case PRESSED:if (!button_pressed) {current_state = RELEASED;debounce_timer = 10; // 设定10毫秒的延时}break;case RELEASED:if (button_pressed) {current_state = PRESSED;debounce_timer = 10; // 设定10毫秒的延时}break;}if (debounce_timer > 0) {debounce_timer--;} else {if (current_state == PRESSED) {// 执行按键按下后的操作} else if (current_state == RELEASED) {// 执行按键释放后的操作}current_state = IDLE; // 处理完毕后返回IDLE状态 }}```这种方法相对于延时消抖更加灵活，可以根据具体需求设置不同的延时时间，并且不会影响整体的按键响应速度。
一、独立按键检测长按短按
⼀、独⽴按键检测长按短按//长按开关机，短按切换功能//开机状态下，短接按才有效//长按时间到，不需松⼿就动作，便开观察开关机，短按松⼿动作//按键去抖动//关机状态下，5S内⾃动睡眠，按键唤醒bit B_1ms=0;u16 T_5s=0;#define Const_Key_Jitter 40 //抖动计数#define Const_Key_Long 1000 //长按1秒u16 INT1_Cnt=0;bit Short_Click=0;bit Long_Click=0;bit INT1_Lock=0;bit Power_On=0;/*******************************************************当短按有效时，继续计数，满⾜长按条件⾃锁松⼿解锁短按为松⼿后判断长按不需要松⼿就有效*******************************************************/void Key_Scan(){if(INT1==1){INT1_Cnt=0; //按下计数清0if(INT1_Lock==1) //长按锁标志{INT1_Lock=0;}else if (Short_Click==1&&(Power_On==1)) //短按标志且电源开启{Short_Click=0;BLUE=~BLUE;}}else if(INT1_Lock==0) //有键按下,且⾃锁标志为0,即第⼀次按下{INT1_Cnt++;if(INT1_Cnt>=Const_Key_Jitter){Short_Click=1; //短按有效标志}if(INT1_Cnt>=Const_Key_Long) //说明是长按,开⾃锁{INT1_Lock=1; //长按锁住//INT1_Cnt=0;Short_Click=0;Power_On=~Power_On;RED=~RED;}}}void main( ){delay_ms(10);GPIO_Inilize();Timer0_Inilize();Exti_Inilize();TR0=1;EA=1;while(1){if(B_1ms==1){B_1ms=0;if(++T_5s>=5000){T_5s=0;if(INT1&&(Power_On==0)){TR0=0;BLUE=0;RED=0;INT1_Clear(); //清标志IE1=0INT1_Enable(); //使能按键中断EX1=1，⽤于唤醒MCU_POWER_DOWN(); //进⼊睡眠NOP7();}}Key_Scan();}}}/********************* Timer0中断函数定时1ms************************/ void timer0_int (void) interrupt TIMER0_VECTOR{TF0=0;B_1ms=1;}void Ext_INT1 (void) interrupt INT1_VECTOR //进中断时已经清除标志{INT1_Disable(); //关闭按键中断使能TR0=1;}。
状态机按键检测
状态机可归纳为 4 个要素，即现态、条件、动作、次态。这样的归纳，主要是出于对状 态机内在因果关系的考虑。“现态”和“条件”是因，“动作”和“次态”是果。详细如下：
状态机是一种概念性机器，它能采取某种操作来响应一个外部事件。具体采取的操作不仅能取决于接收到的事件，还能取决于各个事件的相对发生顺序。之所以能做到这一点，是 因为机器能跟踪一个内部状态，它会在收到事件后进行更新。为一个事件而响应的行动不仅 取决于事件本身，还取决于机器的内部状态。另外，采取的行动还会决定并更新机器的状态。 这样一来，任何逻辑都可建模成一系列事件/状态组合。
按键的状态机实现
一个按键从键按下到松开的过程如下如所示。从图中可以看出，按键的按下和松开的过程都
有抖动的干扰问题，因此要将它们消除。
可将将按键抽象为 4 个状态：
（1）未按下，假定为 S0 （2）确认有键按下，假定为 S1 （3）键稳定按下状态，假定为 S2 （4）键释放状态，假定为 S3。 （有时也可以抽象为 3 个状态 S0，S1，S3）。
在定时器中，定时 10ms，定时到后在中断服务程序中调用下述函数，每次执行的间隔 10ms，可以有效的消除消抖，提高 CPU 的利用率。
同时可以将状态机应用于其他的程序中，一个串行通信的时序（不管它是遵循何种协议， 标准串口也好、I2C 也好；也不管它是有线的、还是红外的、无线的）也都可以看做由一系 列有限的状态构成。显示扫描程序也是状态机；通信命令解析程序也是状态机；甚至连继电 器的吸合/释放控制、发光管（LED）的亮/灭控制又何尝不是个状态机。
实验八用状态机实现序列检测器的设计
实验八用状态机实现序列检测器的设计
1、实验目的
本实验旨在通过状态机的设计实现一个序列检测器，该序列检测器可
以检测01序列中可编程的模式，并实现相应的响应动作。
2、实验原理
序列检测器是一种有限状态机，由一系列状态和一系列触发器组成，
可以检测特定的序列，并拥有一定的驱动和响应动作。
根据所检测的序列，检测器通过触发器设置能够自动的转换到特定的状态，触发器的设置可以
根据需要进行调整，从而实现不同的序列和不同的响应动作。
3、实验内容
（1）状态机的设计
状态机的设计分为状态图设计和状态表设计两部分，在状态图设计中，绘制出起始状态、可能的转移状态以及相应的触发器， shown by figure 1 below . 再根据实验的要求，结合状态图和状态表，确定每一个触发器
的对应的转移状态以及响应动作， shown by table 1 below .
（2）用VHDL编程实现状态机
在VHDL中，可以实现上面的状态机，用自定义的类型定义状态、触
发器、响应动作以及转移条件，将状态图转换成可执行的VHDL代码，shown by listing 1 below .
（3）VHDL代码的仿真
在仿真中，可以根据状态图测试序列检测器的功能，确保能够检测出正确的模式，并实现预期的响应动作， shown by figure 2 below.
4、实验结果。
实验五：独立式键盘实验
实验五：独立式键盘实验4.5.1 实验目的1. 掌握单片机独立键盘接口设计方法。
2. 掌握单片机键盘扫描程序设计方法。
3. 掌握按键功能设计方法。
4. 掌握软件消除按键抖动方法。
4.5.2 实验预习1．熟悉Keil集成编译环境的使用方法。
2. 复习单片机C语言程序设计方法。
3. 复习独立键盘工作原理。
4. 复习按键去抖动方法。
4.5.3 实验原理实验板上提供4个独立按键，与单片机接口如图4.5.1所示，每个按键单独接单片机一个I/O接口。
只要将相应端口设为1，然后判断端口状态，如果仍为1，则按键处于断开（释放）状态，如果为0，则按键处于接通（闭合）状态。
图4.5.1 独立键盘电原理图4.5.4 预作实验任务1. 用Proteus仿真软件绘制独立键盘电路图，包括如图4.5.1所示键盘接口，单片机最小系统以及数码管动态显示电路。
2. 简述按键识别过程中如何等待按键释放。
3. 简述按键抖动对单片机系统工作性能的影响，并简介消除按键抖动的方法。
4. 编写按键识别函数，要求正确识别4个按键的状态，如果有按键按下则返回键值，从左到右四个键值分别为1~4。
并通过仿真或实验板验证（要求用软件的方法消除按键抖动）。
5.为实验板上4个按键设定不同的功能，在数码管上显示数字128，4个按键按下后分别对显示的数字做如下修改：key1：数字+1；key2：数字-1；key3：数字+10；key4：数字-10；流程图如图4.5.2所示，试设计完整程序（按键识别子程序KEYSCAN和动态显示子程序DISPLAY可直接调用这里省略）。
图4.5.2 按键功能设计流程图4.5.5 实验任务1．开机时数码管显示1002．按键key1一次数字加1，按键key2一次数字减1。
加到999时再加1归零，减到000时再减1得999。
3．按住键key3不放实现连加功能，每0.2s加1。
4．按住键key4不放实现连减功能，每0.2s减1。
4.5.6 实验步骤1．分析题意，确定算法，绘制主程序流程图。
按键功能实验报告总结
按键功能实验报告总结1. 引言按键是现代电子设备中常用的输入方式之一，通过按下不同的按键可以实现不同的功能。
本次实验旨在探究按键的功能实现及原理。
2. 实验过程2.1 实验材料本次实验所需材料如下：- 按键模块- Arduino UNO 控制板- 杜邦线2.2 实验步骤1. 将按键模块与Arduino UNO 控制板连接，确保电路连接正确无误。
2. 编写Arduino 代码，实现按键功能。
3. 将代码上传至Arduino UNO 控制板。
4. 进行功能测试，观察按键是否正常工作。
3. 实验结果实验过程中，我们成功实现了按键的功能。
通过编写Arduino 代码，我们实现了以下几种按键功能：3.1 单击按键当按下按键时，Arduino UNO 控制板会通过串口输出“Button Pressed!”的提示信息。
观察串口监视器，可以清楚地看到按键按下的时刻。
3.2 长按按键当按住按键一段时间后释放，Arduino UNO 控制板会通过串口输出“Button Released!”的提示信息。
通过修改代码中的延时时间，可以调节长按的时间阈值。
3.3 多次按下当连续按下按键多次后，Arduino UNO 控制板会通过串口输出按下的次数。
这可以用于实现计数等功能。
3.4 组合键通过将多个按键同时按下，可以实现组合键的功能。
例如，按下A 键和B 键可以触发某种动作，而单独按下任意一个按键不会有任何响应。
4. 实验分析通过本次实验，我们深入了解了按键的功能实现及原理。
按键模块采用了电磁原理，当按键按下时，电流通过按键形成一条通路，这个通路将电压传递到Arduino 控制板上。
Arduino 控制板通过读取某个引脚上的电压变化，来检测按键是否按下。
在编写Arduino 代码时，需要使用到状态机的思想。
通过不同的状态来判断按键的状态变化，从而实现不同的功能。
在本次实验中，我们使用了按键的两个状态：按下和释放。
此外，还需要注意防抖处理。
独立按键实验总结范文
一、实验背景在单片机实验中，独立按键实验是一个基础且重要的实验项目。
通过本实验，我们能够了解独立按键的工作原理、硬件连接以及软件编程方法，从而为后续的单片机应用开发打下坚实的基础。
二、实验目的1. 掌握独立按键的工作原理及硬件连接方法；2. 学会编写独立按键的软件程序，实现按键控制LED灯的亮灭；3. 熟悉单片机编程过程中的延时函数、状态判断等基本操作。
三、实验内容1. 独立按键的工作原理独立按键是一种电子开关，通过内部金属片的接触与断开来控制电路的连通与断开。
在未按下按键时，内部金属片不接触，电路断开；当按下按键时，内部金属片接触，电路导通。
按键的内部结构如图1所示。
2. 独立按键的硬件连接本实验使用了一个独立按键和一个LED灯作为实验对象。
按键的一端接地，另一端连接到单片机的P3.0口，LED灯的正极连接到单片机的P1.0口，负极连接到地。
电路连接如图2所示。
3. 独立按键的软件编程（1）编写延时函数延时函数用于实现按键消抖处理。
以下是一个10ms延时的函数实现：```cvoid delay10ms(unsigned int ms){unsigned int i, j;for(i = 0; i < ms; i++)for(j = 0; j < 123; j++);}```（2）编写按键检测函数按键检测函数用于检测按键是否被按下。
以下是一个按键检测函数的实现：```cunsigned char checkKey(void){if(P3_0 == 0) // 检测按键是否被按下{delay10ms(500); // 延时消抖if(P3_0 == 0) // 再次检测按键是否被按下return 1; // 按键被按下}return 0; // 按键未被按下}```（3）编写主函数主函数用于实现按键控制LED灯的亮灭。
以下是一个主函数的实现：```cvoid main(void){while(1){if(checkKey()) // 检测按键是否被按下{LED = !LED; // 切换LED灯状态delay10ms(500); // 延时消抖}}}```四、实验总结通过本次独立按键实验，我们掌握了以下知识点：1. 独立按键的工作原理及硬件连接方法；2. 独立按键的软件编程，包括延时函数、按键检测函数以及主函数；3. 按键消抖处理的重要性及实现方法。
一种实用的单片机按键检测方式
一种实用的单片机按键检测方式《手把手教你学51单片机》第八课讲解按键相关内容的时候，介绍了一种状态检测扫描按键的办法，既可以检测按键，又可以有效消抖。
但是部分同学以前没有接触过类似的思想和方式，所以可能接受起来有点难度，这里我再详细给讲解分析一下，如果教程第八课你已经彻底明白，那么这里可以不用再学习了，如果还模模糊糊，可以再巩固一下。
1、独立按键常用的按键电路有两种形式，独立式按键和矩阵式按键，独立式按键比较简单，它们各自与独立的输入线相连接，如下图所示。
4条输入KeyIn1、KeyIn2、KeyIn3、KeyIn4接到单片机的IO口上，当按键K1按下时，+5V通过电阻R1然后再通过按键K1最终进入GND形成一条通路，那么这条线路的全部电压都加到了R1这个电阻上，KeyIn1这个引脚就和GND等电位，是个低电平。
当松开按键后，线路断开，就不会有电流通过，那么KeyIn1和+5V就应该是等电位，是一个高电平。
我们就可以读取通过KeyIn1这个IO口的高低电平来判断是否有按键按下，独立按键的原理还是很简单的。
2、矩阵按键在某一个系统设计中，如果需要使用很多的按键时，做成独立按键会大量占用IO口，因此我们引入了矩阵按键的设计方式，如下图所示，用了8个IO口实现了16个按键检测的电路。
上图，一共有4组按键，我们只看其中一组，如下图所示。
大家认真看一下，如果KeyOut1输出一个低电平，KeyOut1就相当于是GND，是否相当于4个独立按键呢。
当然这时候KeyOut2、KeyOut3、KeyOut4都必须输出高电平，它们都输出高电平才能保证与它们相连的三路按键不会对这一路产生干扰，大家可以对照两张原理图分析一下。
同理，可以将KeyOut1，KeyOut3，KeyOut4都拉高，把KeyOut2拉低，来读取KEY5到KEY8的值。
关于按键扫描的具体程序部分，大家可以去参考教程，我这里只把一段摘出来给大家讲一下，部分同学对其中一条语句有所疑问。
51独立按键检测原理
51独立按键检测原理
51单片机独立按键检测原理是利用I/O口的输入功能，将按键的一端接地，另一端接I/O口。
在开始时给I/O口赋高电平，然后不断检测I/O口是否变为低电平。
如果按键按下，相当于I/O口通过按键与地相连，变成低电平，程序一旦检测到I/O口变为低电平就说明按键被按下，然后执行相应的指令。
由于使用的是弹性小按键，在按下时会有微观上的机械抖动，反应到电平就是高、低、高、低，抖动的长短与机械特性有关，一般在5~10ms。
所以在检测键盘是否按下时要加上去抖动操作。
如需了解更多关于51单片机独立按键检测原理的信息，建议查阅相关资料
或咨询专业人士。
实验二独立按键试验实验报告
实验二独立按键试验实验报告
一、实验目的
独立按键试验是为了验证按键与单片机的连接是否正常，并测试按键
功能是否正常，通过实验掌握按键接口的使用和按键的原理。
二、实验原理
在实际应用中，常常需要使用按键来实现硬件的控制。
按键的原理是：当按键关闭时，两个按键引脚之间短接，按键关闭。
当按键打开时，两个
按键引脚之间断开，按键打开。
三、实验仪器
1.单片机开发板
2.按键
3.面包板和杜邦线
4.电源线
四、实验步骤
1.将按键连接到单片机开发板上的按键接口，并接通电源。
2.编写程序，监测按键是否被按下，并通过串口输出按键的状态。
3.烧录程序到单片机，运行程序。
4.进行按键试验。
五、实验结果与分析
按下按键后，通过监测按键引脚的电平变化，可以判断按键是否被按下。
根据不同的按键连接方式，可能需要使用上拉电阻或下拉电阻来连接按键。
六、实验结论
通过独立按键试验，我们验证了按键与单片机的连接是否正确，并测试了按键的功能。
在实际应用中，可以根据需要使用按键来实现硬件的控制。
七、实验心得
通过本次实验，我掌握了按键接口的使用方法和按键的原理。
在实际应用中，按键是一个常用的控制元件，有了这次实验的经验，以后在使用按键时会更加得心应手。
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人机界面最重要的就是按键了，觉得按键做的最好的就是手机的按键了，有长按、敌探、连发等功能。
还有组合等。
一个好的按键程序用书本上学的按键检测方法已经不能适应工程的需要了，为此人们设计出一种状态机检测按键的方法。
在一个系统中按键是随机的，因此系统软件对按键要一直循环查询，由于按键检测过程需要进行消抖处理，因此取状态机的时间序列为10ms，这样不仅可以跳过按键抖动的影响，同时也小于0.3－0.5秒的稳定闭合期，不会将按键的操作过程丢失。
程序实现方法，用定时器定时10ms，每隔10ms检测一次按键，将一个按键的检测过程分为几个不同的状态，最简单的分为初使状态－按键闭合确认状态－按键释放状态，如果要求按键实现的功能越多，状态也就越多，比如还有常用的长按状态。
以下是一个状态机按键程序，仅供参考。
程序基于AVR 单片机， key.h文件的一部分
#define KEY0_PORT PORTD
#define KEY0_DDR DDRD
#define KEY0_PIN PIND
#define KEY0 PD0
#define KEY1_PORT PORTD
#define KEY1_DDR DDRD
#define KEY1_PIN PIND
#define KEY1 PD1
#define KEY2_PORT PORTD
#define KEY2_DDR DDRD
#define KEY2_PIN PIND
#define KEY2 PD2
#define KEY3_PORT PORTD
#define KEY3_DDR DDRD
#define KEY3_PIN PIND
#define KEY3 PD3
#define KEY0_STATUS (BIT_STATUS(KEY0_PIN,KEY0))
#define KEY1_STATUS (BIT_STATUS(KEY1_PIN,KEY1))
#define KEY2_STATUS (BIT_STATUS(KEY2_PIN,KEY2))
#define KEY3_STATUS (BIT_STATUS(KEY3_PIN,KEY3))
#define KEY_SERIES_FLAG 200 //按键连发开始所需时间长度
#define KEY_SERIES_DELAY 5 //按键连发的时间间隔长度
//按键属性
#define KEY_DOWN 0xA0
#define KEY_LONG 0xB0
#define KEY_LIAN 0xC0
#define KEY_UP 0xD0
#define KEY_LONG 0xB0
#define KEY_LIAN 0xC0
#define KEY_UP 0xD0
#define NO_KEY 0x00
#define KEY0_DOWN 0X01
#define KEY1_DOWN 0X02
#define KEY2_DOWN 0X03
#define KEY3_DOWN 0X04
#define KEY0_PRESS (KEY_DOWN|KEY0_DOWN)
#define KEY1_PRESS (KEY_DOWN|KEY1_DOWN)
#define KEY2_PRESS (KEY_DOWN|KEY2_DOWN)
#define KEY3_PRESS (KEY_DOWN|KEY3_DOWN)
key.c文件一部分
static uchar Get_Key(void)
{
if (KEY0_STATUS==0) return KEY0_DOWN;
if (KEY1_STATUS==0) return KEY1_DOWN;
if (KEY2_STATUS==0) return KEY2_DOWN;
if (KEY3_STATUS==0) return KEY3_DOWN;
return NO_KEY;
}
uchar Key_Scan(void)
{
static uchar Key_State = 0; //按键状态
static uchar Key_Prev = 0; //上一次按键 static uchar Key_Delay = 0; //按键连发时间 static uchar Key_Series = FALSE; //标志连发开始
uchar Key_Press = NO_KEY; //按键值
uchar Key_Return = NO_KEY; //按键返回值
Key_Press = Get_Key();
switch (Key_State)
{
case 0://按键初始态00
if (Key_Press !=NO_KEY)//有按键按下
{
Key_State = 1;//转到按键确认
Key_Prev = Key_Press;//保存按键状态
}
break;
case 1://按键确认态01
if ( Key_Press ==Key_Prev )//确认和上次按键相同
{
Key_State = 2;//判断按键长按
//返回按键按下键值,按键按下就响应,如果想弹起来再响应
//可以在弹起来后再返回按键值
Key_Return = KEY_DOWN | Key_Prev;
}
else//按键抬起,是抖动,不响应按键
{
Key_State = 0;
}
break;
case 2://按键释放态10
if (Key_Press == NO_KEY )//按键释放了
{
Key_State = 0;
Key_Delay = 0;
Key_Series = FALSE;
Key_Return = KEY_UP | Key_Prev; //返回按键抬起值 break;
}
if ( Key_Press ==Key_Prev )
{
Key_Delay++;
if ((Key_Series==TRUE) && (Key_Delay>KEY_SERIES_DELAY)) {
Key_Delay = 0;
Key_Return = KEY_LIAN | Key_Press; //返回连发的值 Key_Prev = Key_Press; //记住上次的按键.
break;
}
if (Key_Delay>KEY_SERIES_FLAG)
{
Key_Series = TRUE;
Key_Delay = 0;
Key_Return = KEY_LONG | Key_Prev; //返回长按后的值 break;
}
}
default :
break;
}
return Key_Return;
}
每10ms调用一次按键检测，根据Key_Return的值来判断按键的操作，用状态机省去传统按键的延时去抖，也不在在按键的死等待，对程序时间的利用有很大的帮助，根据按键返回的状态值，事件可以在按键按下响应，也可以在按键弹起来响应，也可以实现连发、长按等功能。