按键接口实验

单片机的键盘接口与编程一

键盘接口和数码管接口是构成单片机人机界面的主要方法，对于一个初学者来说，这部分的内容也是较难的，我们将用四节课的时间来学习这方面的知识。这一课先来讨论键盘的接口原理与编程方法。

键盘是单片机应用系统不可缺少的重要输入设备，主要负责向计算机传递信息，我们可以通过键盘向计算机输入各种指令、地址和数据。它一般由若干个按键组合成开关矩阵，按照其接线方式的不同可分为两种：一种是独立式接法，一种是矩阵式接法，这一课先来讲解独立式键盘的工作原理和编程方法。

一．独立式键盘的工作原理和编程方法

独立式键盘具有结构简单，使用灵活等特点，因此被广泛应用于单片机系统中，那么它是如何来工作的呢？我们慢慢往下看：

1．独立式键盘的接线原理

独立式键盘是由若干个机械触点开关构成的，把它与单片机的I/O 口线连起来，通过读I/O 口的电平状态，即可识别出相应的按键是否被按下，如果按键不被按下，其端口就为高电平；如果相应的按键被按下，则端口就变为低电平。在这种键盘的连接方法中，我们通常采用上拉电阻接法，即各按键开关一端接低电平，另一端接单片机I/O 口线并通过上拉电阻与VCC 相连，如上图所示。这是为了保证在按键断开时，各I/O 口线有确定的高电平，当然，如果端口内部已经有上拉电阻，则外电路的上拉电阻可以省去，想想看，哪几个并行口内部是有上拉电阻的？

通常我们用来做键盘的按键有触点式和非触点式两种，单片机中应用的一般是由机械触点构成的触点式微动开关。这种开关具有结构简单，使用可靠的优点，但当我们按下按键或释放按键的时候它有一个特点，就是会产生抖动，看上图的按键脉冲波形，这种抖动对于人来说是感觉不到的，但对单片机来说，则是完全可以感应到的，因为计算机处理的速度是在微秒级的，而机械抖动的时间至少是毫秒级，对计算机而言，

这已是一个很“漫长”的过程了。下面我们通过一个实验来验证一下，实验程序如下：

把这个程序下载到单片机，我们会发现，当按下相应的按键时，灯并不是想象中的按一下亮，再按一下就灭，而是有时灵，有时不灵，为什么会这样呢？原来，当你按了一次按键，可是单片机却早已执行了好多次，如果执行的次数正好是奇数次，那么结果正如您所料；如果执行的次数是偶数次，那结果就不对了。为了使CPU 能正确地读出端口的状态，对每一次按键只作一次响应，就必须考虑如何去除按键的抖动。

2．按键的去抖动原则和方法

常用的去抖动的方法有两种：硬件方法和软件方法。硬件去抖动的方法很多，好多书都有介绍，这不在我们的讨论范围。单片机中常用软件去抖动法，软件法其实很简单，就是在单片机获得端口为低电平的信息后，不是立即认定按键已被按下，而是延时10 毫秒或更长一些时间后再次检测该端口，如果仍为低，说明此键的确被按下了，这实际上是避开了按键按下时的抖动时间；而在检测到按键释放后（端口为高电平时）再延时5-10 毫秒，消除后沿的抖动，然后再对按键进行处理，不过一般情况下，我们通常不对按键释放的后沿进行处理，实践证明，也能满足通常的要求。下面我们把前面的程序改一下，看看按键的去抖动是如何实现的。看下面的程序：

ORG 0000H ;

AJMP START ;

ORG 0030H ;

START:MOV SP,#5FH ;

MOV P1,#0FFH ;

MOV P3,#0FFH ;

L1:JB P3.4,L2 ;

P3.4 为“1”，不做处理，转P3.5

LCALL D10mS ; 调用延时程序

JB P3.4,L1 ;

P3.4 为“0”，说明此键确实被按下了

CPL P1.0 ; 去除抖动后取反P1.0

L3:JNB P3.4,L3 ;直到P3.4 释放后转去判断第二个键L2:JB P3.5,L1 ;P3.5 为“1”，返回去继续处理P3.4 LCALL D10mS ; 调用延时程序

JB P3.5,L2 ;

P3.5 为“0”，说明此键确实被按下了

CPL P1.1 ; 去除抖动后取反P1.1

L4:JNB P3.5,L4 ;直到P3.5 释放为止

LJMP L1 ;返回

D10mS:MOV R7,#50 ;延时的时间一般为10-20mS

D1:MOV R6,#200 ;

D2:DJNZ R6,D2 ;

把这段程序写入单片机，试试看，是不是行了，这就是独立式按键去抖动的基本方法。不过这个程序在实际应用中并没有多大的意义，因为如果按键数量比较多的话，程序就会变得很长，为什么会这样呢？因为这里我们采用了直接寻址的方式，如果我们把键值放入一个表格中，再通过查表程序来判断到底是哪个按键被按下了，再去处理相应的程序就会很简单，想想看，该怎么做？

二．独立式键盘的编程方法

我们刚才的程序演示了按键的去抖动原理和基本方法，接下来让我们做一个按键使用的实验来验证一下，我们的实验板上有4 个按键分别接到了P3 口的P3.3,P3.4,P3.5,P3.6 引脚上，现在我们用

P3.3,P3.4,P3.5 和P3.6 这四个按键来做一个实验。实验之前，先定义各个按键的功能：

A．P3.3 开始，按此键则灯开始流动(由左向右)

B．P3.4 停止，按此键则停止流动，所有灯为灭

C．P3.5 向左，按此键则灯反向流动（由右向左）

D．P3.6 向右，按此键则灯正向流动（由左向右）

实验程序如下：

UpDown EQU 00H ; 上下行标志

StartEnd EQU 01H; 起动及停止标志

LampCode EQU 21H; 存放流动的数据代码

ORG 0000H ; AJMP MAIN ;

ORG 30H ;

MAIN:MOV SP,#5FH ;

MOV P1,#0FFH ;