独立按键控制LED灯

项目五独立按键控制LED灯

1. 掌握独立按键消抖原理

2. 掌握独立按键接口电路设计

3. 掌握独立按键控制LED灯的程序编写

项目任务

1. 设计独立按键控制LED的硬件电路

2. 编写程序分别实现按下按键1和按键2，LED灯闪烁方式不同

3. 下载程序到单片机中，运行程序观察结果并进行软硬件的联合调试

键盘是常见的计算机输入设备，在单片机应用中，按键可以设置电子钟的时间；简易

计算器中，按键可以输入数字；按键还可以实现单片机中两个不同功能程序切换。本项目要求两个按键分别实现LDE灯的不同闪烁方式，按键1按下时，8个LED灯从右向左依次点亮，按键2按下时，8个LED灯从左向右依次点亮。

本项目只需2个按键实现LED灯闪烁方式控制，因此按键接口电路设计成独立按键。

独立按键即每个按键直接与单片机I/O端口连接，当按键按下和弹开时，单片机I/O端口呈

现不同的电平。独立按键接口电路可以设计成当按键按下时，单片机I/O端口为高电平或者

低电平，读者可以根据自己的需求自行设计。单片机应用中的独立按键多是机械弹性开关，在按键按下和弹开时，由于按键的机械特性，有抖动产生。消除抖动有硬件方式和软件方式，软件方式就是编程读取I/O端口电平时，产生一个5ms〜10ms延时后，再次读取I/O端口电平，以确认按键是否按下或弹开。

1. 独立按键与矩阵按键

键盘是实现人机交互的重要计算机输入设备，其中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；另一类是无触点式开关按键，如电气式按键，磁感应按键等。按键按照接口原理可分为编码键盘和非编码键盘，编码键盘是用硬件来实现对键的识别，非编码键盘由软件来实现按键的识别。非编码键盘按连接方式可分为独立按键和矩阵按键。

独立按键特点是每个按键占用一条I/O线，当按键数量较多时，I/O 口利用率不高，但程序编制简单，适合所需按键较少的场合。矩阵按键特点是电路连接复杂，软件编程较复杂，但I/O 口利用率高，适合需要大量按键的场合。下图为常见独立按键和矩阵按键接口电路。

图独立按键接口电路与矩阵按键接口电路

上图四个按键（常开触点开关）S1，S2, S3, S4分别与单片机的四个I/O 端口连接。当按键没有按下时，四个I/O端口的电压为高电平；当按键按下

时，电源与电阻、按键构成闭合回路，四个I/O端口的电压拉为低电平。四个电阻为外部上拉电路，它们的作用是拉升外部端口的电压，如果单片机的I/O端口有内部上拉电阻的话，此处可以忽略，但编程时需注意读I/O端口时，应先给端口赋高电平，避免误读端口。矩阵按键接口电路在项目六中讲解。

2. 按键消抖

通常的按键所用的开关为机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时，由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开。如下图所示，按键抖动时间一般为5ms〜10ms。

因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动，为了不产生这种现象而作的措施就是按键消抖。

按键消抖方式有硬件消抖和软件消抖。硬件消抖在按键数目较少时使用, 常用硬件消抖电路有RS触发器和并联电容，如下图所示。

如果按键较多，常用软件方法消抖。其方法是检测按键是否按下，如按

键按下，执行一个延时程序5ms- 10ms 让前沿抖动消失后再一次检测按键状态， 如果仍保持按下，则确认为真正有按键按下。当检测到按键释放后，也执行一个 5ms - 10ms 的延时，待后沿抖动消失后转入该按键的处理程序。这种按键消抖占 用CPU 资源，采用定时器中断软件消抖效果要好些。

项目实施

1.绘制本项目电路图

2.准备焊接器材

骨口， 序号

电路组成 元件名称 规格或参数 数量 1

最 电阻 10K 2个 2

小 排阻 10K 1个 3

系 电解电容 10uF 1个 4

统 瓷片电容 30pF 2个 5

晶振

12MHz

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项目五

MCU

3. 根据电路图进行焊接参考视频资料

4. 编写本项目程序

5. 程序下载并进行软硬件调

试参考视频资料