单片机实例之按键原理剖析

初始化
是否按下键 是 计数器+1 送显
否
图6-4 键控计数显示流程图
键盘电路原理
一、按键的特性
作为机械按钮，键按下或者放开 时，都存在着接通或断开的不稳定现 象，从而使信号电平具有抖动现象， 这种现象称为抖动。
“1” “0” ＜ 抖动时间 10ms ＜10ms 开关动作时间 ＞100ms 图6-5 按键的波形
课题三（实例） 之按键

任务一
独立式按键控制的数码管显示

任务二
矩阵键盘数码管显示
任务一
独立式按键控制的数码管显示
本任务是利用独立按键实现对数码进行控 制，记录按键的次数，每当按下一次键时， 计数器加1，将计数器的值送数码管显示，当 计数器加到10时，则归零重新计数 。 设P0口连接按键，对Key1进行计数 P1口连接数码管
硬件消抖动一般用于按键较少的情况。
三、软件消抖 如果按键较多,常用软件 方法去抖,即检测出键闭合 后执行一个延时程序,产生 5ms～10ms的延时,让前 沿抖动消失后再一次检测 键的状态,如果仍保持闭合 状态电平,则确认为真正有 键按下。 当检测到按键释放后,也 要给5ms～10ms的延时, 待后沿抖动消失后才能转 入该键的处理程序。

键译码（扫描法或反转法）


键结束


键处理

根据键码执行不同按键处理程序段。
键输入

检查键盘是否有键被按下，并消除按键抖动。
代码 flag=0; P1=0x0F;

//高四位是列线输出0，低四位是行线读入前写1
if(P1&0x0F != 0x0F){ delay(); if(P1&0x0F != 0x0F)
100Ω
K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7
P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7
P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0
a b c d e f g
dp
com
+5V
89S51
共阳极
任务二
获取矩阵键盘的键值
本任务目标是用矩阵键盘控制LED实现 一个矩阵键盘的按键值。
由于按键的抖动，使按键对应的 输出电平若干个干扰脉冲，如图6-5 所示。为了保证每按下一次按键，单 片机程序只动作一次，就需要消除因 按键的抖动现象而引起的错误动作， 具体的处理方式分为硬件消除抖动和 软件消除抖动，简称消抖。
二、 硬件消抖 图中两个“与非”门构成 一个RS触发器。当按键未按 下时,输出为1;当键按下时,输 出为0。此时即使因按键的机 械性能,使按键因弹性抖动而 产生瞬时断开（抖动跳开B）, 中要按键不返回原始状态A, 双稳态电路的状态不改变,输 出保持为0,不会产生抖动的波 形。 也就是说,即使B点的电压 波形是抖动的,但经双稳态电 路之后,其输出为正规的矩形 波。

反转法

键译码——反转法
Βιβλιοθήκη Baidu
代码 获取行号 temp = 0; P1=0x0F; temp=P1; //低四位输入 输入前写1 //列为高四位 低电平输出 //读P1口 temp=(~temp&0x0F); //屏蔽高四位 switch(temp){
思考：为什么要等键释放？ 若不等会出现什么情况？
有按键信号？ Y 延时等待10ms 仍有按键信号？ Y N
N
按键释放？ Y 按键处理
图6-7
N
软件消抖的流程图
1、C语言程序：
#include <reg51.H> sbit P0_0=P0^0; unsigned char count; unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; void delay10ms() { unsigned char i,j; for(i=250;i>0;i--) for(j=248;j>0;j--); }
图6-2
键盘控制原理图
程序设计分析
为了实现用按键控制LED的显示，首先要使 单片机读入按键的状态，再根据键盘的状态去控 制LED的亮灭。对LED的控制，在前面的课题中 已经讲了，这里不再作重点讲解，仅仅作为一个 键盘控制对象的例子。 根据图6-2所示的硬件电路，每当按下按键时， 单片机引脚P0.0将为低电平，程序运行时，需要 检测P0.0引脚是否为低电平，若P0.0引脚为低电 平，表示按键已按下。 当每次按下按键时，则使P1口输出的数据变 化一次，输出不同数据，对应的程序设计框图如 图6-4所示。
a b c d e f g
dp
com
+5V
键号
E
P1.5 P1.6 P1.7
行首号
a b c d e f g
dp
com
100Ω× 2
共阳极
一、键盘处理

在单片机程序中，对多个键的处理应包括以下三项内容： 键输入

检查键盘是否有键被按下，并消除按键抖动。 即获取是哪个键按下，得到按键的行号，和列号；有时还需计算键码 （每个按键编号，对于4*4的矩阵按键，键码共16个为[0,15]）。 即检查按键是否抬起，这样使得一次按键只做一次处理。
编写程序使得P0显示按键的行号，P2口显示按键的列号。
＋5V
5.1K× 4 3 7
C3 C2 C1 C0 2 6 A E 1 5 9 D 0 4 8 C L0 L1 L2 L3
89S51
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4
B F
P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0
void main(void) { while(1) { if(P0_0==0) { delay10ms(); if(P0_0==0) { count++; if(count==10) count=0; while(P0_0==0); P1=table[count]; } } } }
练习： 编写程序使得K0按下时显示1，K7按下时显示8，无键 按下时显示0，有多键按下时显示P。
flag=1;
}
键译码
扫描键盘

行列式键盘的具体识别方法有扫描法和反转法。 扫描法

即用列线输出，行线输入（可交换行线和列线的输入、输出关 系）。其中，列线逐列输出0，某行有键按下，行线有0输入，若 无按键，行线输入全部为1。当有键按下时，根据行线和列线可最 终确定哪个按键被按下。 行线和列线交换输入、输出，分两步获取按键的键号，但是在多 键同时按下时不能准确判断。