独立按键及矩阵键盘控制LED灯

1 1
1 1
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0 1 1 1
（2）线反转法。 线反转法也是识别闭合键的一种常用方法, 该 法比行扫描速度快, 但在硬件上要求行线与列线外 接上拉电阻。 先将行线作为输出线, 列线作为输入线, 行线 输出全“0”信号, 读入列线的值, 那么在闭合键所 在的列线上的值必为0；然后从列线输出全“0”信 号，再读取行线的输入值，闭合键所在的行线值必 为 0。这样,当一个键被按下时, 必定可读到一对 唯一的行列值。再由这一对行列值可以求出闭合键 所在的位置。
们将结合实例加以介绍。
4.等待释放 等待释放是为了保证键的一次闭合仅进行一次处
理。求得键码后，然后通过不断进行键扫描，如有
键按下，则继续扫描，否则认为键已释放。 5.按键处理
根据系统功能要求，利用单片机控制完成特定操作。
键盘接口的控制方式 在单片机的运行过程中，何时进行键盘扫描和
处理，可有下列三种情况：
类似，无论是硬件结构还是软件设计都比较简单，。
+5V
+5V
89s52 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
S1 S2 S3 S4
89S52
图8.1 独立式键盘接口 特点：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。适用于所需按键较少的场 合。
39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28
P10 P11
K0 K4
0
4 8
K1 K5
1
5 9
K2 K6
2
6
K3 K7
3
7
8wenku.baidu.comS52
P12K8 P13
K12
K9 K13
K10 K14
A K11 B
EA/VP X1 X2 RESET RD WR
9
17 16
键按下
前沿 抖动
后沿 抖动
图8.5 键闭合及断开时的抖动
为确保每按一次键单片机只进行一次处理，使 键盘可靠地工作，必须消除按键抖动。消抖方法有 硬件消抖和软件延时两种。
（1）硬件消抖法：就是在键盘中附加去抖动电 路，从根上消除抖动产生的可能性。右图所示电路 实际上是由R-S触发器构成的单脉冲电路。当按钮 开关按下时Q端输出低电平，当开关松开时Q端恢复 高电平，即输出一个负脉冲，以此消除抖动。
VCC GND RXD TXD ALE/P PSEN
40 20 10 11 30 29
C
D
E
K15
F
P17
P14
P15
P16

扫描法 和线反转法
+5V
89s52
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
图8.2 矩阵式键盘接口

0 ee 4 ed 8 eb C e7
图8.2 矩阵式键盘接口
特点：电路连接复杂，但提 高了I/O口利用率，软件编程 较复杂。适用于需使用大量 按键的场合。
P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17
1 2 3 4 5 6 7 8 13 12 15 14 31 19 18
U1
P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 INT1 INT0 T1 T0 P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P27
设第2行第 4列键按下 +5V
89C51 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
行值：1011
1 0 0 1 0 1 0
1 0 0 1 0 1 0
列值：1110
2.消抖 由于按键按下时的机械动作，在按键被按下或松 开的瞬间，其输出电压会产生波动，称为键的抖动。
100ms
10ms 10ms 键抖动时间
图8.7 软件消抖法延时区间示意图
3. 计算键码 键码是每个按键的标识。被按键确定下来之后，
接下来的工作是计算闭合键的键码，然后才能根据
键码进行对应的操作。 为编程方便，键码通常都是以键的排列顺序安 排，按照从左到右、从上向下的顺序编排。键码可
根据行号列号以查表求得，也可通过计算得到。我
1 de 5 dd 9 db D d7
2 be 6 bd A bb E b7
3 7e 7 7d B 7b F 77
键盘控制流程 单片机对矩阵 式键盘接口处理的 一般过程如图8.3所 示。
N
等待键释放
开始 键扫描 有键按下？ Y 消除抖动 键扫描 确有键按下？ Y 求键值 键释放？ Y N 求键码 等待释放 按键处理 N 键扫描
1.查询方式：单片机通过调用键盘扫描子程序，查 询有无键按下。 2.定时扫描方式：每隔一定时间执行一次键盘扫描 子程序。
3.中断方式：每当有键闭合时才向CPU发出中断请求，
中断服务时进行键盘扫描和处理。
的话, 则列线所接的端口得到的是全“1”信号, 如
果有键按下的话, 则得到非全“1”信号。
设第2行第 4列键按下 +5V
89C51 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
0 1 1 0 1 0 1 1 0
行线输出 列线输入 0111 1011 1101 1110 1111 1110 1111 1111
消抖
按键处理
返回
图8.3 键盘处理流程框图
1. 键扫描 键扫描就是要判断有无键按下，当扫描到有键
按下时再进行下一步处理，否则退出键盘处理程序。
独立式键盘扫描只需读取IO口状态,而矩阵式键盘
描通常有两种实现方法：逐行扫描法和线反转法。
(1) 逐行扫描法。依次从第一至最末行线上发 出低电平信号, 如果该行线所连接的键没有按下
键盘接口
键盘是单片机应用系统中使用最广泛的一种
数据输入设备。键盘是一组按键的组合。键通常
是一种常开型按钮开关，常态下键的两个触点处
于断开状态，按下键时它们才闭合（短路）。
通常，键盘有编码和非编码两种。编码键盘通
过硬件电路产生被按按键的键码和一个选通脉冲。
选通脉冲可作为CPU的中断请求信号。这种键盘使 用方便，所需程序简单，但硬件电路复杂，常不被 单片机采用。 非编码键盘按组成结构又可分为独立式键盘和 矩阵式键盘。独立式键盘的工作过程与矩阵式键盘
Q Q
&
+5V
&
图8.6 硬件去抖动电路
（2）软件消抖法：键按下的时间与操作者的按 键动作有关，约为十分之几到几秒不等。而键抖动 时间与按键的机械特性有关，一般为5～10ms不等。 软件消抖法即是采用延时（一般延时10～20ms）的 方法，以避开按键的抖动，即在按键已稳定地闭合 或断开时才读出其状态。