51单片机小白零基础教程——独立键盘检测原理以及实际应用

独立键盘检测原理以及实际应用

一、键盘的概念
二、独立键盘的检测
三、独立键盘原理图
四、实际应用

一、键盘的概念

键盘：是电子系统中，人机对话的重要组成部分，是人向机器发出指令、输入信息必须的设备

通常来说，键盘有编码键盘和非编码键盘两种。

编码键盘：键盘上闭合键的识别由专门的硬件编码器实现，并产生键编码号或键值的称为编码键盘，如计算机键盘，这种键盘使用方便，所需程序简单，但硬件电路复杂

非编码键盘：是利用软件编程来实别键盘的，在单片机组成的各种系统中，最常用的就是非编码键盘，特点是硬件电路简单

非编码键盘又分为独立键盘和矩阵式键盘。

二、独立键盘的检测

在单片机的外围电路中，常常用到的按键是机械弹性开关，当开关闭合时，线路导通，开关断开时，线路断开。

如图，当按下开关时，原本连在一起的1和2脚，3和4脚被断开，原本没有连在一起的1和3脚，2和4脚被吸和，导通；当松手后自动断开。

自锁式按键：按下时闭合且会自动锁住，只有再次按下时才弹起断开。像我所用的单片机板子上的电源开关就是自锁按键。

单片机检测按键的原理是：单片机I/0口既可以作为输入使用，也可以作为输出使用。当检测按键时，用的是它输入功能，我们把按键一端接地，另一端与单片机的某个I/O口相连，开始时先给该I/O口赋一高电平，然后让单片机不断检测该I/O口是否变为低电平，当按键闭合时，即相当于该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口变为低电平则说明按键被按下，然后执行相关的指令。

按键按下时，触电的电压变化过程：

理想波形：没有按下为高电平，按下之后为低电平，松开之后又为高电平

实际波形：按下之后，存在机械抖动，需要过一段时间才会稳定成低电平，然后，松开时又会产生机械抖动

机械式按键在按下或者释放时，由于机械弹性的影响，通常会伴随有一定的时间触电机械抖动，然后其触电才稳定下来。
在触点抖动期间检测按键的通与断，可能会导致错误，即有可能被认为进行了多次操作，这种情况是不允许出现的。因此在单片机检测键盘是否按下都要加上去抖动操作，按键少时，可采用硬件消抖，按键较多时，采用软件消抖。

编写单片机的键盘检测程序时，一般在检测按下时加入去抖延时（10~20ms即可），检测松手时，就不用加了。

三、独立键盘原理图

单片机控制系统中，如果只需要几个功能键，此时，可以采用独立式按键结构。

独立按键式：

直接用I/O口线构成单个按键电路，其特点是每个按键单独占用一根I/O口，每个按键的工作不会影响其他I/O口的状态。
按键电路配置灵活，软件结构简单
由于每个按键必须占用一个I/O口线，因此，在按键较多时，I/O口线浪费较大，不宜采用

四、实际应用

设计要求：按下S2，LED1点亮；按下S3，LED2点亮；按下S4，LED3点亮；按下S5，LED4点亮
程序：

#include<reg51.h>  //52单片机头文件sbit S2 = P3^0;     //位定义 S2为标示符 P3^0为地址值
sbit S3 = P3^1;
sbit S4 = P3^2;
sbit S5 = P3^3;sbit Led1 = P1^0;
sbit Led2 = P1^1;
sbit Led3 = P1^2;
sbit Led4 = P1^3;void main()
{while(1)          //通过大循环不断扫描按键状态{if(S2==0)     //这里的循环意思为：如果S2按键没有被按下，那么LED1不得电；如果S2按键被按下，那么LED1得电Led1 = 0;elseLed1 = 1;if(S3==0)Led2 = 0;elseLed2 = 1;if(S4==0)Led3 = 0;elseLed3 = 1;if(S5==0)Led4 = 0;elseLed4 = 1;}
}

效果：

设计要求：第一次按下S5，并松开S5，第一个数码管从0开始变为1；第二次按下S5，并松开S5，第一个数码管从1变为2；依次类推，直到变为9为止，一直循环。

#include <reg52.h>          //52单片机头文件
#define uchar unsigned char //宏定义
#define uint unsigned int
sbit S5 = P3^3;     //位定义 S5标识符 P3^4地址符
sbit WE = P2^7;
sbit DU = P2^6;uchar num;
uchar code table[] = {  //显示0~f的码表
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71};void delay(uint z)      //延时函数
{uint x,y;for(x = z;x>0;x--)for(y = 144;y>0;y--);
}void main()              //主函数
{WE = 1;                //打开位选锁存器P0 = 0xfe;            //点亮第一个数码管WE = 0;              //关闭位选锁存器 让数据锁存while(1)             //大循环{ if(S5 == 0)         {delay(20);         //按键消抖if(S5 == 0){num++;if(num == 10)num = 0;while(!S5);     //松手检测}}DU = 1;                //打开段选锁存器P0 = table[num];      //num从第一个数开始亮DU = 0;               //关闭段选，锁存数据}
}

设计要求：按下S4按键，第一个数码管的数码管的数从0开始加1,；按下S3按键第一个数码管的数就开始减1

#include <reg52.h>          //52单片机头文件
#define uchar unsigned char //宏定义
#define uint unsigned int
sbit S5 = P3^3;     //位定义 S5标识符 P3^4地址符
sbit S4 = P3^2;     //位定义 S5标识符 P3^4地址符sbit WE = P2^7;
sbit DU = P2^6;uchar num;
uchar code table[] = {  //显示0~f的码表
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71};void delay(uint z)      //延时函数
{uint x,y;for(x = z;x>0;x--)for(y = 144;y>0;y--);
}void main()              //主函数
{WE = 1;                //打开位选锁存器P0 = 0xfe;            //点亮第一个数码管WE = 0;              //关闭位选锁存器 让数据锁存while(1)             //大循环{ if(S5 == 0)         {delay(20);         //按键消抖if(S5 == 0){num++;if(num == 10)num = 0;while(!S5);     //松手检测}}if(S4 == 0)       {delay(20);         //按键消抖if(S4 == 0){if(num > 0)num--;while(!S4);     //松手检测}}DU = 1;                //打开段选锁存器P0 = table[num];      //num从第一个数开始亮DU = 0;               //关闭段选，锁存数据}
}