51单片机键盘接口-独立按键和矩阵按键
51单片机键盘接口-独立按键和矩阵按键
- 按键的分类
- 键输入原理
- 独立式键盘
- 矩阵键盘
- 消抖
- 键码识别
- 键盘程序
按键的分类
按键按照结构原理可分为两类：一类是触点式开关按键，如机械开关、导电橡胶开关等；一类是无触点式开关按键，如电气式按键、磁感应按键等。单片机应用系统的键盘大都采用机械式按键。
键输入原理
键盘的按键都是以其状态来设置控制功能或输入数据的。当某个键按下时，计算机应用系统应完成对按键的识别及所设定的功能。键盘通过接口电路与CPU相连，CPU可通过查询或中断方式了解有无按键功能，并检查是哪一个按键按下，并将该键号送入累加器ACC中，然后通过跳转指令转入执行该键的功能程序，执行完毕后在返回主程序。
独立式键盘
每一个按键连接一根I/O口线，另一端共地，各个按键之间彼此相互独立。当某一按键按下时，它所对应的I/O口线的电平变成低电平，读入单片机的值就是逻辑0，表示按键闭合；若无按键按下，则所有的I/O口线都是高电平。
矩阵键盘
矩阵式键盘由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上。
扫描原理（4*4矩阵键盘，高四位为行，低四位为列）
1：逐行扫描：高四位轮流输出低电平，当低四位接收到的数据不全为1，就说明有按键按下，然后通过接收到的数据是哪一位为0来判断哪一个按键被按下。
2：行列扫描：高四位全部输出低电平，低四位输出高电平，当接收到的数据，低四位不全为高电平，说明有一列按键被按下，再反过来高四位输出高电平，低四位输出低电平，就可以判断哪一行按键被按下。
消抖
按键在闭合和断开的时候，触点会存在抖动现象
硬件消抖电路：利用单稳态电路或RS触发器，从根本上避免电压抖动的产生。
软件消抖电路：在按键的按下和释放时采用软件延时的方法来消除抖动的影响。
软件消抖程序
step1：确定是否按下按键
step2：消抖（延时）
step3：消抖后再次确定是否按下按键
step4：确定是否松开
键码识别
常用的方法有两种：一种是用专用硬件电路来识别，把这种键盘称为编码键盘。另一种是用软件的方法来识别，把这种键盘称为非编码键盘。单片机系统常采用非编码键盘。键码的识别可以采用随机扫描、定时扫描或中断扫描方式来完成。
键盘程序
1）检测有无按键按下，并消除按键抖动的影响。
2）有可靠的逻辑处理办法。每次只处理一个按键，其间任意其他按键的操作对系统不产生影响，且无论一次按下多长时间，系统只执行一次按键功能程序。
3）准确输出按键值，以满足跳转指令的要求。
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