课题六按键原理

1、课题六按键原理第1页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三课题目标 本课题的任务是用按键控制单片机实现显示，如图6-1所示。学习单片机对键盘信息的处理方法，学会用键盘控制单片机程序的运行。第2页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三课题分析 为了让单片机控制发光二极管，需要将发光二极管连接到单片机的端口上，图6-1就是实验电路板单片机对彩灯（发光二极管）控制的电路连接。在一个单片机系统中，为了实现人对单片机的控制，按键是最常用的输入设备之一。而要实现多个按键的输入识别与控制，先要学习并理解单个按键的输入与对应程序的处理方法，然后再学习对多个键进行处理。因此，将按

2、键任务分为单键控制LED显示和独立式按键控制两个任务来完成。 第3页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三任务一 独立式按键控制的LED显示 本任务是利用独立按键实现对LED进行控制，每当按下一次键时， LED显示方式变化左移一次，用以显示按键控制的结果。 第4页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三图6-2 键盘控制原理图第5页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三图6-3 LED显示原理图 第6页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三 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

3、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，对应不同的发光二极管被点亮，对应的程序设计框图如图6-4所示。程序设计分析第7页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三初始化LED左移是否按下键否是图6-4 按键控制LED流程图第8页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三 一、按键的特性 作为

4、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。 由于按键的抖动，使按键对应的输出电平出现若干个干扰脉冲，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。键盘电路原理抖动时间10ms开关动作时间100ms“ 1 ”“0”10ms图6-5 按键的波形第9页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三1、 硬件消抖 硬件消抖采用硬件电路完成，图6-6所示的电路就是一种硬件消抖电路。I/O接口+5v图6-6 消除抖动电路

5、开关单片机第10页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三2、软件消抖 也可用软件方法消除抖动，而用软件消抖则一般是采用软件延时的方式，通过延时来换取读入稳定的数据。图6-7就是软件消抖的流程图。延时等待10ms 仍有按键信号？Y 有按键信号？NYN键盘处理 按键释放？NY图6-7 软件消抖的流程图第11页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三C语言程序：#include #include unsigned char count;void delay10ms(void)unsigned char i,j;for(i=250;i0;i-)for(j=248;j0;j

6、-);第12页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三void main(void) count=0 xfe; while(1) if(P0_3=0) delay10ms(); if(P0_3=0) P1=count; count=_crol_(count,1); while(P0_3=0); 第13页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三2、汇编语言程序 ORG 00h mov a,#0fehREL: JB P0.3,REL ;判断SP1是否按下 LCALL DELAY ;若按下，则延时10ms左右 JB P0.3,REL ;再判断SP1是否真得按下 mov p

7、1,a rl a JNB P0.3,$ ;等待SP1释放SJMP rel ;继续对K1按键扫描DELAY: MOV R6,#20 ;延时10ms子程序L1: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,L1 RET END第14页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三 任务二独立式按键控制数码管显示 本任务是利用独立按键实现对数码管的控制，每当按下一次键时， 数码管显示按键次数0-9。第15页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三程序设计流程图分析初始化数码管显示是否按下键否是图6-5 按键控制数码管流程图第16页，共42页，2022年，5月20

8、日，8点23分，星期三1、C语言程序：#include unsigned char count;unsigned char code table=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;void delay10ms(void)unsigned char i,j;for(i=250;i0;i-)for(j=248;j0;j-);第17页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三void main(void)while(1) if(P0_3=0) delay10ms(); if(P0_3=0) count+

9、; if(count=10) count=0; P1=tablecount; while(P0_3=0); 第18页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三2、汇编程序ORG 00hSTART: MOV R1,#00H ;初始化R1为0， REL: JB P0.3,REL ;判断SP1是否按下 LCALL DELAY ;若按下，则延时10ms左右 JB P0.3,REL ;再判断SP1是否真得按下 MOV A,R1 MOV DPTR,#TABLE MOVC A,A+DPTR MOV P1,A INC R1JNB P0.3,$ ;等待SP1释放CJNE R1,#10,REL第19页

10、，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三SJMP START ;继续对K1按键扫描DELAY: MOV R6,#20 ;延时10ms子程序L1: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,L1 RETTABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH DB 7DH,07H,7FH,6FH END第20页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三任务三矩阵键盘数码管显示 本任务目标是用矩阵键盘控制数码管显示。第21页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三图6-7 按键电路图第22页，共42页，2022年，5月20日，8点

11、23分，星期三任务分析 为了便于学习和理解，如何用键盘实现程序控制，完成设计需要的键盘控制功能。着重强调键盘定义和键盘控制的实现。 为了便于输入，采用16个键的44矩阵式键盘作为输入，输出电路采用前面课题已经介绍的LED数码管的显示电路，控制电路由AT89S51单片机系统。第23页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三图4-7 显示电路原理图第24页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三 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，获得或规定（单个按键）按键的键号。键译码 键号为键盘位置码，根据键号查表得出

12、被按键的键值。键值：数字键09、字符 键0AH0FH、功能键10H 等，是按键在物理位置上的人为规定数值。键处理 根据键值执行不同程序段。如：若键值属于数字、字符键，则调用显示数字和字符子程序；若键值属于功能键，则进行多分支转移，执行各个功能程序段。一、键盘处理第25页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三 1 扫描键盘 行列式键盘的具体识别方法有扫描法和反转法。所谓扫描法，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。 另外，还可以

13、采用反转法，也就是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。一、键盘处理第26页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三 2. 键译码 通过上述步骤获得按键的行号和列号，但按键所在物理位置的变化将引起键号的不一致，或者由于按键功能的不同规定也将影响键号所对应的功能的执行。如图4-9所示的键盘，就是两种典型的键盘布局，键盘的编号与键盘的扫描码没有直接的运算关系，造成程序编写的困难。一、键盘处理第27页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三3键处理 对于键盘上的每一个键，具体是完成什么功能，由键盘要完成具体任务和程序设计来决定。

14、对于键盘处理来说，首先要做的事情是要消除抖动，矩阵键盘的消抖原理与单键的消抖原理是一致的，但在程序的编写上略有不同。为了同时兼顾动态显示，而动态显示函数调用一次需要几个ms，因此可以用动态显示函数代替消抖用的延时函数。手按动键盘的时间为零点几秒到几秒之间，远大于动态显示函数的所消耗的时间，所以可以每调用一次显示函数后，再判断一次是否有键按下的方法进行消抖和键盘信息处理。具体的消抖功能的键盘处理程序框图如图4-10所示。一、键盘处理第28页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三图4-10 带动态显示的键盘消抖程序框图第29页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三C

15、语言程序：#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar temp,num;void delay(uint Z );uchar code table=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f,0 x77,0 x7c,0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71,0;第30页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三void main() while(1) P0=0 xfe; temp=P0; temp=temp&0 x

16、f0; while(temp!=0 xf0) delay(5); temp=P0; temp=temp&0 xf0; while(temp!=0 xf0) temp=P0; switch(temp) case 0 xee:num=0;break; case 0 xde:num=1;break; case 0 xbe:num=2;break; case 0 x7e:num=3;break; 第31页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三while(temp!=0 xf0) temp=P0; temp=temp&0 xf0; P1=tablenum; 第32页，共42页，2022年

17、，5月20日，8点23分，星期三 P0=0 xfd; temp=P0; temp=temp&0 xf0; while(temp!=0 xf0) delay(5); temp=P0; temp=temp&0 xf0; while(temp!=0 xf0) temp=P0; switch(temp) case 0 xed:num=4;break; case 0 xdd:num=5;break; case 0 xbd:num=6;break; case 0 x7d:num=7;break; 第33页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三while(temp!=0 xf0) temp=

18、P0; temp=temp&0 xf0; P1=tablenum; 第34页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三 P0=0 xfb; temp=P0; temp=temp&0 xf0; while(temp!=0 xf0) delay(5); temp=P0; temp=temp&0 xf0; while(temp!=0 xf0) temp=P0; switch(temp) case 0 xeb:num=8;break; case 0 xdb:num=9;break; case 0 xbb:num=10;break; case 0 x7b:num=11;break; 第35页

19、，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三while(temp!=0 xf0) temp=P0; temp=temp&0 xf0; P1=tablenum; 第36页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三 P0=0 xf7; temp=P0; temp=temp&0 xf0; while(temp!=0 xf0) delay(5); temp=P0; temp=temp&0 xf0; while(temp!=0 xf0) temp=P0; switch(temp) case 0 xe7:num=12;break; case 0 xd7:num=13;break; c

20、ase 0 xb7:num=14;break; case 0 x77:num=15;break; 第37页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三while(temp!=0 xf0) temp=P0; temp=temp&0 xf0; P1=tablenum; void delay(uint Z) uint x,y; for(x=Z;x0;x-)for(y=110;y0;y-); 第38页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三汇编语言源程序ORG 0000HAJMP MAINORG 0030HMAIN:MOV P1,#07H LOOP:MOV P0,#0feH A

21、CALL SCANKEY MOV P0,#0fdH ACALL SCANKEY MOV P0,#0fbH ACALL SCANKEYMOV P0,#0f7HACALL SCANKEYAJMP LOOP 第39页，共42页，2022年，5月20日，8点23分，星期三 SCANKEY:MOV A,P0 CJNE A,#0EEH,NEXT2 MOV A,#00H AJMP SENDLEDNEXT2:CJNE A,#0deH,NEXT3 MOV A,#01H AJMP SENDLEDNEXT3:CJNE A,#0beH,NEXT4 MOV A,#02H AJMP SENDLEDNEXT4:CJNE A,#07eH,NEXT5 MOV A,#03H AJMP SENDLEDNEXT5:CJNE A,#0edH,NEXT6 MOV A,#04H AJMP SENDLEDNEXT6:CJNE A,#0DDH,NEXT7 MOV A,#05H AJMP SENDLED第40页，共42页，2022年，