《单片机原理及应用》-第七章

第一节独立键盘检测原理按键(轻触开关)是一种广泛应用于各种电子设备的元件.比如我们最常用的电视机面板控制按键、遥控器按键.其实就是一个常开的开关.按下后两个触点接触形成通路状态.松开时形成开路状态.一、按键(一)按键结构轻触开关是一种电子开关.使用时.轻轻按开关按键就可使开关接通.当松开手时.开关断开.通常使用的开关如图７.１所示.一般单片机系统中采用非编码键盘.非编码键盘是由软件来识别键盘上的闭合键.它具有结构简单、使用灵活等特点.因此被广泛应用于单片机系统.下一页返回第一节独立键盘检测原理

(二)按键开关的抖动问题键盘是由若干按键组成的开关矩阵.它是微型计算机最常用的输入设备.用户可以通过键盘向单片机输入指令、地址和数据.组成键盘的按键有触点式和非触点式两种.单片机中应用的一般是由机械触点构成的.在图７.２、图７.３中.当按键未被按下时.Ｐ１.７输入为高电平.当按键按下后.Ｐ１.７输入为低电平.因此.按键对于单片机来说是输入设备.我们只能通过单片机检测接按键的引脚是否发生变化.从而做出相应的动作去控制输出设备.由于按键是机械触点.当机械触点断开、闭合时.会有抖动.Ｐ１.７输入端的波形如图７.３所示.这种抖动对于人来说是感觉不到的.上一页下一页返回第一节独立键盘检测原理

但对单片机来说.则是完全可以感应到的.因为单片机处理的速度是在微秒级.而机械抖动的时间至少是毫秒级.对单片机而言.这已是一个“漫长”的时间了.为使ＣＰＵ能正确地读出Ｐ１口的状态.对每一次按键只做一次响应.因此必须考虑如何去除抖动.常用的去抖动的方法有两种:硬件方法和软件方法.单片机中常用软件方法.因此.对于硬件方法这里不介绍.软件法其实很简单.就是在单片机获得Ｐ１.７口为低的信息后.不是立即认定按键已被按下.而是延时１０ｍｓ或更长一些时间后再次检测Ｐ１.７口.上一页下一页返回第一节独立键盘检测原理

如果仍为低.说明按键的确按下了.这实际上是避开了按键按下时的抖动时间.而在检测到按键释放后(Ｐ１.７为高)再延时５~１０ｍｓ.消除后沿的抖动.然后再对键值处理.不过一般情况下.通常不对按键释放的后沿进行处理.实践证明.也能满足一定的要求.当然.实际应用中.对按键的要求也是千差万别的.要根据不同的需要来编制处理程序.但以上是消除按键抖动的原则.二、按键检测及应用例题１:使用按键控制ＬＥＤ灯的亮灭.按下按键后数码管亮.否则ＬＥＤ熄灭.上一页下一页返回第一节独立键盘检测原理

分析:按键是否按下是ＬＥＤ是否亮的前提条件.只有当条件满足.ＬＥＤ才会亮.否则不亮.在编程的过程中.这样的效果可用ｉｆ语句来实现.在开发板上将按键接在单片机的Ｐ１.７引脚.通过读取Ｐ１.７引脚的变化.判断是否有按键按下.实现对应的控制.图７.４所示为独立按键接线.图７.５所示为ＬＥＤ接线图.程序代码如下:＃ｉｎｃｌｕｄｅ<ｒｅｇ５２.ｈ>//加载头文件ｓｂｉｔｋｅｙ＝Ｐ１＾７./∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗１ｍｓ延时子函数∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗/上一页下一页返回第一节独立键盘检测原理

ｖｏｉｄＤｅｌａｙＭｓ(ｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔｎ){ｕｎｓｉｇｎｅｄｃｈａｒｉ.ｗｈｉｌｅ(ｎ－－){ｆｏｒ(ｉ＝０.ｉ<１１３.ｉ＋＋).}}/∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗/上一页下一页返回第一节独立键盘检测原理

/∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗主函数∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗/ｖｏｉｄｍａｉｎ(){ｗｈｉｌｅ(１){ｉｆ(ｋｅｙ＝＝０)//如果有按键按下.引脚状态为低电平上一页下一页返回第一节独立键盘检测原理

{ＤｅｌａｙＭｓ(１０).//延时１０ｍｓ.去抖ｉｆ(ｋｅｙ＝＝０)//再次判断是否有按键按下{Ｐ２＝０.//８个ＬＥＤ灯亮}}上一页下一页返回第一节独立键盘检测原理

ｅｌｓｅ//按键如果没有按下Ｐ２＝０ｘｆｆ.//ＬＥＤ熄灭}}/∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗/上一页返回第二节矩阵键盘检测应用实现一、矩阵键盘检测的原理无论是独立键盘还是矩阵键盘.单片机检测其是否被按下的依据都是一样的.也就是检测与该键对应的Ｉ/Ｏ口是否为低电平.独立键盘有一端固定为低电平.单片机写程序检测时比较方便.而矩阵键盘两端都与单片机Ｉ/Ｏ口相连.因此在检测时需人为通过单片机Ｉ/Ｏ口送出低电平.检测时.先送一列为低电平.其余几列全为高电平(此时确定了列数).然后立即轮流检测一次各行是否有低电平.若检测到某一行为低电平(这时又确定了行数).则可确认当前被按下的键是哪一行哪一列的.下一页返回第二节矩阵键盘检测应用实现

用同样方法轮流送各列一次低电平.再轮流检测一次各行是否变为低电平.这样即可检测完所有的按键.当有键被按下时便可判断出按下的键是哪一个键.当然也可以将行线置低电平.扫描列是否有低电平.经过上述分析.可以把矩阵键盘的识别工作分为以下三步进行:(１)判断有无按键按下.将行线设置为输出口.输出全“０”.然后读列线状态.若列线均为高电平.则没有键按下.若列线状态不全为高电平.则可判断有按键按下.上一页下一页返回第二节矩阵键盘检测应用实现

(２)判断按下的是哪个按键.先置行线Ｃ０为低电平.其余行线为高电平.读列线状态.如列线状态不全为“１”.则说明所按按键在该行.否则所按按键不在该行.再使Ｃ１行线为低电平.其余行为高电平.判断Ｃ１有无按键按下.以此类推.这样可以算出按下按键的行列位置.(３)获得相应按键号.根据行号和列号算出按下键的键号:键号＝行首号＋列号.行首号为行数乘以行号.上一页下一页返回第二节矩阵键盘检测应用实现

二、矩阵键盘检测及应用例题３:实验板上电时.数码管不显示.顺序按下第一行矩阵键盘后.在数码管上依次显示键号０、１、２、３.矩阵按键接线如图7.7

所示.分析:先设置第一行引脚电平信号Ｐ1.0＝０.然后逐列判断是否有按键按下.如果有按键按下.再进行进一步的对比.看是哪个按键按下.这一步.可以用Ｃ语言里面的ｓｗｉｔｃｈ语句实现.关于该语句的用法.可以查看相关资料.程序编写如下:上一页下一页返回第二节矩阵键盘检测应用实现

＃ｉｎｃｌｕｄｅ<ｒｅｇ５２.ｈ>ｕｎｓｉｇｎｅｄｃｈａｒｃｏｄｅＳｅｇＣｏｄｅ[]＝{０ｘｃ０.０ｘｆ９.０ｘａ４.０ｘｂ０}.//０１２３/∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗１ｍｓ延时子函数∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗/ｖｏｉｄＤｅｌａｙＭｓ(ｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔｎ){上一页下一页返回第二节矩阵键盘检测应用实现

ｕｎｓｉｇｎｅｄｃｈａｒｊ.ｗｈｉｌｅ(ｎ－－){ｆｏｒ(ｊ＝０.ｊ<１１３.ｊ＋＋).}}/∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗//∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗主函数∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗/上一页下一页返回第二节矩阵键盘检测应用实现

ｖｏｉｄｍａｉｎ(){ｕｎｓｉｇｎｅｄｃｈａｒｔｅｍｐ.ｓｕｍ.Ｐ２＝０ｘｆｅ.//数码管位选ｗｈｉｌｅ(１){ｔｅｍｐ＝Ｐ０.//第一行引脚电平信号置“０”ｔｅｍｐ＝Ｐ０＆０ｘｆｅ.上一页下一页返回第二节矩阵键盘检测应用实现

ｉｆ(ｔｅｍｐ!＝０ｘｆｅ){ＤｅｌａｙＭｓ(１０).//松手检测ｉｆ(ｔｅｍｐ!＝０ｘｆｅ)//第一行电平信号是否发生变化.判断有无按键按下{ｓｗｉｔｃｈ(ｔｅｍｐ)//键值匹配{上一页下一页返回第二节矩阵键盘检测应用实现

ｃａｓｅ０ｘｅｅ:ｓｕｍ＝０；ｂｒｅａｋ；ｃａｓｅ０ｘｄｅ:ｓｕｍ＝１；ｂｒｅａｋ；ｃａｓｅ０ｘｂｅ:ｓｕｍ＝２；ｂｒｅａｋ；ｃａｓｅ０ｘ７ｅ:ｓｕｍ＝３；ｂｒｅａｋ；上一页下一页返回第二节矩阵键盘检测应用实现

}}Ｐ１＝ＳｅｇＣｏｄｅ[ｓｕｍ].//数码管显示}}}/∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗/上一页下一页返回第二节矩阵键盘检测应用实现

以上是检测一行按键并显示对应的键值的.如果要显示１６的按键对应的键值应该怎么编写程序呢?是以上程序的复制粘贴吗?当然不是.本节最开始介绍的键值检测原理的三步走.同学们可以按照上述的三步走.对程序进行修改.接下来通过一道例题进行练习.例题４:实验板上电时.数码管不显示.顺序按下矩阵键盘后.在数码管上依次显示０~Ｆ.分析:(１)判断有无按键按下.(２)判断按下哪个按键.(３)获得相应按键号.部分程序代码如下:上一页下一页返回第二节矩阵键盘检测应用实现

＃ｉｎｃｌｕｄｅ<ｒｅｇ５２.ｈ>ｕｎｓｉｇｎｅｄｃｈａｒｃｏｄｅＳｅｇＣｏｄｅ[]＝{０ｘｃ０.０ｘｆ９.０ｘａ４.０ｘｂ０.０ｘ９９.０ｘ９２.０ｘ８２.０ｘｆ８.０ｘ８０.０ｘ９０.０ｘ８８.０ｘ８３.０ｘｃ６.０ｘａ１.０ｘ８６.０ｘ８ｅ}.//０１２３４５６７８９ａｂｃｄｅｆｕｎｓｉｇｎｅｄｃｈａｒｃｏｄｅＣｏｌｕｍｎＣｏｄｅ[]＝{０ｘｆｅ.０ｘｆｄ.０ｘｆｂ.０ｘｆ７}.上一页下一页返回第二节矩阵键盘检测应用实现

/∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗１ｍｓ延时子函数∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗/ｖｏｉｄＤｅｌａｙＭｓ(ｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔｎ){ｕｎｓｉｇｎｅｄｃｈａｒｊ.ｗｈｉｌｅ(ｎ－－){ｆｏｒ(ｊ＝０.ｊ<１１３.ｊ＋＋).上一页下一页返回第二节矩阵键盘检测应用实现

}}/∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗//∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗按键扫描子函数∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗/ｕｎｓｉｇｎｅｄｃｈａｒＫｅｙＳｃａｎ(){ｕｎｓｉｇｎｅｄｃｈａｒｔｅｍｐ.ｒｏｗ.ｃｏｌｕｍｎ.ｉ.上一页下一页返回第二节矩阵键盘检测应用实现

Ｐ１＝０ｘｆ０.ｔｅｍｐ＝Ｐ１＆０ｘｆ０.ｉｆ(ｔｅｍｐ!＝０ｘｆ０){ＤｅｌａｙＭｓ(１０)//延时防抖ｔｅｍｐ＝Ｐ１＆０ｘｆ０ｉｆ(ｔｅｍｐ!＝０ｘｆ０)//确实有键按下上一页下一页返回第二节矩阵键盘检测应用实现

{ｓｗｉｔｃｈ(ｔｅｍｐ){ｃａｓｅ０ｘ７０:ｒｏｗ＝３.ｂｒｅａｋ.ｃａｓｅ０ｘｂ０:ｒｏｗ＝２.ｂｒｅａｋ.ｃａｓｅ０ｘｄ０:ｒｏｗ＝１.ｂｒｅａｋ.ｃａｓｅ０ｘｅ０:ｒｏｗ＝０.ｂｒｅａｋ.ｄｅｆａｕｌｔ:ｂｒｅａｋ.

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}ｆｏｒ(ｉ＝０.ｉ<４.ｉ＋＋){Ｐ１＝ＣｏｌｕｍｎＣｏｄｅ[ｉ].//高４位行扫描ｔｅｍｐ＝Ｐ１＆０ｘｆ０.//读高４位ｔｅｍｐ＝~ｔｅｍｐ.//转成“１”有效ｉｆ(ｔｅｍｐ!＝０ｘ０ｆ)ｃｏｌｕｍｎ＝ｉ.}//高４位有“１”.对应行