按键控制键盘检测原理与应用

1、.按键控制键盘检测原理与应用一、任务目标 :认知目标1、掌握按键分类及工作原理2、掌握 if 条件选择结构和使用方法3、掌握循环结构和使用原理4、掌握独立按键子函数的编写原理及方法1、 独立键盘在简单的单片机应用系统中， 往往只需要几个功能键就能满足要求， 此时，可采用独立式按键结构。独立式按键是直接用i/o口线构成的单个按键电路，其特点是每个按键单独占用一根i/o口线，每个按键的工作不会影响其它i/o口线的状态。独立式按键的典型应用如图1.2.1所示。独立式按键示意图独立式按键电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用一根i/o 口线，因此，在按键较多时，i/o 口线浪费较大，不宜采用。

2、程序开始，检测按键是否被按下，若按下，则移动机器人启动，未被按下，继续检测。这里将程序分成三个部分，分别是延时子函数、按键子函数、主函数。延时子函数，通过参数t 设置延时时间；按键模块子函数需用到延时函数，对按键进行消抖；主函数主要调用按键检测程序，实现对移动机器人的控制。程序流程图如图1.2.2 所示.开始否按键按下？是否延时消抖按键按下？是否按键释放？状态取反程序流程图程序示例：在编写程序开始的部分，将系统头文件“ stc89c52rc.h ”包含进来，对常用的变量类型进行宏定义， 规划各函数和变量， 对变量进行定义和初始化， 对自定义子函数进行声明并添加相应标注，程序开始部分如下sbit

3、 in1=p10;sbit in2=p11;void key() ；编写主函数，在主函数中就是调用按键检测函数。void main()key();编写 key（）按键检测函数， 按键按下， 输出低电平， 通过 if语句检测低电平，延时 10ms后，再次检测，若检测为高电平，则表示为机械抖动，若检测到低电平表示按键按下。void key()if(in1=0)delay_ms(10);if(in1=0)while(in1=0);in2=in2 ；在上面的程序中，就只有一个检查按键扫描的函数key() ， key() 函数是检查有没有按键.按下编写的。当有按键下的时候p2 口取反。2、 矩阵键盘（1

4、）矩阵连接式键盘在单片机系统中键盘中按钮数量较多时，为了减少 i/o 口的占用， 常常将按钮排列成矩阵形式，如下图所示：矩阵键盘形式矩阵按键实物图矩阵连接式键盘键按矩阵排列, 各键处于矩阵行/ 列的结点处 ,cpu 通过对连在行 ( 列 )的 i/o 线送已知电平的信号 , 然后读取列 ( 行 ) 线的状态信息。 逐线扫描 , 得出键码。 其特点是键多时占用 i/o 口线少 , 硬件资源利用合理，但判断按键速度慢。多用于设置数字键，适用于键数多的场合。（ 2）按键识别方法 扫描法第 1 步，识别键盘有无键按下；第 2 步，如有键被按下，识别出具体的键位。其工作过程为先把所有列线均置为 0，然后

5、检查各行线电平是否都为高，如果不全为高，说明有键按下，否则无键被按下。再采用逐列扫描法，在某一时刻只让1 条列线处于低电平，其余所有列线处于高电平，识别出按键具体位置。综上所述， 扫描法的思想是，先把某一列置为低电平，其余各列置为高电平，检查各行线电平的变化，如果某行线电平为低电平，则可确定此行此列交叉点处的按键被按下。 线反转法线反转法的具体步骤为让行线编程为输入线，列线编程为输出线， 并使输出线输出为全低电平， 则行线中电平由高变低的所在行为按键所在行。再把行线编程为输出线，列线编程为输入线，并使输出线输出为全低电平，则列线中电平由高变低所在列为按键所在列。程序编写矩阵式键盘最主要的是按键

6、识别， 按键识别是采用线翻转的方法。 线翻转法是先让p2= 0xf0 ；当有按键按下时 p2 口的状态就会改变不在是0xf0 ，当按键按下时， p2 的状态改变了， 此时存储当前 p2 口的状态1，然后让 p2=0xf0 因为程序执行时间很短，此时按键还没抬起来，由于按键按下的原因p2 状态不再是 0xf0 ，存储此时 p2 口的状态 2，把状态 1 与状态 2 的值相或，因为每个按键按下的值都是不一样的，根据按键返回的值给数码管赋不同的断码值，从而达到显示 0f 的目的。利用线反转法编写程序流程如图1.2.4 所示：.主程序开始系 初始化 描程序 示 描程序 示函数开始开始p2= 0xf0s

7、witch否有 按下 ？按 返回 是延 消抖否有 按下 ？是case 0xee;case 0xed; p0口送 0p0口送 1存 当前 p2的状 1段 段 p2= 0x0fbreak存 当前 p2的状 2 束返回（状 1|状 2）返回 0xff.case 0x77;p0口送 f段 程序示例程序流程图编写 keyscan 函数注释，定义 keyscan 函数并编写框架。 keyscan 函数主要负责扫描矩阵键盘是否被按下，并且根据按下的按键返回不同的值，所以应该为无参、有返回值函数。因为有按键按下时返回值是将两次p2=0xf0 和 p2=0x0f 的结果相或， 无按键按下时返回值为0xff ，所

8、以将函数返回值定义为uchar 型即可。uchar keyscan(void)uchar cord_h=0;uchar cord_l=0;p2=0xf0;if(p2!=0xf0)delay_ms(10);if(p2!=0xf0)cord_h=p2;p2=0x0f;cord_l=p2;.return(cord_h|cord_l);return(0xff);编写主函数，系统从主函数开始执行，首先点亮数码管，将数字“0”的段码赋值给p0 口，然后进入while无限循环，在while循环里，调用keyscan 函数，并将返回值赋值给变量 key ，同时要定义变量可以。void main()uchar

9、key;p0=0xc0;while(1)key=keyscan();switch(key)case 0xee:p0=led_val0;break;case 0xed:p0=led_val1;break;case 0xeb:p0=led_val2;break;case 0xe7:p0=led_val3;break;case 0xde:p0=led_val4;break;case 0xdd:p0=led_val5;break;case 0xdb:p0=led_val6;break;case 0xd7:p0=led_val7;break;case 0xbe:p0=led_val8;break;cas

10、e 0xbd:p0=led_val9;break;case 0xbb:p0=led_val10;break;case 0xb7:p0=led_val11;break;case 0x7e:p0=led_val12;break;case 0x7d:p0=led_val13;break;case 0x7b:p0=led_val14;break;case 0x77:p0=led_val15;break;1、 实物调试1）、电路连接.电路连接2）、上电调试上电测试五、背景知识：在控制系统中， 通常需利用按键进行系统参数的设置。按键时单片机应用系统中常用的输入设备之一，线性键盘分为独立按键、矩阵键盘两种。

11、键盘是由一组规则排列的按键组成，一个按键实际上是一个开关元件，也就是说键盘是一组规则排列的开关。键盘的工作方式有3 种，即程序控制扫描、 定时扫描和中断扫描方式。通常，按键的开关为机械弹性触点开关，它是利用机械触点接触和分离实现电路的通、断。由于机械触点的弹性作用，加上人们按键时的力度、方向的不同， 按键开关从按下到接触稳定要经过数毫秒的弹跳抖动，既在按下的几十毫秒时间里会连续产生多个脉冲。释放按键时，电路也不会一下断开，同样会产生抖动。这两次抖动的时间分别为10.20ms左右，而按键的稳定闭合期通常大于0.3.0.5秒。因此，为了确保 mcu 对一次按键动作只确认一次，在确认按键是否闭合时，

12、必须要进行消抖处理。否则，由于mcu 软件执行的速度很快，非常可能将抖动产生的多个脉冲误认为多次的按键。消除按键的抖动既可采用硬件方法，也可采用软件的方法。使用硬件消抖的方式，需要在按键连接的硬件设计上增加硬件消抖电路，如采用r.s触发器或 rc 积分电路等。采用.硬件消抖方式增加了系统的成本，而利用软件方式消抖则是比较经济的做法，但增加了软件设计的复杂性。软件方式消抖的基本原理是在软件中对按键进行两次测试确认，既在第一次检测到按键按下后， 间隔 10ms 左右再次检测该按键是否按下，只有在两次都测到按键按下时才最终确认有键按下，从而消除了抖动的影响。在按键接口软件中，除了要考虑按键消抖外，一

13、般还要判别按键的释放，只有检测到按键释放以后，才能确定为一次完整的按键动作完成。按键识别方法分为三种, 分别是程序控制扫描方式、定时扫描方式和中断扫描方式。程序控制扫描方式程序控制扫描方式是指单片机在空闲时，才调用键盘扫描子程序，并反复地扫描键盘，直到用户从键盘上输入命令或数据，而在执行键入命令或处理键入数据过程中，cpu将不再响应键入要求，直到cpu重新扫描键盘为止。过程如下：判断有无键按下；延时后判断是否确实有键按下。如果有，确认有键按下，如果没有，那么确认为键抖动；判断是哪个键被按下（键扫描获得闭合键的行、列值）；等待按键被释放。如果没有释放，继续等待；如果释放，转到相应的处理程序进行处理。定时扫描方式定时扫描方式就是每隔一定时间对键盘扫描一次，它利用单片机内部的定时器产生一定的时间的定时，当定时时间到就产生定时器溢出中断， cpu响应中断后对键盘进行扫描，并在有键按下时识别出该键执行响应的键功能程序。中