單片機(jī)獨(dú)立按鍵與矩陣鍵盤實(shí)現(xiàn)原理

1獨(dú)立按鍵

獨(dú)立按鍵模塊位置示意圖

硬件連接原理：

圖1.2獨(dú)立按鍵原理圖

把對(duì)應(yīng)的端口賦值高電平，即“1”，按鍵按下，端口被拉低至低電平，即“0”，通過(guò)檢測(cè)該端口的電平即可判斷按鍵是否按下。

去抖分析：

按鍵是機(jī)械器件，按下或者松開(kāi)時(shí)有固定的機(jī)械抖動(dòng)，抖動(dòng)圖如下：

圖1.3按鍵抖動(dòng)示意圖

上圖看出按鍵按下和松開(kāi)的瞬間出現(xiàn)機(jī)械抖動(dòng)，這個(gè)抖動(dòng)時(shí)間雖然很短，一般10~15ms，不同按鍵抖動(dòng)不同，但對(duì)應(yīng)單片機(jī)來(lái)說(shuō)，很輕松就能檢測(cè)到，單片機(jī)是uS 級(jí)別。

但這個(gè)結(jié)果并不是我們需要的，實(shí)際上只進(jìn)行一次按鍵操作，但有可能執(zhí)行了多次按鍵結(jié)果，這就是抖動(dòng)造成的，所以大多數(shù)產(chǎn)品實(shí)際使用中都使用了按鍵去抖功能。

按鍵去抖分為硬件去抖和軟件去抖，硬件去抖最簡(jiǎn)單的就是按鍵2端并聯(lián)電容，容量根據(jù)實(shí)驗(yàn)而定。軟件去抖使用方便不增加硬件成本，容易調(diào)試，所以現(xiàn)在大都使用軟件去抖。

軟件去抖原理：

1、檢測(cè)到按鍵按下后進(jìn)行10~15ms 延時(shí)，用于跳過(guò)這個(gè)抖動(dòng)區(qū)域；

2、延時(shí)后再檢測(cè)按鍵狀態(tài)，如果沒(méi)有按下表明是抖動(dòng)或者干擾造成，如果仍舊按下，可以

認(rèn)為是真正的按下。并進(jìn)行對(duì)應(yīng)的操作。

3、同樣按鍵釋放后也要進(jìn)行去抖延時(shí)，延時(shí)后檢測(cè)按鍵是否真正松開(kāi)。

程序樣例中沒(méi)有使用按鍵釋放去抖程序，用戶可以自行添加。

多數(shù)時(shí)候按鍵需要在釋放時(shí)才起作用，像電腦鼠標(biāo)一樣，這個(gè)時(shí)候需要檢測(cè)按鍵是否釋放，如果沒(méi)有釋放則一直等待。

獨(dú)立按鍵控制LED

程序如下圖：

/*-----------------------------------------------
  名稱：獨(dú)立按鍵控制led
  內(nèi)容：按一次按鍵，led點(diǎn)亮，再按一次熄滅，以此循環(huán)
------------------------------------------------*/
#include< reg52.h > //包含頭文件，一般情況不需要改動(dòng)，頭文件包含特殊功能寄存器的定義

sbit KEY=P1^1;  //定義按鍵輸入端口
sbit LED=P1^2;  //定義led輸出端口


void DelayUs2x(unsigned char t);//函數(shù)聲明
void DelayMs(unsigned char t);
/*------------------------------------------------
                    主函數(shù)
------------------------------------------------*/
void main (void)
{

KEY=1; //按鍵輸入端口電平置高
while (1)         //主循環(huán)
{
  if(!KEY)  //如果檢測(cè)到低電平，說(shuō)明按鍵按下
    {
     DelayMs(10); //延時(shí)去抖，一般10-20ms
     if(!KEY)     //再次確認(rèn)按鍵是否按下，沒(méi)有按下則退出
      {
        while(!KEY);//如果確認(rèn)按下按鍵等待按鍵釋放，沒(méi)有釋放則一直等待
	 {
	    LED=!LED;//釋放則執(zhí)行需要的程序
	  }
	 }
    }
     //主循環(huán)中添加其他需要一直工作的程序
  }
}
/*------------------------------------------------
 uS延時(shí)函數(shù)，含有輸入參數(shù) unsigned char t，無(wú)返回值
 unsigned char 是定義無(wú)符號(hào)字符變量，其值的范圍是
 0~255 這里使用晶振12M，精確延時(shí)請(qǐng)使用匯編,大致延時(shí)
 長(zhǎng)度如下 T=tx2+5 uS
------------------------------------------------*/
void DelayUs2x(unsigned char t)
{
 while(--t);
}
/*------------------------------------------------
 mS延時(shí)函數(shù)，含有輸入?yún)?shù) unsigned char t，無(wú)返回值
 unsigned char 是定義無(wú)符號(hào)字符變量，其值的范圍是
 0~255 這里使用晶振12M，精確延時(shí)請(qǐng)使用匯編
------------------------------------------------*/
void DelayMs(unsigned char t)
{
 while(t--)
 {	//大致延時(shí)1mS
     DelayUs2x(245);
	 DelayUs2x(245);
 }
}

圖1.4獨(dú)立按鍵程序

接線方式：

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：按一次按鍵，led點(diǎn)亮，再按一次熄滅，以此循環(huán)。

2矩陣鍵盤

圖2.1矩陣鍵盤模塊示意圖

矩陣鍵盤反轉(zhuǎn)掃描：

圖2.2矩陣鍵盤硬件原理圖

通過(guò)八個(gè)IO口控制16個(gè)按鍵，節(jié)省IO口。

重點(diǎn)是弄清基本原理，結(jié)合鍵盤掃描程序代碼分析、理解。

1.矩陣鍵盤逐行掃描（逐行掃描思路簡(jiǎn)單，但程序較長(zhǎng)）

2.矩陣鍵盤反轉(zhuǎn)掃描（反轉(zhuǎn)掃描程序簡(jiǎn)短，思路巧妙）

本節(jié)著重講矩陣鍵盤的反轉(zhuǎn)掃描，逐行掃描將在外部中斷部分

程序如下：

/*-----------------------------------------------
  名稱：矩陣鍵盤反轉(zhuǎn)掃描
------------------------------------------------*/
#include< reg52.h > //包含頭文件，一般情況不需要改動(dòng)，頭文件包含特殊功能寄存器的定義

#define KeyPort P3
sbit dula=P2^1;
sbit wela=P2^0;
unsigned char code DuanMa[]={
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71};

void DelayUs2x(unsigned char t);//us級(jí)延時(shí)函數(shù)聲明
void DelayMs(unsigned char t); //ms級(jí)延時(shí)

unsigned char KeyScan(void);//鍵盤掃描
unsigned char KeyPro(void);
void display(unsigned char aa);
/*------------------------------------------------
                    主函數(shù)
------------------------------------------------*/
void main (void)
{
unsigned char num;
	dula=1;
	P1=0x00;
	dula=0;
	wela=1;
	P1=0x00;
	wela=0;
while (1)         //主循環(huán)
	{
		num=KeyPro();
	if(num!=0xff)
   {
		display(num);
	}
}
}
void display(unsigned char aa)
{
	dula=1;
	P1=DuanMa[aa];
	dula=0;		
}
/*------------------------------------------------
          按鍵掃描函數(shù)，返回掃描鍵值
------------------------------------------------*/
unsigned char KeyScan(void)  //鍵盤掃描函數(shù)，使用行列反轉(zhuǎn)掃描法
{
	unsigned char cord_h,cord_l;//行列值中間變量
	KeyPort=0x0f;            //列線輸出全為0
	cord_h=KeyPort&0x0f;     //讀入行線值
	if(cord_h!=0x0f)    //先檢測(cè)有無(wú)按鍵按下
	{
		DelayMs(10);        //去抖
		if((KeyPort&0x0f)!=0x0f)
	{
    cord_h=KeyPort&0x0f;  //讀入行線值
    KeyPort=cord_h|0xf0;  //輸出當(dāng)前列線值
    cord_l=KeyPort&0xf0;  //讀入列線值

    while((KeyPort&0xf0)!=0xf0);//等待松開(kāi)并輸出
    return(cord_h+cord_l);//鍵盤最后組合碼值
   }
  }return(0xff);     //返回該值
}
/*------------------------------------------------
              按鍵值處理函數(shù)，返回掃鍵值
------------------------------------------------*/
unsigned char KeyPro(void)
{
 switch(KeyScan())
 {
  case 0x7e:return 0;break;//0 按下相應(yīng)的鍵顯示相對(duì)應(yīng)的碼值
  case 0x7d:return 1;break;//1
  case 0x7b:return 2;break;//2
  case 0x77:return 3;break;//3
  case 0xbe:return 4;break;//4
  case 0xbd:return 5;break;//5
  case 0xbb:return 6;break;//6
  case 0xb7:return 7;break;//7
  case 0xde:return 8;break;//8
  case 0xdd:return 9;break;//9
  case 0xdb:return 10;break;//a
  case 0xd7:return 11;break;//b
  case 0xee:return 12;break;//c
  case 0xed:return 13;break;//d
  case 0xeb:return 14;break;//e
  case 0xe7:return 15;break;//f
  default:return 0xff;break;
 }
}
/*------------------------------------------------
 uS延時(shí)函數(shù)，含有輸入?yún)?shù) unsigned char t，無(wú)返回值
 unsigned char 是定義無(wú)符號(hào)字符變量，其值的范圍是
 0~255 這里使用晶振12M，精確延時(shí)請(qǐng)使用匯編,大致延時(shí)
 長(zhǎng)度如下 T=tx2+5 uS
------------------------------------------------*/
void DelayUs2x(unsigned char t)
{
 while(--t);
}
/*------------------------------------------------
 mS延時(shí)函數(shù)，含有輸入?yún)?shù) unsigned char t，無(wú)返回值
 unsigned char 是定義無(wú)符號(hào)字符變量，其值的范圍是
 0~255 這里使用晶振12M，精確延時(shí)請(qǐng)使用匯編
------------------------------------------------*/
void DelayMs(unsigned char t)
{
 while(t--)
 {
     //大致延時(shí)1mS
     DelayUs2x(245);
	 DelayUs2x(245);
 }
}

矩陣鍵盤反轉(zhuǎn)掃描程序

接線方式：