51单片机之按键实验

时间:2023-07-17

  名称:51单片机之按键实验

  说明:键盘是计算机基础、重要的输入设备之一。对于键盘来说,其工作任务大体可以分为以下三项:

  (1)、按键识别。即判断有无按键按下。

  (2)、求键值。判断哪个键被按下。

  (3)、执行相应的操作。

  在这里,实验所用到的键盘为独立键盘和矩阵键盘。

  对于独立键盘,它的每个按键需要占用一个IO口。一般来说,按键一端接地,另一端接IO口。当按键按下时,线路被导通,IO口被拉低,即状态为‘0’。所以在使用是我们一般把对应IO口置成高电平,然后不断检测此IO口是否被拉低,从而判断按键是否按下。

  对于矩阵键盘来说,它用较少的IO口完成较多个按键的功能。但软件设计的复杂度相应增加些。一般来说,矩阵键盘是由多个行线和列线交叉在一起组成,每个单独的键盘仍是独立键盘。由于每个按键的两段都不接地,所以使用时需要人为的将对应的IO口置低。具体来说,是使用扫描的方式,先固定一行或者一列的按键公共端为低,然后在按列检测每一个按键的另一端。如此往复,直到完成整个键盘的扫描。

  The last but not least, 对于按键实验来说,消抖一般来说是避免不了的。对于机械按键,在按下按键的过程中,会产生前沿抖动(按下)和后沿抖动(释放)。在具体使用时,一般有两种方式可以消抖,一个是硬件电路进行消抖,另一个则是使用软件消抖。在本实验中使用的软件消抖的方式。

  软件消抖:说白了就是延时一段时间(一般为5-10ms),看是否确实还是原来的电平。一般来说,没有经过硬件消抖的情况下,都进行软件消抖。(虽然对于某些具体应用来说,不进行软件消抖也能达到相同的效果,如本实验中矩阵键盘实验,不涉及到对同一个数字的连续操作,所以不消抖也是可以的。但是独立按键实验则必须要进行消抖,否则num会变化的不稳定)。

  哦,还有一点,对于51单片机IO口来说,复位之后IO默认输出的都是高电平。举个P0的例子说明问题,P0在复位之后输出的是FF。如果在程序中不进行主动赋值(即P0不出现在=的左边),那么P0口将一直保持高电平。即使在过程中被某些电路拉成低电平,之后P0也会被自动拉回高电平。这就解释了独立按键实验中,后沿消抖用的是while(keyboard1 != 0xFF) ; 对于具体的原因,我也不是很清楚,大概和IO口内部的逻辑电路有关。当然,如果在程序中把对应端口进行人为的赋值了,那么那将保持赋值后的电平了。

  */

  #include

  #define keyboard P0

  #define digitaltube P2

  #define keyboard1  P1

  #define uchar unsigned char

  //共阳极段码(a在低位,dp在高位)

  uchar code _data1[16] = {0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,

  0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E

  };

  //延时函数

  void delay_ms(unsigned int n)

  {

  unsigned int i=0,j=0;

  for(i=0;i

  for(j=0;j<123;j++);

  }

  //一位数码管显示数字

  void DisplayNum(char num)

  {

  digitaltube = _data1[num];

  }

  //消除抖动,判断按键是否按下

  int Debounce()

  {

  uchar temp = keyboard1;

  int res = -1;                       //初始化

  delay_ms(10);                       //延时10ms

  if(temp == keyboard1)

  res = 0;

  return res;                 //返回结果

  }

  //独立按键实验:通过两个独立按键实现数字加1减1,然后用数码管显示

  void IndButton()

  {

  char num = 0;

  while(1)

  {

  if(Debounce() >= 0)                 //通过软件消抖判断是否按下按键

  {

  switch(keyboard1)

  {

  case 0xFE:          //+1按键

  ++num;

  if(10 == num)

  num = 0;

  break;

  case 0xEF:          //-1按键

  --num;

  if(-1 == num)

  num = 9;

  break;

  }

  while(keyboard1 != 0xFF)    ;               //等待按键释放

  }

  DisplayNum(num);        //数码管显示数字

  }

  }

  //矩阵键盘扫描

  int KeyScan()

  {

  uchar i = 0,temp = 0,temp1 = 0;

  uchar res = 0;              //返回终的结果

  for(i = 0;i < 4;++i)

  {

  //选定行,即对应行输出低电平

  if(0 == i)

  temp = 0x80;

  //temp = 0x40;

  else

  temp = temp>>1;

  temp1 = (~temp)&0x0F;      //保留低四位,用作判断列

  keyboard = ~temp;        //选中第i行

  if(temp1 !=(keyboard & 0x0F))       //判断是否按下按键,比较判断列

  {

  delay_ms(10);                       //消除前沿抖动

  if(temp1 != keyboard & 0x0F)

  {

  //判断是哪一列

  switch(keyboard & 0x0F)

  {

  case 0x07:

  res = i*4+0;                    //计算返回结果,i行0列

  while(temp1 != 0x0F)            //消除后沿抖动

  {

  temp1 = keyboard & 0x0F;

  }

  break;

  case 0x0B:

  res = i*4+1;

  while(temp1 != 0x0F)            //消除后沿抖动

  {

  temp1 = keyboard & 0x0F;

  }

  break;

  case 0x0D:

  res = i*4+2;

  while(temp1 != 0x0F)            //消除后沿抖动

  {

  temp1 = keyboard & 0x0F;

  }

  break;

  case 0x0E:

  res = i*4+3;

  while(temp1 != 0x0F)            //消除后沿抖动

  {

  temp1 = keyboard & 0x0F;

  }

  break;

  }

  return res;

  }

  }

  }

  return res;

  }

  //矩阵键盘实验:4*4的矩阵,数码管显示所按的按键键值

  void MatrixButton()

  {

  uchar res = 0;

  while(1)

  {

  res = KeyScan();

  DisplayNum(res);

  }

  }

  int main()

  {

  //      IndButton();

  //      MatrixButton();

  while(1)

  {

  P0 = keyboard1;

  }

  return 0;

  }


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