项目3-51单片机按键识别的设计

项目3

按键识别的设计★知识目标：

1.掌握AT89S51单片机最小系统的组成及相关电路的工作原理；

2.掌握AT89S51单片机基本键盘接口电路的组成及按键识别方法。★能力目标：

1.认识AT89S51单片机、晶体振荡器、电阻、电容、按键，键盘等元器件。

2.会设计硬件去抖动电路，编写软件去抖动按键识别程序；

3.掌握矩阵键盘按键扫描程序，分支处理。在单片机应用系统中，键盘主要用于向计算机输入数据、传送命令等，是人工干预计算机的主要手段。键盘要通过接口与单片机相连，分为编码键盘和非编码键盘两类。键盘上闭合键的识别由专用的硬件编码器实现，并产生键编码号或键值的称为编码键盘，如计算机键盘。而靠软件编程来识别的称为非编码键盘，在单片机组成的各种系统中，使用最广泛的是非编码键盘。当然，也有用到编码键盘的。非编码键盘有分为：独立键盘和行列式（又称为矩阵式）键盘。单键矩阵键盘读P1口的按键状态，P2口以二进制记录P1口的状态变化次数。1．提出任务2．任务分析（1）硬件电路设计以8051单片机作为控制电路，按键连接至单片机的P1口，P2口外接8个采用共阳极连接方式的发光二极管（LED）和8个限流电阻，硬件电路原理图所示。任务1：按键测试任务1：按键测试3．程序流程#include<STC_NEW_8051.H>#defineucharunsignedcharunsignedchari,j;voidmain(){j=0;//变化次数P2=0xff;//P2口灯全灭，灯灭表示为0，灯亮表示1i=P1;//读P1口while(1){ if(i!=P1)//判断P1口是否有变化 { j++;//有变化次数加1P2=~j;//次数在P2口显示 i=P1;//重新记录P1口的状态 }

}}Lesson369-lesskey11在键盘的软件设计中还要注意按键的去抖动问题。由于按键一般是由机械式触点构成的，在按键按下和断开的瞬间均有一个抖动过程，时间大约为5ms～10ms，可能会造成单片机对按键的误识别。

物理按键抖动波形图按键消抖一般有两种方法，即硬件消抖和软件消抖。硬件消抖方法在软件设计中，当单片机检测到有键按下时，可以先延时一段时间越过抖动过程再对按键识别。实际应用中，一般希望按键一次按下单片机只处理一次，但由于单片机执行程序的速度很快，按键一次按下可能被单片机多次处理。为避免此问题，可在按键第一次按下时延时10ms之后再次检测按键是否按下，如果此时按键仍然按下，则确定有按键输入。这样便可以避免按键的重复处理。软件消抖方法任务2

单键控制LED的设计软件消抖流程图任务2

单键控制LED的设计用单键（即独立键盘中的按键）实现对LED进行控制，每按一次按键时，LED方式变化一次，用以表示按键控制的结果。1．提出任务2．任务分析（1）硬件电路设计以8051单片机作为控制电路，按键连接至单片机的P1.4引脚，另一端接地，P2.0口外接1个采用共阳极连接方式的发光二极管（LED）和1个限流电阻，硬件电路原理图所示。任务2

单键控制LED的设计任务2

单键控制LED的设计软件消抖流程图#include<reg51.h>#defineucharunsignedcharvoiddelay(uchar);sbitp14=P1^4;//定义位sbitp20=P2^0;main(){p20=0;//P2.0初始状态灯亮while(1){if(p14==0)//判断是否按键{delay(2);//延时20MS，去抖动if(p14==0)//确认有键按下 {p20=~p20;//指示灯状态取反while(!p14);//等待按键释放 }}}}/*延时子程序*/voiddelay(uchark){ucharx,y,z;for(x=k;x>0;x--)for(y=20;y>0;y--)for(z=250;z>0;z--);}Lesson3-lessonkey12思考题：1.用P2口指示灯记录P14复位键，按键的次数任务2多路按键状态指示的设计

知识链接一、矩阵式键盘1．结构和工作原理当输入部分有多个按键时，若仍然采用独立键盘，必然会占用大量的I/O口，采用矩阵键盘是一种比较节省资源的方法。矩阵式键盘又称行列式键盘，往往用于按键数量较多的场合。矩阵式键盘的按键设置在行与列的交点上。任务3

多路按键状态指示的设计一般矩阵键盘的连接示意图任务2多路按键状态指示的设计2．按键的识别A)行（列）扫描法。（1）先将全部列线置为低电平，然后通过行线接口读取行线电平，判断键盘中是否有按键被按下。（2）判断闭合键的具体位置。在确认键盘中有按键被按下后，依次将列线置为低电平，再逐行检测各行的电平状态。若某行为低电平，则该行与置为低电平的列线相交处的按键即为闭合按键。（3）综合上述两步的结果，即可确定出闭合键所在的行和列，从而识别出所按下的键。B)反转法:

1)行输入、列输出，将列输出端全置为0，

通过接口读取行线电平，判断行的位置

2)列输入、行输出，将行输出端全置为0，通过接口读取列线电平，判断列的位置综合两步获取按键号。任务2多路按键状态指示的设计任务2多路按键状态指示的设计3．矩阵式键盘的软件设计无论采用哪种方式，都要编制相应的键盘扫描程序。在键盘扫描程序中一般要完成以下几个功能：（1）判断键盘上有无按键按下；（2）去键的机械抖动影响；（3）求所按键的键号；（4）转向键处理程序。任务2多路按键状态指示的设计按键识别程序流程图任务3

多路按键状态指示的设计用8051单片机及LED数码管实现对键盘键值的实现。当按下键盘中不同按键时，用LED灯显示不同的键值。

1．提出任务任务2多路按键状态指示的设计2．任务分析（1）硬件电路设计本设计采用8051单片机最小系统，P1口外接矩阵式键盘接口电路，P2口外接8个共阳发光二极管。任务2多路按键状态指示的设计键盘键值显示电路图任务3多路按键状态指示的设计3．源程序编写ucharkeyscan()//键盘反转扫描{uchari,scan1,scan2,keycode;P1=0xf0;//行线设为低低平scan1=P1;//读P1口if((scan1&0xf0)!=0xf0)//判断是否有按键{delay(2);//延时

scan1=P1;if((scan1&0xf0)!=0xf0)//再次判断{ P1=0x0f;//列线设为低电平 scan2=P1; keycode=scan1|scan2;//组合成键编码 for(i=0;i<16;i++) { if(keycode==keytable[i]) {key=i;//查表得键值 return(i);//返回键值 }}}}else{return(16)}}voiddelay(uchark){ucharx,y,z;for(x=k;x>0;x--)for(y=20;y>0;y--)for(z=250;z>0;z--);}

/*延时20ms*/任务3多路按键状态指示的设计3．源程序编写//#include<reg51.h>#include<STC_NEW_8051.H>#defineucharunsignedcharvoiddelay(uchar);ucharkeyscan();ucharcodekeytable[]={0xee,0xed,0xeb,0xe7,0xde,0xdd,0xdb,0xd7,0xbe,0xbd,0xbb,0xb7,0x7e,0x7d,0x7b,0x77，0xff};ucharkey;main(){while(1){

key=keyscan();if(key!=16)

//显示二进制键值P2=~key;elseP2=0xff;

//无按键不显示} }任务3

多路按键状态指示的设计二、函数的返回值

函数的值是指函数被调用之后，执行函数体中的程序段所取得的并返回给主调函数的值。对函数返回值有以下一些说明：

函数的值只能通过return语句返回主调函数。

return语句的一般形式为：

return表达式；

或者为：

return(表达式)；

该语句的功能是计算表达式的值，并返回给主调函数。在函数中允许有多个return语句，但每次调用只能有一个return语句被执行，因此只能返回一个函数值。

任务3

多路按键状态指示的设计函数值的类型和函数定义中函数的类型应保持一致。如果两者不一致，则以函数类型为准，自动进行类型转换。

如函数值为整型，在函数定义时可以省去类型说明。

不返回函数值的函数，可以明确定义为“空类型”，类型说明符为“void”。如：

voids(intn){……}一旦函数被定义为