基于C语言的MCS-51单片机教程 课件 2任务3：键盘应用

任务3：键盘的应用1、键盘的分类键盘分编码键盘和非编码键盘。在单片机组成的测控系统及智能化仪器中，用的最多的是非编码键盘。非编码键盘有分为：独立式非编码键盘和行列式非编码键盘。2、键盘的结构常用的机械式按键，按键是4脚封装，内部2脚相连，图（b）是按键的背面图，用万用表测试4只引脚的通断。1号和2号引脚是连通的，3号和4号引脚是连通的。硬件连接时注意引出按键4个引脚中不相通的2个引脚，如按键的对角上的两个引脚。

按键与单片机引脚相连后，按键按下或闭合会影响单片机引脚状态，读取引脚状态，推断按键是否按下，从而达到输入信息的目的。3、独立式按键

独立式按键是指各按键相互独立地接通一条输入数据线。当任何一个键按下时，与之相连的输入数据线即可读入数据0，而没有按下时读入1。独立式键盘的电路简单，易于编程，但占用的IO口线较多，当需要较多按键时可能产生IO资源紧张问题。独立按键的三种接法的分析1）当按键闭合时，单片机引脚接地，当按键断开时，单片机引脚不能稳定工作，因为处于高阻态，易受干扰。独立按键的三种接法的分析2）当按键闭合时，单片机引脚接地，当按键断开时，单片机引脚被上拉电阻拉为高电平，按键闭合或按下，单片机引脚的电平稳定，是一种标准的接法。独立按键的三种接法的分析3）当按键断开时，单片机引脚接地，当按键闭合时，单片机引脚直接和电源相连，这种接法短路电流大，易烧毁单片机I/O口电路，是危险的连接方法。4、独立按键读取引脚状态的方法

软件方面如何读取引脚状态呢？有查询法和中断法。普遍采用查询法。查询法是CPU读取连接按键的单片机端口的电平状态，如果读取的是低电平，就确认该端口对应的按键已按下，如果读取的是高电平，就确认该端口对应的按键没按下。

提示：因为51系列单片机的端口是准双向口，在读引脚前，需要先对输入端口置1。

举例：读P1.0bits1;//定义位变量s1，保存按键通断状态P1_0=1;S1=P1_0;读P1：Unsignedcharsw;//定义字节变量

P1=0xff;Sw=P1;

5、按键的去抖由于机械触点的弹性作用，按键在闭合时不会马上稳定地接地，在断开时也不会立刻断开。通常在闭合和断开的瞬间都伴随有一定时间的触点机械抖动，如下图。抖动时间一般为5

10ms，在触点抖动期间检测按键的通与断状态，可能导致判断出错。因此，为保证CPU对按键的断开和闭合做出正确的判断，就必须消除抖动。按键的去抖—硬件方法在键数较少时可用硬件方法消除键抖动。如图所示的RS触发器为常用的硬件去抖。图中两个“与非”门构成一个RS触发器。当按键未按下时,输出为1；当键按下时,输出为0。此时即使用按键的机械性能，使按键因弹性抖动而产生瞬时断开（抖动跳开B），中要按键不返回原始状态A，双稳态电路的状态不改变,输出保持为0，不会产生抖动的波形。也就是说,即使B点的电压波形是抖动的,但经双稳态电路之后,其输出为正规的矩形波。这一点通过分析RS触发器的工作过程很容易得到验证。按键的去抖—硬件方法利用电容的放电延时，采用按键并联电容法，也可以实现消抖。按键的去抖—软件延时法

（a）检测按键（b）释放按键按键去抖流程图软件去抖的原理一：前沿消抖法。读按键状态，判断有键按下，延时10ms，再次读按键状态，有键按下，才确认是哪一个按键，从而消除前沿的抖动。流程如下图（a）。按键的去抖—软件延时法

软件去抖的原理二：在去抖时间内连续多次去读按键所在端口的状态，并与上一次进行对比，若状态改变，则重新初始化去抖时间。直到在去抖时间内，每次读到的口状态都一致时，我们才认为扫描到稳定的按键。流程如下图（C）。举例编写程序，识别图中的8个按键是哪一个键被按下，返回键的编号。

硬件电路按键编号K0K1K2K3K4K5K6K7P1二进制1111111011111101111110111111011111101111110111111011111101111111十六进制0xfe0xfd0xfb0xf70xef0xdf0xbf0x7f/****************获取按键状态的参考程序片段*************///**********按键扫描程序

unsignedcharkeyscan(){unsignedcharsw;//定义变量sw，暂存P1状态的变量

unsignedcharkey//定义变量key，暂存按下键的编号

P1=0xff;//预先对输入端口置1

sw=P1;

switch(sw){ case0xfe:key=0;break; case0xfd:key=1;break; case0xfb:key=2;break; case0xf7:key=3;break; case0xef:key=4;break; case0xdf:key=5;break; case0xbf:key=6;break; case0x7f:key=7;break;} returnkey;//获得按键编号}6、矩阵式按键特点：占用IO口线较少，但软件将较为复杂。判断键盘的位置—常用方法键盘扫描法和反线法。行列式键盘键盘扫描法步骤：第一步：判别有无按键按下。其方法：向所有行给低电平0，所有的列给高电平1。读取此时列线I/O状态，如果不是全高，则有按键按下。第二步：有按键按下，则下一步就是查找按键所在位置，具体步骤：向第0行给低电平0，其它给高电平1，读取所有列的电平状态。如果所有列电平均为高电平，则说明按下的按键不在第0列。反之则找到了该按键。依次对第1列、第2列、第3列如此操作，直到找到按下的按键为止。第三步：对按键进行编码。反线法步骤：①判断哪一列有键压下写端口（0xf0）：行线电平=0；列线电平=1。读端口进行判断：若P3=0xf0→没有按键压下。若P3≠0xf0→某列有键压下→则将读取的值赋值给K1。②判断哪一行有键压下写端口（0x0f）：行线电平=1；列线电平=0。读端口进行判断：若P3=0x0f→没有按键压下；若P3≠0x0f→某行有键压下→K2。③将K1与K2相“或”并存于K2（形成键值）——闭合键所在行、列的状态均为0，其余皆为1。

第一列第二列第三列第四列第一行

ee de be 7e第二行

ed dd

bd 7d第三行

eb db bb 7b第四行

e7 d7 b7