谭久刚 《单片机应用技术》1-4

子情境1-4：键盘控制灯的显示任务1-4-2任务1-4-1键盘扫描及控制程序设计键盘电路设计任务1-4-1：键盘电路设计任务要求：设计4个独立式键盘用于控制灯的显示独立式键盘电路设计认识键盘

Step1Step2任务实施步骤知识点小结Step1．认识键盘键盘是最为常用输入设备之一，操作人员可以向单片机系统输入数据、指令、地址等信息，从而实现对系统的灵活控制。

1.键盘的分类

键盘分编码键盘和非编码键盘。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BCD码键盘、ASCLL码键盘等；而靠软件来识别的称为非编码键盘。 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。Step1．认识键盘2.独立式键盘按键的识别1）按键输入原理

如图，键盘一端经上拉电阻接5V电源，再接到单片机的I/O口（P2），另一端接地，无键按下时，P2口8各引脚全部为高电平“1”，当某个键按下时，便会将相应引脚置为低电平“0”。因而，CPU通过指令不断读取P2口状态，当查询到某个引脚为低电平时，表示该引脚所接键盘被按下。2）按键消抖

在按下或释放按键时，通常伴随机械抖动，然后才会稳定下来，在键盘抖动期间读取P2状态便会出现误操作，即一次按键会被CPU错误的认为是多次操作。为了克服键盘抖动带来的误操作，必须采取去抖动措施，主要有硬件去抖和软件去抖两种方法。

硬件消抖采用双稳态R-S触发器对按键波形进行整形后再送到单片机引脚，会增加设计成本。我们经会采用的是软件去抖：在检查到有键按下时，延时10ms左右再次检测确认该键按下，若仍为闭合状态，则认为是一次按键操作。按键机械抖动硬件去抖电路Step1．认识键盘2.独立式键盘按键的识别

3）按键释放判断

由于单片机运行指令的速度特别快，1ms内可以运行单周期指令1000条，因此，一次按键期间，单片机可能会执行多次按键操作，通常检测到有键按下时，继续检测引脚电平，直到检测到键盘已松开才执行相应的按键功能程序。而且，还可以通过这种方法对同一按键进行长按键、短按键及复合键等功能的设计。4）键盘程序设计一个完整的键盘程序应具备以下功能：检测有无按键按下，并进行按键消抖；有可靠的逻辑处理办法，每次只处理一个按键，处理按键功能期间，对任何按键的操作都不会对系统产生影响；无论一次按键时间有多长，系统仅执行一次按键功能程序；准确输出按键值，以满足跳转指令的需要。Step2．系统键盘电路设计

任务要求设置4个按键，分别用于控制小灯小灯的闪烁、左右流动显示及速度控制。为便于理解，我们采用P2.0～P2.3作为键盘输入口。Step3．按键扫描及控制程序设计

1．独立式键盘的软件结构1）.P2口内部结构

P2口内部结构如图所示，有两种用途：作为普通I/O口和地址总线使用。

P2口作为普通I/O口其功能与P1相同。具有输入、输出、端口操作三种工作方式，负载能力也与P1相同。再次强调，作为准双向口，在对P2引脚进行读操作时，应首先对P2口写“1”后再读，以保证读回数据的正确性。

P2口作为地址总线当访问片外存储器或I/O设备时，作为地址总线高8位使用。

P2口内部结构Step3．按键扫描及控制程序设计

1．独立式键盘的软件结构2）.独立式键盘查询方式编程的软件结构

K0～K7为功能程序入口地址标号，PROM0～PROM7分别为每个按键的功能程序。设P2口接键盘，软件结构如下，包括键盘扫描、延时去抖、等待按键释放及按键功能处理几部分。KEY_SCAN： LCALL READ_P2 ;键状态输入

JNB ACC.0,K0 ;检测0号键是否按下，按下转（P1.0=0 JNB ACC.1,K1 ;检测1号键是否按下，按下转

…… JNB ACC.7,K7

;检测7号键是否按下，按下转

LJMP KEY_SCAN ;无键按下返回，再顺次检测K0： LCALL DELAY10ms ;延时去抖

LCALL READ_P2 JNB ACC.0,PROM0 ;键盘仍按下，转入执行相应功能程序

LJMP KEY_SCAN ;键盘抖动，则返回继续扫描

…… ……K7： LCALL DELAY10ms LCALL READ_P2 JNB ACC.7,PROM7

LJMP KEY_SCAN PROM0： LCALL READ_P2 ;等待按键释放

JNB ACC.0,PROM0

…… ;0号键功能程序

LJMPKEY_SCAN ;0号键功能程序执行完返回

……

……

PROM7：

LCALL READ_P2 JNB ACC.0,PROM0

…… ;7号键功能程序

LJMP START ;7号键功能程序执行完返回READ_P2: MOV A,#0FFH

MOV P2,A ;置P2口为输入状态

MOV A，P2 RET键盘扫描延时去抖等待按键释放按键功能程序读P2口状态无键按下K0键按下无键按下K0键仍然按下K0键功能程序执行完成Step3．按键扫描及控制程序设计

2．系统程序设计1）.程序功能分系及流程图

4个按键对应4种控制功能，分别用于控制小灯的闪烁、右移显示、左移显示和显示速度：单片机系统上电启动，未按键时不显示；分别按闪烁、左移、右移一次，按要求显示，再按熄灭，同一时刻只有一种显示；显示时，按速度键控制显示速度，速度分4档，显示间隔分别是：1s、0.5s、0.2s和50ms，不按速度键，1s间隔显示，再按依次递减，50ms间隔显示后，再按，循环回到1s间隔显示。根据功能要求，结合前面的中断定时程序，程序基本思路是：主程序初始化任务完成后，进入循环查询P2口状态，结合查询结果，利用定时中断延时并选择性控制灯的显示状态。Step3．按键扫描及控制程序设计

2．系统程序设计1）.程序功能分系及流程图主程序流程图Step3．按键扫描及控制程序设计

2．系统程序设计1）.程序功能分系及流程图定时中断服务程序流程图Step3．按键扫描及控制程序设计

2．系统程序设计2）.变量定义变量名单元地址含义FLASH_LED00H(20H.0)，bit为1，闪烁显示MOVE_LEFT01H(20H.1)，bit为1，左移显示MOVE_RIGHT02H(20H.2)，bit为1，右移显示DISPLAY03H(20H.3)，bit为1，正在显示NUM_50ms30H，BYTE50ms循环次数Step3．按键扫描及控制程序设计

2．系统程序设计3）.汇编语言源程序（变量定义，主程序—初始化）;**************************************;键盘控制小灯显示，变量定义;********************************************************************** FLASH_LED BIT 00H ;为1，闪烁显示

MOVE_LEFT BIT 01H ;为1，左移显示

MOVE_RIGHT BIT 02H ;为1，右移显示

DISPLAY BIT 03H ;为1，正在显示

NUM_50ms EQU 30H ;循环次数;**********************************************;主程序（初始化、循环扫描键值、按键功能处理）;************************************************************************* ORG 0000H LJMP START ORG 000BH LJMP INT_T0 ORG 0030HSTART: MOV 20H,#00H ;各显示状态清零

MOV P1,#0FFH ;P1口初始化，灯全灭

MOV NUM_50ms,#20 ;延时1s，50ms计时循环次数设为20 MOV R7,NUM_50ms …… ……EQU（表达式或寄存器赋名伪指令）指令格式：符号名EQU

寄存器名或表达式指令功能：给一个寄存器或数值赋一个指定的符号名。例如程序中的“NUM_50msEQU30H”，执行该指令后，NUM_50ms在后续指令中使用时就代表30H这个数。例如，后续指令：“MOVNUM_50ms,#10”的含义是将立即数10送入RAM的30H单元，此处的NUM_50ms为直接寻址方式。 BIT（位定义伪指令）指令格式：符号名

BIT

位地址

指令功能：将一个位地址赋指定的符号名，注意经BIT定义过的符号名不能被改变。

例如程序中的伪指令“FLASH_LEDBIT 00H”相当于给00H这个位地址单元起了一个名字FLASH_LED，在后续程序中遇到FLASH_LED这个符号时，都代表00H位地址单元。Step3．按键扫描及控制程序设计

2．系统程序设计3）.汇编语言源程序（主程序—按键扫描及闪烁键功能处理）;*****************************循环扫描键盘**********************************KEY_SCAN: LCALL READ_P2 ;键状态输入

JNB ACC.0,FLASH_KEY

;检测闪烁键是否按下（P2.0=0）？

JNB ACC.1,ML_KEY

;检测左移键是否按下（P2.1=0）？

JNB ACC.2,MR_KEY

;检测右移键是否按下（P2.2=0）？

JNB ACC.3,SPEED_KEY

;检测速度键是否按下（P2.3=0）？

LJMP KEY_SCAN ;无键按下返回，再顺次检测;************************按键功能处理，闪烁键功能处理************************FLASH_KEY: LCALL DELAY10ms ;延时去抖

LCALL READ_P2

JNB ACC.0,WAIT

LJMP KEY_SCANWAIT: LCALL READ_P2

;等待按键释放

JNB ACC.0,WAIT

CPL FLASH_LED

;闪烁标志取反，原来不显，按下显。

CLR MOVE_LEFT

;禁止左移显示

CLR MOVE_RIGHT

;禁止右移显示

JNB FLASH_LED,NO_DIS

;是否显示？

SETB DISPLAY

;显示标志有效

MOV P1,#00H

;闪烁初始化

LCALL INIT_TIMER0

;初始化定时器，开始显示

LJMP KEY_SCAN ……键盘扫描延时去抖等待按键释放按键功能程序按闪烁，开或关闪烁显示，同一时刻只有一种显示Step3．按键扫描及控制程序设计

2．系统程序设计3）.汇编语言源程序（主程序——左移、右移按键程序）;##################################左移键功能处理##########################ML_KEY:

LCALL DELAY10ms LCALL READ_P2 JNB ACC.1,WAIT1

LJMP KEY_SCAN WAIT1:

LCALL READ_P2 JNB ACC.1,WAIT1

CLR FLASH_LED ;禁止闪烁

CPL MOVE_LEFT ;左移显示标志取反

CLR MOVE_RIGHT ;禁止右移显示

JNB MOVE_LEFT,NO_DIS SETB DISPLAY MOV P1,#0FEH ;左移显示初始化

LCALL INIT_TIMER0

LJMP KEY_SCAN;##################################右移键功能处理##########################MR_KEY:

LCALL DELAY10ms LCALL READ_P2 JNB ACC.2,WAIT2

LJMP KEY_SCAN WAIT2:

LCALL READ_P2 JNB ACC.2,WAIT2

CLR FLASH_LED ;禁止闪烁

CLR MOVE_LEFT ;禁止左移显示

CPL MOVE_RIGHT ;右移显示标志取反

JNB MOVE_RIGHT,NO_DIS SETB DISPLAY MOV P1,#7FH

;右移显示初始化

LCALL INIT_TIMER0 LJMP KEY_SCANNO_DIS:

MOV P1,#0FFH ;关显示

CLR TR0 CLR DISPLAY ;显示标志无效

MOV NUM_50ms,#20 LJMP KEY_SCANStep3．按键扫描及控制程序设计

2．系统程序设计3）.汇编语言源程序（主程序——速度键、读P2口及定时器初始化程序）;##################################速度键功能处理############################SPEED_KEY:

LCALL DELAY10ms LCALL READ_P2 JNB ACC.3,WAIT3

LJMP KEY_SCAN WAIT3:

LCALL READ_P2 JNB ACC.3,WAIT3 JNB DISPLAY,SCAN_KEY ;灯未显示，则返回扫描

MOV A,NUM_50ms ;修改显示速度

CJNE A,#20,SPEED1

MOV NUM_50ms,#10SCAN_KEY: LJMP KEY_SCANSPEED1:

CJNE A,#10,SPEED2 MOV NUM_50ms,#4

LJMP KEY_SCANSPEED2: CJNE A,#4,SPEED3 MOV NUM_50ms,#1

LJMP KEY_SCANSPEED3: MOV NUM_50ms,#20 LJMP KEY_SCAN;*****************************************;读P2口子程序;************************************************************************READ_P2: MOV A,#0FFH MOV P2,A ;置P2口为输入状态

MOV A,P2 RET;******************************************;定时器初始化子程序;*************************************************************************INIT_TIMER0: MOV TMOD,#01H MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H SETB EA SETB ET0 SETB TR0 RET CJNE（比较不等则转移）指令格式：CJNZ

A,

#data,rel

指令功能：如果(A)≠#data，则跳转到目标语句，否则程序顺序执行。分支程序中，用作条件转移。程序中“CJNEA,#20,SPEED1”指令功能就是查看之前的显示间隔是否为1s，是则执行下一句：修改间隔时间为0.5s；否则再查看是否为0.5s……。Step3．按键扫描及控制程序设计

2．系统程序设计3）.汇编语言源程序（定时中断服务子程序）;10ms延时子程序，用于延时去抖;**************************************************************************DELAY10ms: MOV