独立键盘检测原理以及实际应用
一、键盘的概念二、独立键盘的检测三、独立键盘原理图四、实际应用一、键盘的概念
键盘:是电子系统中,人机对话的重要组成部分,是人向机器发出指令、输入信息必须的设备
通常来说,键盘有编码键盘和非编码键盘两种。
编码键盘:键盘上闭合键的识别由专门的硬件编码器实现,并产生键编码号或键值的称为编码键盘,如计算机键盘,这种键盘使用方便,所需程序简单,但硬件电路复杂
非编码键盘:是利用软件编程来实别键盘的,在单片机组成的各种系统中,最常用的就是非编码键盘,特点是硬件电路简单
非编码键盘又分为独立键盘和矩阵式键盘。
二、独立键盘的检测
在单片机的外围电路中,常常用到的按键是机械弹性开关,当开关闭合时,线路导通,开关断开时,线路断开。
如图,当按下开关时,原本连在一起的1和2脚,3和4脚被断开,原本没有连在一起的1和3脚,2和4脚被吸和,导通;当松手后自动断开。
自锁式按键:按下时闭合且会自动锁住,只有再次按下时才弹起断开。像我所用的单片机板子上的电源开关就是自锁按键。
单片机检测按键的原理是:单片机I/0口既可以作为输入使用,也可以作为输出使用。当检测按键时,用的是它输入功能,我们把按键一端接地,另一端与单片机的某个I/O口相连,开始时先给该I/O口赋一高电平,然后让单片机不断检测该I/O口是否变为低电平,当按键闭合时,即相当于该I/O口通过按键与地相连,变成低电平,程序一旦检测到I/O口变为低电平则说明按键被按下,然后执行相关的指令。
按键按下时,触电的电压变化过程:
理想波形:没有按下为高电平,按下之后为低电平,松开之后又为高电平
实际波形:按下之后,存在机械抖动,需要过一段时间才会稳定成低电平,然后,松开时又会产生机械抖动
机械式按键在按下或者释放时,由于机械弹性的影响,通常会伴随有一定的时间触电机械抖动,然后其触电才稳定下来。
在触点抖动期间检测按键的通与断,可能会导致错误,即有可能被认为进行了多次操作,这种情况是不允许出现的。因此在单片机检测键盘是否按下都要加上去抖动操作,按键少时,可采用硬件消抖,按键较多时,采用软件消抖。
编写单片机的键盘检测程序时,一般在检测按下时加入去抖延时(10~20ms即可),检测松手时,就不用加了。
三、独立键盘原理图
单片机控制系统中,如果只需要几个功能键,此时,可以采用独立式按键结构。
独立按键式:
直接用I/O口线构成单个按键电路,其特点是每个按键单独占用一根I/O口,每个按键的工作不会影响其他I/O口的状态。按键电路配置灵活,软件结构简单由于每个按键必须占用一个I/O口线,因此,在按键较多时,I/O口线浪费较大,不宜采用
四、实际应用
设计要求:按下S2,LED1点亮;按下S3,LED2点亮;按下S4,LED3点亮;按下S5,LED4点亮
程序:
#include<reg51.h> //52单片机头文件sbit S2 = P3^0; //位定义 S2为标示符 P3^0为地址值 sbit S3 = P3^1;sbit S4 = P3^2;sbit S5 = P3^3;sbit Led1 = P1^0;sbit Led2 = P1^1;sbit Led3 = P1^2;sbit Led4 = P1^3;void main(){while(1) //通过大循环不断扫描按键状态{if(S2==0) //这里的循环意思为:如果S2按键没有被按下,那么LED1不得电;如果S2按键被按下,那么LED1得电Led1 = 0;elseLed1 = 1;if(S3==0)Led2 = 0;elseLed2 = 1;if(S4==0)Led3 = 0;elseLed3 = 1;if(S5==0)Led4 = 0;elseLed4 = 1;}}
效果:
设计要求:第一次按下S5,并松开S5,第一个数码管从0开始变为1;第二次按下S5,并松开S5,第一个数码管从1变为2;依次类推,直到变为9为止,一直循环。
#include <reg52.h> //52单片机头文件#define uchar unsigned char //宏定义#define uint unsigned int sbit S5 = P3^3;//位定义 S5标识符 P3^4地址符sbit WE = P2^7;sbit DU = P2^6;uchar num;uchar code table[] = {//显示0~f的码表0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};void delay(uint z) //延时函数{uint x,y;for(x = z;x>0;x--)for(y = 144;y>0;y--);}void main() //主函数{WE = 1; //打开位选锁存器P0 = 0xfe; //点亮第一个数码管WE = 0; //关闭位选锁存器 让数据锁存while(1) //大循环{if(S5 == 0) {delay(20); //按键消抖if(S5 == 0){num++;if(num == 10)num = 0;while(!S5); //松手检测}}DU = 1; //打开段选锁存器P0 = table[num]; //num从第一个数开始亮DU = 0; //关闭段选,锁存数据}}
设计要求:按下S4按键,第一个数码管的数码管的数从0开始加1,;按下S3按键第一个数码管的数就开始减1
#include <reg52.h> //52单片机头文件#define uchar unsigned char //宏定义#define uint unsigned int sbit S5 = P3^3;//位定义 S5标识符 P3^4地址符sbit S4 = P3^2;//位定义 S5标识符 P3^4地址符sbit WE = P2^7;sbit DU = P2^6;uchar num;uchar code table[] = {//显示0~f的码表0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};void delay(uint z) //延时函数{uint x,y;for(x = z;x>0;x--)for(y = 144;y>0;y--);}void main() //主函数{WE = 1; //打开位选锁存器P0 = 0xfe; //点亮第一个数码管WE = 0; //关闭位选锁存器 让数据锁存while(1) //大循环{if(S5 == 0) {delay(20); //按键消抖if(S5 == 0){num++;if(num == 10)num = 0;while(!S5); //松手检测}}if(S4 == 0) {delay(20); //按键消抖if(S4 == 0){if(num > 0)num--;while(!S4); //松手检测}}DU = 1; //打开段选锁存器P0 = table[num]; //num从第一个数开始亮DU = 0; //关闭段选,锁存数据}}
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