鍵盤是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中重要的輸入設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的紐帶。鍵盤主要分編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩大類，其中鍵的開閉的識(shí)別由硬件編碼器來實(shí)現(xiàn)的稱為編碼鍵盤，如計(jì)算機(jī)鍵盤。而靠軟件編程來識(shí)別鍵的開閉的稱為非編碼鍵盤，單片機(jī)系統(tǒng)中常用的鍵盤為非編碼鍵盤。

鍵盤都是由一個(gè)一個(gè)小按鍵構(gòu)成的，按鍵實(shí)際上就是一個(gè)開關(guān)元件，單片機(jī)系統(tǒng)中常用的按鍵主要有自鎖按鍵和非自鎖按鍵，分別如圖1、圖2所示。

圖1 自鎖按鍵                  圖2 非自鎖按鍵

非編碼鍵盤通常又分為獨(dú)立鍵盤和矩陣鍵盤兩大類。所謂獨(dú)立鍵盤是指按鍵在與單片機(jī)相連時(shí)，每一個(gè)按鍵都與一個(gè)單片機(jī)單片機(jī)的I/O口相連，如圖3所示；而對(duì)于一些應(yīng)用系統(tǒng)中若需要較多按鍵時(shí)，采用獨(dú)立鍵盤的連接方法，則比較耗費(fèi)單片機(jī)的I/O口，此時(shí)我們一般會(huì)用到矩陣鍵盤，如圖4所示，16個(gè)按鍵排成4行4列，稱為4X4矩陣鍵盤，如按獨(dú)立按鍵法，需要16個(gè)I/O口，而按圖4的接法只需要8個(gè)I/O.

圖3 獨(dú)立鍵盤

圖4 4X4矩陣鍵盤

由于在單片機(jī)在應(yīng)用系統(tǒng)中，更多的會(huì)用到獨(dú)立鍵盤，加之兩者的檢測(cè)原理基本相似，所以這一節(jié)里我主要講解獨(dú)立鍵盤的檢測(cè)原理及程序?qū)崿F(xiàn)的方法。

1、 按鍵的檢測(cè)原理

按鍵與單片機(jī)的連接如圖5所示，按鍵的一端與地相連，另一端直接與單片機(jī)的I/O口相連。此時(shí)我們?cè)诔绦蛑邢冉oI/O口賦值高電平，然后不斷的檢測(cè)I/O口電平的變化。當(dāng)按鍵沒有被按下時(shí)，此I/O口的電平一直為高；當(dāng)按鍵被按下時(shí)，由于按鍵的另一端直接與地相連，相當(dāng)于低電平，此時(shí)我們從I/O口讀出的即為高電平，程序一旦檢測(cè)到I/O口由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，說明按鍵被按下，此時(shí)馬上執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，這就是按鍵檢測(cè)的原理。

　

圖5 按鍵與單片機(jī)連接圖

2、 按鍵的抖動(dòng)與消除

由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，一個(gè)按鍵開關(guān)在閉合時(shí)不會(huì)馬上穩(wěn)定地接通，在斷開時(shí)也不會(huì)一下子斷開。因而在閉合及斷開的瞬間均伴隨有一連串的抖動(dòng)，與單片機(jī)I/O口相接的一端的電壓會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的變化，如圖6所示。

圖6 按鍵按下時(shí)電壓的變化情況

從圖6中我們可以看出，實(shí)際的電壓波形在按下松手的時(shí)候都會(huì)出現(xiàn)一定的抖動(dòng)，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)知道，這個(gè)一時(shí)間大概在5－10ms。所在在做單片機(jī)與按鍵相關(guān)的系統(tǒng)時(shí)必須考慮消抖的環(huán)節(jié)。按鍵消抖的方法有兩種，一個(gè)是硬件方法   一個(gè)是軟件的方法，而從節(jié)約成本和盡量簡(jiǎn)化硬件電路的角度出發(fā)，一般是采用在程序中加上消抖的方法實(shí)現(xiàn)，通常是采用延時(shí)的方法。具體的作法是：

檢測(cè)出鍵閉合后執(zhí)行一個(gè)延時(shí)程序，產(chǎn)生5ms～10ms的延時(shí)，讓前沿抖動(dòng)消失后再一次檢測(cè)鍵的狀態(tài)，如果仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)為真正有鍵按下。當(dāng)檢測(cè)到按鍵釋放后，也要給5ms～10ms的延時(shí)，待后沿抖動(dòng)消失后才能轉(zhuǎn)入該鍵的處理程序。后面會(huì)結(jié)合到程序進(jìn)行講解。

下面我寫一個(gè)簡(jiǎn)單的程序，功能為：當(dāng)一個(gè)鍵按下時(shí)，讓一個(gè)發(fā)光二極管發(fā)光，我們先看下按鍵模塊在實(shí)驗(yàn)板上的原理圖，如圖7和圖8所示。

圖7 發(fā)光二極管模塊原理圖

圖8 按鍵模塊原理圖

例1 按鍵檢測(cè)程序

//功能：當(dāng)按下S8鍵時(shí)，L1燈發(fā)光，松手后，L1燈熄滅。相應(yīng)程序如例1.

#include <reg52.h>

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

 

sbit D1=P1^0;

sbit S1=P3^4;

 

void main()

{

       P3=0xff;

       while(1)

       {

              if(S1==0)

delay(20);//消除按下時(shí)的抖動(dòng)

if(S1==0)

{

                     D1=0;        

while(!S1);//松手檢測(cè)

              delay(20);//消除松手時(shí)的抖動(dòng)

}

              else

                     D1=1;           

       }

}

 

 

例2 按鍵檢測(cè)程序

//功能：當(dāng)每按下S8鍵時(shí)，數(shù)碼管自動(dòng)加1，當(dāng)加到F時(shí)又從零開始。

#include<reg52.h>

 

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

 

sbit duan=P2^6;

sbit wei=P2^7;

sbit S1=P3^4;

uchar temp;

uchar code table[]=

{0x3f,0x06,0x5b,0x4f,

0x66,0x6d,0x7d,0x07,

0x7f,0x6f,0x77,0x7c,

0x39,0x5e,0x79,0x71};

 

void delay(uint z )

{

       uint x ,y;

       for(x=z;x>0;x--)

              for(y=110;y>0;y--);

}

void main()

{

       P3=0xff;

       wei=1;

       P0=0xfe;

       wei=0;

       temp=0;

       while(1)

       {

              if(S1==0)

              {

                     delay(20);//消除按下時(shí)的抖動(dòng)

                     if(S1==0)//

                     {

                            temp++;

                            if(temp==16)temp=0;

                     }

                     while(!S1);//松手檢測(cè)，防止temp一次多加

                     delay(20);//消除松手時(shí)的抖動(dòng)

                     while(!S1);

              }    

           duan=1;

              P0=table[temp];

              duan=0;

       }

}