單片機講義11:輸入檢測,機械式按鍵

ID:250285 · 發表于 2017-11-19 02:37

第 11講輸入檢測－>機械式按鍵

知識點：

1、機械式按鍵結構特點

2、 51 單片機 IO 端口配置成輸入

3、按鍵常見電路接法

4、單片機識別按鍵的一般思路

5、識別行列式按鍵的一種方法

6、單片機程序設計思想：宏觀上并行，微觀上串行

一、機械式按鍵結構特點：

這里所講的機械式按鍵又稱輕觸開關或微動開關。它的一個主要特點就是按下接通，松開斷

開。電路圖形符號

，文字符號常用 K 或 SW 表示。以下簡稱按鍵。

二、51 單片機 IO 端口配置成輸入：

51 單片機 IO 端口作為通用輸入口時，應先向對應的端口寄存器寫 1，比如，把 P2.1 配置成輸入，應先 P2.1 = 1;但作為通用輸出口時卻是無條件的。所以，也把 51 單片機 I/O 口稱為準雙向 IO 口。這個操作在行列式按鍵掃描時，得以體現。由于 51 單片機在上電復位時，端口寄存器 P0-P3 默認值就是 0XFF,所以，我們在做獨立按鍵時，沒有把檢測按鍵的 P1^0

口事先寫 1。這一點同學們要注意。

三、按鍵常見電路接法：

常見接法有兩種：分壓式接法和高低電平式接法。

分壓式接法電路如下所示：

這種是分壓式接法，其中 ADIN 接的是單片機某一個 AD 口，通過檢測不同的分壓值來識別是哪個按鍵被按下。這種接法的特點是占用單片機 IO 端口極少，只需一個 AD 口即可。但對分壓電阻的精度要求高一些。高低電平式接法是最常見的，也是單片機通用 IO 端口就可以識別的。一

般分為兩種：獨立式接法和行列式接法。

獨立式接法就是每一個按鍵對應一個單片機 IO 端口，這種接法單片機識別起來特別簡單，只需檢測相應 IO 的高低電平即可。如下圖所示：

所有的按鍵一端接單片機 IO 端口，另外一端全部連在一起接地 GND。我們只需要檢測哪個端口為低電平，即可判斷哪個按鍵被按下了。行列式高低電平接法，是利用單片機的 IO 口組成行與列，在行與列的每一個交點處連接按鍵。故也稱為矩陣式按鍵。電路結構如下所示：

這種按鍵的識別方法，我們會在第 5 個知識點上詳細講解。

四、單片機識別按鍵的一般思路：

一般情況下，單片機識別按鍵的目的是識別當前按鍵的狀態，意思就是說，一要識別是哪個鍵動作了（鍵碼），還要識別當前按鍵是何狀態，也稱為有效方式，當然了這里的狀態大多是與時間有關的，并執行相應的動作。比如，開發板上獨立式按鍵實驗，當按鍵按下并抬起時，LED 被點亮。這是最簡單的識別。因為是一支按鍵，所以不用識別是哪個鍵被按下，只需識別按鍵的狀態。一般的按鍵狀態有以下幾種：按下，抬起，長按，組合，長按多長時間等等。

一個完整的按鍵動作必須包含下面四個階段：

按鍵按下->按下消抖->按鍵抬起->抬起消抖

在單片機與按鍵接口程序中，往往先進行按下消抖，而對按鍵狀態的判斷就是指按鍵處理了。這里的按鍵處理不是執行相應的動作，而是區分按鍵此刻處于何種狀態，并改變相應狀態變量的值，以便程序其它地方通過檢測相應的按鍵狀態變量去執行相應的動作。比如，我們可以把按下并抬起的短按點亮 LED，改成長按一段時間點亮 LED。總的來講，單片機識別按鍵就分為三個階段：按鍵消抖---按鍵處理--- 按鍵執行。這個思路適用于所有形式的按鍵。至于為什么要消抖？是因為我們在操作按鍵時，不可能立即按下或抬起，機械式按鍵接觸面不是立刻就接觸或斷開的，而單片機的檢測速度特別快，這樣往往會發生誤判，因此，我們要等待電平穩定了，再去處理按鍵。消抖的方式很簡單，就是利用延時，等待一個穩定電平的到來。

五、識別行列式按鍵的一種方法

H:表示行；L：表示列；