单片机讲义11:输入检测,机械式按键

CRAZY_argentina · 发表于 2022-6-6 09:41

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第 11讲输入检测－>机械式按键

知识点：

1、机械式按键结构特点

2、 51 单片机 IO 端口配置成输入

3、按键常见电路接法

4、单片机识别按键的一般思路

5、识别行列式按键的一种方法

6、单片机程序设计思想：宏观上并行，微观上串行

一、机械式按键结构特点：

这里所讲的机械式按键又称轻触开关或微动开关。它的一个主要特点就是按下接通，松开断

开。电路图形符号，文字符号常用 K 或 SW 表示。以下简称按键。

二、51 单片机 IO 端口配置成输入：

51 单片机 IO 端口作为通用输入口时，应先向对应的端口寄存器写 1，比如，把 P2.1 配置成输入，应先 P2.1 = 1;但作为通用输出口时却是无条件的。所以，也把 51 单片机 I/O 口称为准双向 IO 口。这个操作在行列式按键扫描时，得以体现。由于 51 单片机在上电复位时，端口寄存器 P0-P3 默认值就是 0XFF,所以，我们在做独立按键时，没有把检测按键的 P1^0

口事先写 1。这一点同学们要注意。

三、按键常见电路接法：

常见接法有两种：分压式接法和高低电平式接法。

分压式接法电路如下所示

这种是分压式接法，其中 ADIN 接的是单片机某一个 AD 口，通过检测不同的分压值来识别是哪个按键被按下。这种接法的特点是占用单片机 IO 端口极少，只需一个 AD 口即可。但对分压电阻的精度要求高一些。高低电平式接法是最常见的，也是单片机通用 IO 端口就可以识别的。一

般分为两种：独立式接法和行列式接法。

独立式接法就是每一个按键对应一个单片机 IO 端口，这种接法单片机识别起来特别简单，只需检测相应 IO 的高低电平即可。如下图所示：

所有的按键一端接单片机 IO 端口，另外一端全部连在一起接地 GND。我们只需要检测哪个端口为低电平，即可判断哪个按键被按下了。行列式高低电平接法，是利用单片机的 IO 口组成行与列，在行与列的每一个交点处连接按键。故也称为矩阵式按键。电路结构如下所示：

这种按键的识别方法，我们会在第 5 个知识点上详细讲解。

四、单片机识别按键的一般思路：

一般情况下，单片机识别按键的目的是识别当前按键的状态，意思就是说，一要识别是哪个键动作了（键码），还要识别当前按键是何状态，也称为有效方式，当然了这里的状态大多是与时间有关的，并执行相应的动作。比如，开发板上独立式按键实验，当按键按下并抬起时，LED 被点亮。这是最简单的识别。因为是一支按键，所以不用识别是哪个键被按下，只需识别按键的状态。一般的按键状态有以下几种：按下，抬起，长按，组合，长按多长时间等等。

一个完整的按键动作必须包含下面四个阶段：

按键按下->按下消抖->按键抬起->抬起消抖

在单片机与按键接口程序中，往往先进行按下消抖，而对按键状态的判断就是指按键处理了。这里的按键处理不是执行相应的动作，而是区分按键此刻处于何种状态，并改变相应状态变量的值，以便程序其它地方通过检测相应的按键状态变量去执行相应的动作。比如，我们可以把按下并抬起的短按点亮 LED，改成长按一段时间点亮 LED。总的来讲，单片机识别按键就分为三个阶段：按键消抖---按键处理--- 按键执行。这个思路适用于所有形式的按键。至于为什么要消抖？是因为我们在操作按键时，不可能立即按下或抬起，机械式按键接触面不是立刻就接触或断开的，而单片机的检测速度特别快，这样往往会发生误判，因此，我们要等待电平稳定了，再去处理按键。消抖的方式很简单，就是利用延时，等待一个稳定电平的到来。

五、识别行列式按键的一种方法

H:表示行；L：表示列；

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