單片機(jī)講義11:輸入檢測(cè),機(jī)械式按鍵

ID:250285 · 發(fā)表于 2017-11-19 02:37

第 11講輸入檢測(cè)－>機(jī)械式按鍵

知識(shí)點(diǎn)：

1、機(jī)械式按鍵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2、 51 單片機(jī) IO 端口配置成輸入

3、按鍵常見(jiàn)電路接法

4、單片機(jī)識(shí)別按鍵的一般思路

5、識(shí)別行列式按鍵的一種方法

6、單片機(jī)程序設(shè)計(jì)思想：宏觀上并行，微觀上串行

一、機(jī)械式按鍵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

這里所講的機(jī)械式按鍵又稱(chēng)輕觸開(kāi)關(guān)或微動(dòng)開(kāi)關(guān)。它的一個(gè)主要特點(diǎn)就是按下接通，松開(kāi)斷

開(kāi)。電路圖形符號(hào)

，文字符號(hào)常用 K 或 SW 表示。以下簡(jiǎn)稱(chēng)按鍵。

二、51 單片機(jī) IO 端口配置成輸入：

51 單片機(jī) IO 端口作為通用輸入口時(shí)，應(yīng)先向?qū)?yīng)的端口寄存器寫(xiě) 1，比如，把 P2.1 配置成輸入，應(yīng)先 P2.1 = 1;但作為通用輸出口時(shí)卻是無(wú)條件的。所以，也把 51 單片機(jī) I/O 口稱(chēng) 為準(zhǔn)雙向 IO 口。這個(gè)操作在行列式按鍵掃描時(shí)，得以體現(xiàn)。由于 51 單片機(jī)在上電復(fù)位時(shí)，端口寄存器 P0-P3 默認(rèn)值就是 0XFF,所以，我們?cè)谧霆?dú)立按鍵時(shí)，沒(méi)有把檢測(cè)按鍵的 P1^0

口事先寫(xiě) 1。這一點(diǎn)同學(xué)們要注意。

三、按鍵常見(jiàn)電路接法：

常見(jiàn)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(jī)某一個(gè) AD 口，通過(guò)檢測(cè)不同的分壓值來(lái)識(shí)別是哪個(gè)按鍵被按下。這種接法的特點(diǎn)是占用單片機(jī) IO 端口極少，只需一個(gè) AD 口即可。但對(duì)分壓電阻的精度要求高一些。高低電平式接法是最常見(jiàn)的，也是單片機(jī)通用 IO 端口就可以識(shí)別的。一

般分為兩種：獨(dú)立式接法和行列式接法。

獨(dú)立式接法就是每一個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)一個(gè)單片機(jī) IO 端口，這種接法單片機(jī)識(shí)別起來(lái)特別簡(jiǎn)單，只需檢測(cè)相應(yīng) IO 的高低電平即可。如下圖所示：

所有的按鍵一端接單片機(jī) IO 端口，另外一端全部連在一起接地 GND。我們只需要檢測(cè)哪個(gè)端口為低電平，即可判斷哪個(gè)按鍵被按下了。行列式高低電平接法，是利用單片機(jī)的 IO 口組成行與列，在行與列的每一個(gè)交點(diǎn)處連接按鍵。故也稱(chēng)為矩陣式按鍵。電路結(jié)構(gòu)如下所示：

這種按鍵的識(shí)別方法，我們會(huì)在第 5 個(gè)知識(shí)點(diǎn)上詳細(xì)講解。

四、單片機(jī)識(shí)別按鍵的一般思路：

一般情況下，單片機(jī)識(shí)別按鍵的目的是識(shí)別當(dāng)前按鍵的狀態(tài)，意思就是說(shuō)，一要識(shí)別是哪個(gè)鍵動(dòng)作了（鍵碼），還要識(shí)別當(dāng)前按鍵是何狀態(tài)，也稱(chēng)為有效方式，當(dāng)然了這里的狀態(tài)大多是與時(shí)間有關(guān) 的，并執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。比如，開(kāi)發(fā)板上獨(dú)立式按鍵實(shí)驗(yàn)，當(dāng)按鍵按下并抬起時(shí)，LED 被點(diǎn)亮。這是最簡(jiǎn)單的識(shí)別。因?yàn)槭且恢О存I，所以不用識(shí)別是哪個(gè)鍵被按下，只需識(shí)別按鍵的狀態(tài)。一般的按鍵狀態(tài)有以下幾種：按下，抬起，長(zhǎng)按，組合，長(zhǎng)按多長(zhǎng)時(shí)間等等。

一個(gè)完整的按鍵動(dòng)作必須包含下面四個(gè)階段：

按鍵按下->按下消抖->按鍵抬起->抬起消抖

在單片機(jī)與按鍵接口程序中，往往先進(jìn)行按下消抖，而對(duì)按鍵狀態(tài)的判斷就是指按鍵處理了。這里的按鍵處理不是執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，而是區(qū)分按鍵此刻處于何種狀態(tài)，并改變相應(yīng)狀態(tài)變量的值，以便程序其它地方通過(guò)檢測(cè)相應(yīng)的按鍵狀態(tài)變量去執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。比如，我們可以把按下并抬起的短按點(diǎn)亮 LED，改成長(zhǎng)按一段時(shí)間點(diǎn)亮 LED�？� 的來(lái)講，單片機(jī)識(shí)別按鍵就分為三個(gè)階段：按鍵消抖---按鍵處理--- 按鍵執(zhí)行。這個(gè)思路適用于所有形式的按鍵。至于為什么要消抖？是因?yàn)槲覀冊(cè)诓僮靼存I時(shí)，不可能立即按下或抬起，機(jī)械式按鍵接觸面不是立刻就接觸或斷開(kāi)的，而單片機(jī)的檢測(cè)速度特別快，這樣往往會(huì) 發(fā)生誤判，因此，我們要等待電平穩(wěn)定了，再去處理按鍵。消抖的方式很簡(jiǎn)單，就是利用延時(shí)，等待一個(gè)穩(wěn)定電平的到來(lái)。

五、識(shí)別行列式按鍵的一種方法

H:表示行；L：表示列；