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單片機講義11:輸入檢測,機械式按鍵

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樓主
ID:250285 發表于 2017-11-19 02:37 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
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;


L0 P13
L1 P12
L2 P11
L3 P10

H0  P17
0
1
2
3

H1  P16
4
5
6
7

H2  P15
8
9
10
11

H3  P14
12
13
14
15







我們先測試列,測試列時,把行控 IO 設置為 0,列空 IO 設置為 1
即:P1 = 0X0F;此時若有按鍵被按下,我們可以得到 4 組編碼:
0X07,0X0B,0X0D,0X0E;每一組又對應列的四個按鍵。 然后我們再測試行:P1 = 0XF0;又可以得出四個按鍵編碼,這樣就可以判斷是哪個鍵被按下了。這里依然是抬起有效。

六、 單片機程序設計思想之一
動態掃描




這是以前給小學生培訓單片機做的一套講義,盡可能的做到了通俗易懂,現分享給大家,絕對的純原創資料.
全部資料下載地址(共15章,pdf格式):http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-98524-1.html



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沙發
ID:410928 發表于 2018-10-22 13:50 | 只看該作者
謝謝分享,學習了
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板凳
ID:420710 發表于 2018-11-5 12:44 | 只看該作者
感謝分享!!!
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地板
ID:452412 發表于 2018-12-25 14:08 | 只看該作者
謝謝樓主的分享,好東西
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5#
ID:812886 發表于 2020-8-10 15:05 | 只看該作者
謝謝樓主的資料,一直不懂的東西從此就解開了。
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