51單片機的鍵盤檢測原理

2512864 2021-11-10 | pdf | 未知 | 次下載 | 5積分

資料介紹

一、獨立鍵盤檢測
1、按鍵的檢測原理
單片機的I/O口既可以作為輸出也可以作為輸入使用，檢測按鍵時用的是輸入功能。把按鍵的一端接地，另一端與單片機的某個I/O口相連，開始時先給該I/O口賦一個高電平，然后讓單片機不斷地檢測該I/O口是否變成了低電平，當按鍵閉合時，相當于該I/O口通過按鍵與地相連，變成低電平，程序一旦檢測到I/O口變為低電平就說明按鍵被按下，然后執行相應的指令。
2、實驗板原理圖
獨立按鍵S2,S3,S4,S5分別連接單片機的P3^4，5，6，7。

3、去抖動操作
由于使用的是彈性小按鍵，就是一個機械觸點的器件。在按下時會有微觀上的機械抖動，反應到電平就是高，低，高，低，抖動的長短與機械特性有關，一般在5~10ms。所以在檢測鍵盤是否按下時要加上去抖動操作。

4、用數碼管的前三位實現000~999的循環計時，按下S2時停止，再次按下開始；按下S3時數值加1，按下S4時數值減1；按下S5時數值清零。

#include 
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71};
sbit dula=P2^6;
sbit wela=P2^7;
sbit key1=P3^4;
sbit key2=P3^5;
sbit key3=P3^6;
sbit key4=P3^7;
int num=0;
char num1=0;
void delayms(uint xms)
{
	uint i,j;
	for(i=xms;i>0;i--)
		for(j=110;j>0;j--);
}
void keyscan()//鍵盤掃描函數
{
	if(key1==0)
	{
		delayms(10);
		if(key1==0)
		{
			TR0=~TR0;//啟動或關閉定時器
		}
		while(!key1);
	}
	if(key2==0)
	{
		delayms(10);//去抖動操作，如果不加會出現num的值加了好多個，因為循環檢測速度非常快
		if(key2==0)
		{
			num++;
			if(num==1000)
				num=0;
		}
		while(!key2);//等待按鍵釋放，因為人為手動按下的過程的時間比單片機檢測的時間長很多，
	}//如果不加也會出現num的值加了很多次的現象
	if(key3==0)
	{
		delayms(10);
		if(key3==0)
		{
			num--;
			if(num==-1)
				num=999;
		}
		while(!key3);
	}
	if(key4==0)
	{
		delayms(10);
		if(key4==0)
		{
			num=0;
		}
		while(!key4);
	}
}
void display(uchar ge,uchar shi,uchar bai)
{
	dula=1;
	P0=table[bai];
	dula=0;
	P0=0xff;
	wela=1;
	P0=0xfe;//打開第一個數碼管
	wela=0;
	delayms(1);
	wela=1;//關閉數碼管，不然快速顯示時數碼管數字之外的二極管有微弱的亮度
	P0=0xff;
	wela=0;

	dula=1;
	P0=table[shi];
	dula=0;
	P0=0xff;
	wela=1;
	P0=0xfd;
	wela=0;
	delayms(1);
	wela=1;
	P0=0xff;
	wela=0;

	dula=1;
	P0=table[ge];
	dula=0;
	P0=0xff;
	wela=1;
	P0=0xfb;
	wela=0;
	delayms(1);
	wela=1;
	P0=0xff;
	wela=0;
}
void main()
{
	dula=0;
	wela=0;//數碼管初始化，開始時關閉所有數碼管
	TMOD=0x01;
	TH0=(65536-45872)/256;
	TL0=(65536-45872)%256;
	EA=1;
	ET0=1;
	TR0=1;
	while(1)
	{
		keyscan();//一直在while循環里檢測鍵盤是否被按下
		display(num%10,num/10%10,num/100);
	}
}
void timer0() interrupt 1
{
	TH0=(65536-45872)/256;
	TL0=(65536-45872)%256;
	num1++;
	if(num1==20)//1s
	{
		num1=0;
		num++;
		if(num==1000)
			num=0;
	}
}

總結：獨立鍵盤主要注意兩點（1）按下時的去抖動延時delayms函數，大概10ms；（2）松手時的按鍵釋放檢測while(!key);等待按鍵釋放。
二、矩陣鍵盤檢測
1、矩陣鍵盤連接圖
結合上面的原理圖，實驗板上的4乘4的矩陣分別接單片機的P3^0到7口。行線和列線是線與的關系即0&1=0，只要兩根線有一根為0則整根線為低電平。獨立鍵盤和單片機連接時每個鍵盤都占有一個I/O口，當鍵盤數量較多時單片機的I/O口就不夠用了，就引入了矩陣鍵盤。試驗板上是16個按鍵的4乘4矩陣鍵盤即4行4列，每行每個按鍵的一端連接在一起構成行線，每列每個按鍵的另一端連接在一起構成列線，這樣就是4行4列的8根線，就連接到單片機的8個I/O口。

2、矩陣鍵盤的檢測原理
獨立鍵盤的一端固定為低電平，檢測時比較方便。矩陣鍵盤兩端都連接單片機的I/O口，就需要人為的通過單片機送出低電平。檢測的時候，先送一行為低電平，其余幾行為高電平，這就確定了哪一行，然后立即輪流檢測一次各列是否有低電平，如果檢測到某一列為低電平就確定了哪一列。用同樣的方法輪流送各行一次低電平，再輪流檢測一次各列是否變為低電平，這樣就可以檢測完所有的按鍵。（也可以將列線置低電平，掃描行線是否有低電平）
3、按下16個矩陣鍵盤依次在數碼管上顯示1-16的平方。如按下第一個顯示1，第二個顯示4，第三個顯示9…

#include 
sbit dula=P2^6;
sbit wela=P2^7;
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71};
void delayms(uint xms)
{
	uint i,j;
	for(i=xms;i>0;i--)
		for(j=110;j>0;j--);
}
void display(int num)//將每個按鍵要顯示的數傳遞給形參
{
	dula=1;
	P0=table[num/100];//百位
	dula=0;
	P0=0xff;
	wela=1;
	P0=0xfe;
	wela=0;
	delayms(1);
	wela=1;
	P0=0xff;
	wela=0;

	dula=1;
	P0=table[num/10%10];//十位
	dula=0;
	P0=0xff;
	wela=1;
	P0=0xfd;
	wela=0;
	delayms(1);
	wela=1;
	P0=0xff;
	wela=0;
	
	dula=1;
	P0=table[num%10];//個位
	dula=0;
	P0=0xff;
	wela=1;
	P0=0xfb;
	wela=0;
	delayms(1);
	wela=1;
	P0=0xff;
	wela=0;
}
void keyscan()
{
	uchar temp;
	int key;
	P3=0xfe;//將第一行置為0
	temp=P3;
	temp=temp&0xf0;//如果第一行有按鍵按下，與f0相與之后肯定不是f0,說明被按下
	if(temp!=0xf0)
	{
		delayms(10);//去抖動
		temp=P3;
		temp=temp&0xf0;
		if(temp!=0xf0)
		{
			temp=P3;//將P3口重新賦值給temp，因為之前的temp是相與之后的結果
			switch(temp)
			{
				case 0xee:key=1;break;
				case 0xde:key=2*2;break;
				case 0xbe:key=3*3;break;
				case 0x7e:key=4*4;break;
			}
		}
		while(temp!=0xf0)//檢測按鍵是否釋放
		{
			temp=P3;
			temp=temp&0xf0;//比獨立按鍵麻煩一點，就是要一直檢測P3口
		}
		display(key);//顯示按鍵要顯示的值
	}

	P3=0xfd;//第二行
	temp=P3;
	temp=temp&0xf0;
	if(temp!=0xf0)
	{
		delayms(10);
		temp=P3;
		temp=temp&0xf0;
		if(temp!=0xf0)
		{
			temp=P3;
			switch(temp)
			{
				case 0xed:key=5*5;break;
				case 0xdd:key=6*6;break;
				case 0xbd:key=7*7;break;
				case 0x7d:key=8*8;break;
			}
		}
		while(temp!=0xf0)
		{
			temp=P3;
			temp=temp&0xf0;
		}
		display(key);
	}

	P3=0xfb;//第三行
	temp=P3;
	temp=temp&0xf0;
	if(temp!=0xf0)
	{
		delayms(10);
		temp=P3;
		temp=temp&0xf0;
		if(temp!=0xf0)
		{
			temp=P3;
			switch(temp)
			{
				case 0xeb:key=9*9;break;
				case 0xdb:key=10*10;break;
				case 0xbb:key=11*11;break;
				case 0x7b:key=12*12;break;
			}
		}
		while(temp!=0xf0)
		{
			temp=P3;
			temp=temp&0xf0;
		}
		display(key);
	}

	P3=0xf7;//第四行
	temp=P3;
	temp=temp&0xf0;
	if(temp!=0xf0)
	{
		delayms(10);
		temp=P3;
		temp=temp&0xf0;
		if(temp!=0xf0)
		{
			temp=P3;
			switch(temp)
			{
				case 0xe7:key=13*13;break;
				case 0xd7:key=14*14;break;
				case 0xb7:key=15*15;break;
				case 0x77:key=16*16;break;
			}
		}
		while(temp!=0xf0)
		{
			temp=P3;
			temp=temp&0xf0;
		}
	}
	display(key);
}

void main()
{
	dula=0;
	wela=0;
	while(1)
	{
		keyscan();//在大循環里一直檢測按鍵
	}
}

在按下第四行第四列的按鍵后顯示256

矩陣鍵盤關鍵的代碼在于分別將每行置0然后檢測每一列，去抖動之后，在檢測按鍵是否釋放要一直讀取P3口

	P3=0xfe;//將第一行置為0
	temp=P3;
	temp=temp&0xf0;//如果第一行有按鍵按下，與f0相與之后肯定不是f0,說明被按下
	if(temp!=0xf0)
	{
		delayms(10);//去抖動
		temp=P3;
		temp=temp&0xf0;
		if(temp!=0xf0)
		{
			temp=P3;//將P3口重新賦值給temp，因為之前的temp是相與之后的結果
			switch(temp)
			{
				case 0xee:key=1;break;
				case 0xde:key=2*2;break;
				case 0xbe:key=3*3;break;
				case 0x7e:key=4*4;break;
			}
		}
		while(temp!=0xf0)//檢測按鍵是否釋放
		{
			temp=P3;
			temp=temp&0xf0;//比獨立按鍵麻煩一點，就是要一直檢測P3口
		}