項(xiàng)目3-51單片機(jī)按鍵識(shí)別的設(shè)計(jì)

項(xiàng)目3

按鍵識(shí)別的設(shè)計(jì)★知識(shí)目標(biāo)：

1.掌握AT89S51單片機(jī)最小系統(tǒng)的組成及相關(guān)電路的工作原理；

2.掌握AT89S51單片機(jī)基本鍵盤接口電路的組成及按鍵識(shí)別方法?！锬芰δ繕?biāo)：

1.認(rèn)識(shí)AT89S51單片機(jī)、晶體振蕩器、電阻、電容、按鍵，鍵盤等元器件。

2.會(huì)設(shè)計(jì)硬件去抖動(dòng)電路，編寫軟件去抖動(dòng)按鍵識(shí)別程序；

3.掌握矩陣鍵盤按鍵掃描程序，分支處理。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，鍵盤主要用于向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)、傳送命令等，是人工干預(yù)計(jì)算機(jī)的主要手段。鍵盤要通過(guò)接口與單片機(jī)相連，分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩類。鍵盤上閉合鍵的識(shí)別由專用的硬件編碼器實(shí)現(xiàn)，并產(chǎn)生鍵編碼號(hào)或鍵值的稱為編碼鍵盤，如計(jì)算機(jī)鍵盤。而靠軟件編程來(lái)識(shí)別的稱為非編碼鍵盤，在單片機(jī)組成的各種系統(tǒng)中，使用最廣泛的是非編碼鍵盤。當(dāng)然，也有用到編碼鍵盤的。非編碼鍵盤有分為：獨(dú)立鍵盤和行列式（又稱為矩陣式）鍵盤。單鍵矩陣鍵盤讀P1口的按鍵狀態(tài)，P2口以二進(jìn)制記錄P1口的狀態(tài)變化次數(shù)。1．提出任務(wù)2．任務(wù)分析（1）硬件電路設(shè)計(jì)以8051單片機(jī)作為控制電路，按鍵連接至單片機(jī)的P1口，P2口外接8個(gè)采用共陽(yáng)極連接方式的發(fā)光二極管（LED）和8個(gè)限流電阻，硬件電路原理圖所示。任務(wù)1：按鍵測(cè)試任務(wù)1：按鍵測(cè)試3．程序流程#include<STC_NEW_8051.H>#defineucharunsignedcharunsignedchari,j;voidmain(){j=0;//變化次數(shù)P2=0xff;//P2口燈全滅，燈滅表示為0，燈亮表示1i=P1;//讀P1口while(1){ if(i!=P1)//判斷P1口是否有變化 { j++;//有變化次數(shù)加1P2=~j;//次數(shù)在P2口顯示 i=P1;//重新記錄P1口的狀態(tài) }

}}Lesson369-lesskey11在鍵盤的軟件設(shè)計(jì)中還要注意按鍵的去抖動(dòng)問(wèn)題。由于按鍵一般是由機(jī)械式觸點(diǎn)構(gòu)成的，在按鍵按下和斷開的瞬間均有一個(gè)抖動(dòng)過(guò)程，時(shí)間大約為5ms～10ms，可能會(huì)造成單片機(jī)對(duì)按鍵的誤識(shí)別。

物理按鍵抖動(dòng)波形圖按鍵消抖一般有兩種方法，即硬件消抖和軟件消抖。硬件消抖方法在軟件設(shè)計(jì)中，當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到有鍵按下時(shí)，可以先延時(shí)一段時(shí)間越過(guò)抖動(dòng)過(guò)程再對(duì)按鍵識(shí)別。實(shí)際應(yīng)用中，一般希望按鍵一次按下單片機(jī)只處理一次，但由于單片機(jī)執(zhí)行程序的速度很快，按鍵一次按下可能被單片機(jī)多次處理。為避免此問(wèn)題，可在按鍵第一次按下時(shí)延時(shí)10ms之后再次檢測(cè)按鍵是否按下，如果此時(shí)按鍵仍然按下，則確定有按鍵輸入。這樣便可以避免按鍵的重復(fù)處理。軟件消抖方法任務(wù)2

單鍵控制LED的設(shè)計(jì)軟件消抖流程圖任務(wù)2

單鍵控制LED的設(shè)計(jì)用單鍵（即獨(dú)立鍵盤中的按鍵）實(shí)現(xiàn)對(duì)LED進(jìn)行控制，每按一次按鍵時(shí)，LED方式變化一次，用以表示按鍵控制的結(jié)果。1．提出任務(wù)2．任務(wù)分析（1）硬件電路設(shè)計(jì)以8051單片機(jī)作為控制電路，按鍵連接至單片機(jī)的P1.4引腳，另一端接地，P2.0口外接1個(gè)采用共陽(yáng)極連接方式的發(fā)光二極管（LED）和1個(gè)限流電阻，硬件電路原理圖所示。任務(wù)2

單鍵控制LED的設(shè)計(jì)任務(wù)2

單鍵控制LED的設(shè)計(jì)軟件消抖流程圖#include<reg51.h>#defineucharunsignedcharvoiddelay(uchar);sbitp14=P1^4;//定義位sbitp20=P2^0;main(){p20=0;//P2.0初始狀態(tài)燈亮while(1){if(p14==0)//判斷是否按鍵{delay(2);//延時(shí)20MS，去抖動(dòng)if(p14==0)//確認(rèn)有鍵按下 {p20=~p20;//指示燈狀態(tài)取反while(!p14);//等待按鍵釋放 }}}}/*延時(shí)子程序*/voiddelay(uchark){ucharx,y,z;for(x=k;x>0;x--)for(y=20;y>0;y--)for(z=250;z>0;z--);}Lesson3-lessonkey12思考題：1.用P2口指示燈記錄P14復(fù)位鍵，按鍵的次數(shù)任務(wù)2多路按鍵狀態(tài)指示的設(shè)計(jì)

知識(shí)鏈接一、矩陣式鍵盤1．結(jié)構(gòu)和工作原理當(dāng)輸入部分有多個(gè)按鍵時(shí)，若仍然采用獨(dú)立鍵盤，必然會(huì)占用大量的I/O口，采用矩陣鍵盤是一種比較節(jié)省資源的方法。矩陣式鍵盤又稱行列式鍵盤，往往用于按鍵數(shù)量較多的場(chǎng)合。矩陣式鍵盤的按鍵設(shè)置在行與列的交點(diǎn)上。任務(wù)3

多路按鍵狀態(tài)指示的設(shè)計(jì)一般矩陣鍵盤的連接示意圖任務(wù)2多路按鍵狀態(tài)指示的設(shè)計(jì)2．按鍵的識(shí)別A)行（列）掃描法。（1）先將全部列線置為低電平，然后通過(guò)行線接口讀取行線電平，判斷鍵盤中是否有按鍵被按下。（2）判斷閉合鍵的具體位置。在確認(rèn)鍵盤中有按鍵被按下后，依次將列線置為低電平，再逐行檢測(cè)各行的電平狀態(tài)。若某行為低電平，則該行與置為低電平的列線相交處的按鍵即為閉合按鍵。（3）綜合上述兩步的結(jié)果，即可確定出閉合鍵所在的行和列，從而識(shí)別出所按下的鍵。B)反轉(zhuǎn)法:

1)行輸入、列輸出，將列輸出端全置為0，

通過(guò)接口讀取行線電平，判斷行的位置

2)列輸入、行輸出，將行輸出端全置為0，通過(guò)接口讀取列線電平，判斷列的位置綜合兩步獲取按鍵號(hào)。任務(wù)2多路按鍵狀態(tài)指示的設(shè)計(jì)任務(wù)2多路按鍵狀態(tài)指示的設(shè)計(jì)3．矩陣式鍵盤的軟件設(shè)計(jì)無(wú)論采用哪種方式，都要編制相應(yīng)的鍵盤掃描程序。在鍵盤掃描程序中一般要完成以下幾個(gè)功能：（1）判斷鍵盤上有無(wú)按鍵按下；（2）去鍵的機(jī)械抖動(dòng)影響；（3）求所按鍵的鍵號(hào)；（4）轉(zhuǎn)向鍵處理程序。任務(wù)2多路按鍵狀態(tài)指示的設(shè)計(jì)按鍵識(shí)別程序流程圖任務(wù)3

多路按鍵狀態(tài)指示的設(shè)計(jì)用8051單片機(jī)及LED數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵盤鍵值的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)按下鍵盤中不同按鍵時(shí)，用LED燈顯示不同的鍵值。

1．提出任務(wù)任務(wù)2多路按鍵狀態(tài)指示的設(shè)計(jì)2．任務(wù)分析（1）硬件電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用8051單片機(jī)最小系統(tǒng)，P1口外接矩陣式鍵盤接口電路，P2口外接8個(gè)共陽(yáng)發(fā)光二極管。任務(wù)2多路按鍵狀態(tài)指示的設(shè)計(jì)鍵盤鍵值顯示電路圖任務(wù)3多路按鍵狀態(tài)指示的設(shè)計(jì)3．源程序編寫ucharkeyscan()//鍵盤反轉(zhuǎn)掃描{uchari,scan1,scan2,keycode;P1=0xf0;//行線設(shè)為低低平scan1=P1;//讀P1口if((scan1&0xf0)!=0xf0)//判斷是否有按鍵{delay(2);//延時(shí)

scan1=P1;if((scan1&0xf0)!=0xf0)//再次判斷{ P1=0x0f;//列線設(shè)為低電平 scan2=P1; keycode=scan1|scan2;//組合成鍵編碼 for(i=0;i<16;i++) { if(keycode==keytable[i]) {key=i;//查表得鍵值 return(i);//返回鍵值 }}}}else{return(16)}}voiddelay(uchark){ucharx,y,z;for(x=k;x>0;x--)for(y=20;y>0;y--)for(z=250;z>0;z--);}

/*延時(shí)20ms*/任務(wù)3多路按鍵狀態(tài)指示的設(shè)計(jì)3．源程序編寫//#include<reg51.h>#include<STC_NEW_8051.H>#defineucharunsignedcharvoiddelay(uchar);ucharkeyscan();ucharcodekeytable[]={0xee,0xed,0xeb,0xe7,0xde,0xdd,0xdb,0xd7,0xbe,0xbd,0xbb,0xb7,0x7e,0x7d,0x7b,0x77，0xff};ucharkey;main(){while(1){

key=keyscan();if(key!=16)

//顯示二進(jìn)制鍵值P2=~key;elseP2=0xff;

//無(wú)按鍵不顯示} }任務(wù)3

多路按鍵狀態(tài)指示的設(shè)計(jì)二、函數(shù)的返回值

函數(shù)的值是指函數(shù)被調(diào)用之后，執(zhí)行函數(shù)體中的程序段所取得的并返回給主調(diào)函數(shù)的值。對(duì)函數(shù)返回值有以下一些說(shuō)明：

函數(shù)的值只能通過(guò)return語(yǔ)句返回主調(diào)函數(shù)。

return語(yǔ)句的一般形式為：

return表達(dá)式；

或者為：

return(表達(dá)式)；

該語(yǔ)句的功能是計(jì)算表達(dá)式的值，并返回給主調(diào)函數(shù)。在函數(shù)中允許有多個(gè)return語(yǔ)句，但每次調(diào)用只能有一個(gè)return語(yǔ)句被執(zhí)行，因此只能返回一個(gè)函數(shù)值。

任務(wù)3

多路按鍵狀態(tài)指示的設(shè)計(jì)函數(shù)值的類型和函數(shù)定義中函數(shù)的類型應(yīng)保持一致。如果兩者不一致，則以函數(shù)類型為準(zhǔn)，自動(dòng)進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換。

如函數(shù)值為整型，在函數(shù)定義時(shí)可以省去類型說(shuō)明。

不返回函數(shù)值的函數(shù)，可以明確定義為“空類型”，類型說(shuō)明符為“void”。如：

voids(intn){……}一旦函數(shù)被定義為