課題六按鍵原理

課題六按鍵原理第1頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四課題目標本課題的任務是用按鍵控制單片機實現(xiàn)顯示，如圖6-1所示。學習單片機對鍵盤信息的處理方法，學會用鍵盤控制單片機程序的運行。第2頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四課題分析為了讓單片機控制發(fā)光二極管，需要將發(fā)光二極管連接到單片機的端口上，圖6-1就是實驗電路板單片機對彩燈（發(fā)光二極管）控制的電路連接。在一個單片機系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)人對單片機的控制，按鍵是最常用的輸入設備之一。而要實現(xiàn)多個按鍵的輸入識別與控制，先要學習并理解單個按鍵的輸入與對應程序的處理方法，然后再學習對多個鍵進行處理。因此，將按鍵任務分為單鍵控制LED顯示和獨立式按鍵控制兩個任務來完成。第3頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四任務一獨立式按鍵控制的LED顯示

本任務是利用獨立按鍵實現(xiàn)對LED進行控制，每當按下一次鍵時，LED顯示方式變化左移一次，用以顯示按鍵控制的結果。

第4頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四圖6-2鍵盤控制原理圖第5頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四圖6-3LED顯示原理圖第6頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四

為了實現(xiàn)用按鍵控制LED的顯示，首先要使單片機讀入按鍵的狀態(tài)，再根據(jù)鍵盤的狀態(tài)去控制LED的亮滅。對LED的控制，在前面的課題中已經(jīng)講了，這里不再作重點講解，僅僅作為一個鍵盤控制對象的例子。根據(jù)圖6-2所示的硬件電路，每當按下按鍵時，單片機引腳P0.0將為低電平，程序運行時，需要檢測P0.0引腳是否為低電平，若P0.0引腳為低電平，表示按鍵已按下。當每次按下按鍵時，則使P1口輸出的數(shù)據(jù)變化一次，輸出不同數(shù)據(jù)，對應不同的發(fā)光二極管被點亮，對應的程序設計框圖如圖6-4所示。程序設計分析第7頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四初始化LED左移是否按下鍵否是圖6-4按鍵控制LED流程圖第8頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四一、按鍵的特性

作為機械按鈕，鍵按下或者放開時，都存在著接通或斷開的不穩(wěn)定現(xiàn)象，從而使信號電平具有抖動現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為抖動。由于按鍵的抖動，使按鍵對應的輸出電平出現(xiàn)若干個干擾脈沖，如圖6-5所示。為了保證每按下一次按鍵，單片機程序只動作一次，就需要消除因按鍵的抖動現(xiàn)象而引起的錯誤動作，具體的處理方式分為硬件消除抖動和軟件消除抖動，簡稱消抖。鍵盤電路原理抖動時間＜10ms開關動作時間＞100ms“1”“0”＜10ms圖6-5按鍵的波形第9頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四1、硬件消抖硬件消抖采用硬件電路完成，圖6-6所示的電路就是一種硬件消抖電路。＆I/O接口＆+5v圖6-6消除抖動電路開關單片機第10頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四2、軟件消抖

也可用軟件方法消除抖動，而用軟件消抖則一般是采用軟件延時的方式，通過延時來換取讀入穩(wěn)定的數(shù)據(jù)。圖6-7就是軟件消抖的流程圖。延時等待10ms

仍有按鍵信號？Y

有按鍵信號？NYN鍵盤處理按鍵釋放？NY圖6-7軟件消抖的流程圖第11頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四C語言程序：#include<AT89X51.H>#include<intrins.h>unsignedcharcount;voiddelay10ms(void){unsignedchari,j;for(i=250;i>0;i--)for(j=248;j>0;j--);}第12頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四voidmain(void){count=0xfe;while(1){if(P0_3==0){delay10ms();if(P0_3==0){P1=count;count=_crol_(count,1);while(P0_3==0);}}}}第13頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四2、匯編語言程序

ORG00hmova,#0fehREL:JBP0.3,REL;判斷SP1是否按下

LCALLDELAY;若按下，則延時10ms左右

JBP0.3,REL;再判斷SP1是否真得按下

movp1,arlaJNBP0.3,$;等待SP1釋放SJMPrel;繼續(xù)對K1按鍵掃描DELAY:MOVR6,#20;延時10ms子程序L1:MOVR7,#248DJNZR7,$DJNZR6,L1RETEND第14頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四

任務二獨立式按鍵控制數(shù)碼管顯示本任務是利用獨立按鍵實現(xiàn)對數(shù)碼管的控制，每當按下一次鍵時，數(shù)碼管顯示按鍵次數(shù)0-9。第15頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四程序設計流程圖分析初始化數(shù)碼管顯示是否按下鍵否是圖6-5按鍵控制數(shù)碼管流程圖第16頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四1、C語言程序：#include<AT89X51.H>unsignedcharcount;unsignedcharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};voiddelay10ms(void){unsignedchari,j;for(i=250;i>0;i--)for(j=248;j>0;j--);}第17頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四voidmain(void){while(1){if(P0_3==0){delay10ms();if(P0_3==0){count++;if(count==10){count=0;}P1=table[count];while(P0_3==0);}}}}第18頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四2、匯編程序ORG00hSTART:MOVR1,#00H;初始化R1為0，

REL:JBP0.3,REL;判斷SP1是否按下

LCALLDELAY;若按下，則延時10ms左右

JBP0.3,REL;再判斷SP1是否真得按下

MOVA,R1MOVDPTR,#TABLEMOVCA,@A+DPTRMOVP1,AINCR1JNBP0.3,$;等待SP1釋放CJNER1,#10,REL第19頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四SJMPSTART;繼續(xù)對K1按鍵掃描DELAY:MOVR6,#20;延時10ms子程序L1:MOVR7,#248DJNZR7,$DJNZR6,L1RETTABLE:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DHDB7DH,07H,7FH,6FHEND第20頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四任務三矩陣鍵盤數(shù)碼管顯示本任務目標是用矩陣鍵盤控制數(shù)碼管顯示。第21頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四圖6-7按鍵電路圖第22頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四任務分析為了便于學習和理解，如何用鍵盤實現(xiàn)程序控制，完成設計需要的鍵盤控制功能。著重強調鍵盤定義和鍵盤控制的實現(xiàn)。為了便于輸入，采用16個鍵的4×4矩陣式鍵盤作為輸入，輸出電路采用前面課題已經(jīng)介紹的LED數(shù)碼管的顯示電路，控制電路由AT89S51單片機系統(tǒng)。第23頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四圖4-7顯示電路原理圖第24頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四在單片機程序中，對多個鍵的處理應包括以下三項內容：鍵輸入檢查鍵盤是否有鍵被按下，并消除按鍵抖動，獲得或規(guī)定（單個按鍵）按鍵的鍵號。鍵譯碼鍵號為鍵盤位置碼，根據(jù)鍵號查表得出被按鍵的鍵值。鍵值：數(shù)字鍵0～9、字符鍵0AH～0FH、功能鍵10H～等，是按鍵在物理位置上的人為規(guī)定數(shù)值。鍵處理根據(jù)鍵值執(zhí)行不同程序段。如：若鍵值屬于數(shù)字、字符鍵，則調用顯示數(shù)字和字符子程序；若鍵值屬于功能鍵，則進行多分支轉移，執(zhí)行各個功能程序段。一、鍵盤處理第25頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四

1．掃描鍵盤行列式鍵盤的具體識別方法有掃描法和反轉法。所謂掃描法，即用列線輸出，行線輸入（可交換行線和列線的輸入、輸出關系）。其中，列線逐列輸出0，某行有鍵按下，行線有0輸入，若無按鍵，行線輸入全部為1。當有鍵按下時，根據(jù)行線和列線可最終確定哪個按鍵被按下。另外，還可以采用反轉法，也就是行線和列線交換輸入、輸出，分兩步獲取按鍵的鍵號，但是在多鍵同時按下時不能準確判斷。一、鍵盤處理第26頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四

2.鍵譯碼通過上述步驟獲得按鍵的行號和列號，但按鍵所在物理位置的變化將引起鍵號的不一致，或者由于按鍵功能的不同規(guī)定也將影響鍵號所對應的功能的執(zhí)行。如圖4-9所示的鍵盤，就是兩種典型的鍵盤布局，鍵盤的編號與鍵盤的掃描碼沒有直接的運算關系，造成程序編寫的困難。一、鍵盤處理第27頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四3．鍵處理對于鍵盤上的每一個鍵，具體是完成什么功能，由鍵盤要完成具體任務和程序設計來決定。對于鍵盤處理來說，首先要做的事情是要消除抖動，矩陣鍵盤的消抖原理與單鍵的消抖原理是一致的，但在程序的編寫上略有不同。為了同時兼顧動態(tài)顯示，而動態(tài)顯示函數(shù)調用一次需要幾個ms，因此可以用動態(tài)顯示函數(shù)代替消抖用的延時函數(shù)。手按動鍵盤的時間為零點幾秒到幾秒之間，遠大于動態(tài)顯示函數(shù)的所消耗的時間，所以可以每調用一次顯示函數(shù)后，再判斷一次是否有鍵按下的方法進行消抖和鍵盤信息處理。具體的消抖功能的鍵盤處理程序框圖如圖4-10所示。一、鍵盤處理第28頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四圖4-10帶動態(tài)顯示的鍵盤消抖程序框圖第29頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四C語言程序：#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintuchartemp,num;voiddelay(uintZ);ucharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0};第30頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四voidmain(){while(1){P0=0xfe; temp=P0; temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){delay(5); temp=P0;temp=temp&0xf0; while(temp!=0xf0) {temp=P0; switch(temp){case0xee:num=0;break;case0xde:num=1;break;case0xbe:num=2;break; case0x7e:num=3; break;}第31頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四while(temp!=0xf0){temp=P0;temp=temp&0xf0;}P1=table[num];}}第32頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四

P0=0xfd; temp=P0; temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){delay(5); temp=P0;temp=temp&0xf0; while(temp!=0xf0) {temp=P0; switch(temp){case0xed:num=4;break;case0xdd:num=5;break;case0xbd:num=6;break; case0x7d:num=7;break;}第33頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四while(temp!=0xf0){temp=P0;temp=temp&0xf0;}P1=table[num];}}第34頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四

P0=0xfb; temp=P0; temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){delay(5); temp=P0;temp=temp&0xf0; while(temp!=0xf0) {temp=P0; switch(temp){case0xeb:num=8;break;case0xdb:num=9;break;case0xbb:num=10;break; case0x7b:num=11;break;}第35頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四while(temp!=0xf0){temp=P0;temp=temp&0xf0;}P1=table[num];}}第36頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四

P0=0xf7; temp=P0; temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){delay(5); temp=P0;temp=temp&0xf0; while(temp!=0xf0) {temp=P0; switch(temp){case0xe7:num=12;break;case0xd7:num=13;break;case0xb7:num=14;break; case0x77:num=15;break;}第37頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四while(temp!=0xf0){temp=P0;temp=temp&0xf0;}P1=table[num];}}}}voiddelay(uintZ){uintx,y;for(x=Z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);}第38頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四匯編語言源程序ORG0000HAJMPMAINORG0030HMAIN:MOVP1,#07HLOOP:MOVP0,#0feHACALLSCANKEYMOVP0,#0fdHACALLSCANKEYMOVP0,#0fbHACALLSCANKEYMOVP0,#0f7HACALLSCANKEYAJMPLOOP

第39頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四

SCANKEY:MOVA,P0CJNEA,#0EEH,NEXT2MOVA,#00HAJMPSENDLEDNEXT2:CJNEA,#0deH,NEXT3MOVA,#01HAJMPSENDLEDNEXT3:CJNEA,#0beH,NEXT4MOVA,#02HAJMPSENDLEDNEXT4:CJNEA,#07eH,NEXT5MOVA,#03HAJMPSENDLEDNEXT5:CJNEA,#0edH,NEXT6MOVA,#04HAJMPSENDLEDNEXT6:CJNEA,#0DDH,NEXT7MOVA,#05HAJMPSENDLED第40頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四

NEXT7:CJNEA,#0bdH,NEXT8MOVA,#06HAJMPSENDLEDNEXT8:CJNEA,#07dH,NEXT9MOVA,#07HAJMPSENDLEDNEXT9:CJNEA,#0ebH,NEXT10MOVA,#08HAJMPSENDLEDNEXT10:CJNEA,#0d