鍵盤(pán)是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中重要的輸入設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的紐帶。鍵盤(pán)主要分編碼鍵盤(pán)和非編碼鍵盤(pán)兩大類(lèi)，其中鍵的開(kāi)閉的識(shí)別由硬件編碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)的稱(chēng)為編碼鍵盤(pán)，如計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)。而靠軟件編程來(lái)識(shí)別鍵的開(kāi)閉的稱(chēng)為非編碼鍵盤(pán)，單片機(jī)系統(tǒng)中常用的鍵盤(pán)為非編碼鍵盤(pán)。

鍵盤(pán)都是由一個(gè)一個(gè)小按鍵構(gòu)成的，按鍵實(shí)際上就是一個(gè)開(kāi)關(guān)元件，單片機(jī)系統(tǒng)中常用的按鍵主要有自鎖按鍵和非自鎖按鍵，分別如圖1、圖2所示。

圖1 自鎖按鍵 圖2 非自鎖按鍵

非編碼鍵盤(pán)通常又分為獨(dú)立鍵盤(pán)和矩陣鍵盤(pán)兩大類(lèi)。所謂獨(dú)立鍵盤(pán)是指按鍵在與單片機(jī)相連時(shí)，每一個(gè)按鍵都與一個(gè)單片機(jī)單片機(jī)的I/O口相連，如圖3所示；而對(duì)于一些應(yīng)用系統(tǒng)中若需要較多按鍵時(shí)，采用獨(dú)立鍵盤(pán)的連接方法，則比較耗費(fèi)單片機(jī)的I/O口，此時(shí)我們一般會(huì)用到矩陣鍵盤(pán)，如圖4所示，16個(gè)按鍵排成4行4列，稱(chēng)為4X4矩陣鍵盤(pán)，如按獨(dú)立按鍵法，需要16個(gè)I/O口，而按圖4的接法只需要8個(gè)I/O.

圖3 獨(dú)立鍵盤(pán)

圖4 4X4矩陣鍵盤(pán)

由于在單片機(jī)在應(yīng)用系統(tǒng)中，更多的會(huì)用到獨(dú)立鍵盤(pán)，加之兩者的檢測(cè)原理基本相似，所以這一節(jié)里我主要講解獨(dú)立鍵盤(pán)的檢測(cè)原理及程序?qū)崿F(xiàn)的方法。

1、 按鍵的檢測(cè)原理

按鍵與單片機(jī)的連接如圖5所示，按鍵的一端與地相連，另一端直接與單片機(jī)的I/O口相連。此時(shí)我們?cè)诔绦蛑邢冉oI/O口賦值高電平，然后不斷的檢測(cè)I/O口電平的變化。當(dāng)按鍵沒(méi)有被按下時(shí)，此I/O口的電平一直為高；當(dāng)按鍵被按下時(shí)，由于按鍵的另一端直接與地相連，相當(dāng)于低電平，此時(shí)我們從I/O口讀出的即為高電平，程序一旦檢測(cè)到I/O口由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，說(shuō)明按鍵被按下，此時(shí)馬上執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，這就是按鍵檢測(cè)的原理。

圖5 按鍵與單片機(jī)連接圖

2、 按鍵的抖動(dòng)與消除

由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，一個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)在閉合時(shí)不會(huì)馬上穩(wěn)定地接通，在斷開(kāi)時(shí)也不會(huì)一下子斷開(kāi)。因而在閉合及斷開(kāi)的瞬間均伴隨有一連串的抖動(dòng)，與單片機(jī)I/O口相接的一端的電壓會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的變化，如圖6所示。

圖6 按鍵按下時(shí)電壓的變化情況

從圖6中我們可以看出，實(shí)際的電壓波形在按下松手的時(shí)候都會(huì)出現(xiàn)一定的抖動(dòng)，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)知道，這個(gè)一時(shí)間大概在5－10ms。所在在做單片機(jī)與按鍵相關(guān)的系統(tǒng)時(shí)必須考慮消抖的環(huán)節(jié)。按鍵消抖的方法有兩種，一個(gè)是硬件方法 一個(gè)是軟件的方法，而從節(jié)約成本和盡量簡(jiǎn)化硬件電路的角度出發(fā)，一般是采用在程序中加上消抖的方法實(shí)現(xiàn)，通常是采用延時(shí)的方法。具體的作法是：

檢測(cè)出鍵閉合后執(zhí)行一個(gè)延時(shí)程序，產(chǎn)生5ms～10ms的延時(shí)，讓前沿抖動(dòng)消失后再一次檢測(cè)鍵的狀態(tài)，如果仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)為真正有鍵按下。當(dāng)檢測(cè)到按鍵釋放后，也要給5ms～10ms的延時(shí)，待后沿抖動(dòng)消失后才能轉(zhuǎn)入該鍵的處理程序。后面會(huì)結(jié)合到程序進(jìn)行講解。

下面我寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的程序，功能為：當(dāng)一個(gè)鍵按下時(shí)，讓一個(gè)發(fā)光二極管發(fā)光，我們先看下按鍵模塊在實(shí)驗(yàn)板上的原理圖，如圖7和圖8所示。

圖7 發(fā)光二極管模塊原理圖

圖8 按鍵模塊原理圖

例1 按鍵檢測(cè)程序

//功能：當(dāng)按下S8鍵時(shí)，L1燈發(fā)光，松手后，L1燈熄滅。相應(yīng)程序如例1.

#include 《reg52.h》

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

sbit D1=P1^0;

sbit S1=P3^4;

void main（）

{

P3=0xff;

while（1）

{

if（S1==0）

delay（20）;//消除按下時(shí)的抖動(dòng)

if（S1==0）

{

D1=0;

while（！S1）;//松手檢測(cè)

delay（20）;//消除松手時(shí)的抖動(dòng)

}

else

D1=1;

}

}

例2 按鍵檢測(cè)程序

//功能：當(dāng)每按下S8鍵時(shí)，數(shù)碼管自動(dòng)加1，當(dāng)加到F時(shí)又從零開(kāi)始。

#include《reg52.h》

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

sbit duan=P2^6;

sbit wei=P2^7;

sbit S1=P3^4;

uchar temp;

uchar code table［］=

{0x3f，0x06，0x5b，0x4f，

0x66，0x6d，0x7d，0x07，

0x7f，0x6f，0x77，0x7c，

0x39，0x5e，0x79，0x71};

void delay（uint z ）

{

uint x ，y;

for（x=z;x》0;x--）

for（y=110;y》0;y--）;

}

void main（）

{

P3=0xff;

wei=1;

P0=0xfe;

wei=0;

temp=0;

while（1）

{

if（S1==0）

{

delay（20）;//消除按下時(shí)的抖動(dòng)

if（S1==0）//

{

temp++;

if（temp==16）temp=0;

}

while（！S1）;//松手檢測(cè)，防止temp一次多加

delay（20）;//消除松手時(shí)的抖動(dòng)

while（！S1）;

}

duan=1;

P0=table［temp］;

duan=0;

}

}