51单片机学习之5-独立按键和矩阵键盘

键盘的原理

键盘分编码键盘（例如电脑键盘）和非编码键盘（自己用程序去识别）。

非编码键盘分：独立式非编码键盘（独立按键）、行列式非编码键盘（4*4阵列键盘）

独立键盘的电路图。

 

因为51单片机的IO口不是双向口而是准双向口，要让IO口具备输入功能，必须将IO口置1，置1之后当按键按下时IO口的电平会被拉低，即被置0。当检测到IO口为0时即可判断该按键已经按下。按键按下时会有一个抖动的过程（弹片会抖动），由于单片机检测 IO口速度非常快，超过弹片抖动的频率，所以当单片机检测到IO口为0时需延时一小段时间再检测IO是否为0，如果仍为0就确认该按钮被按下。因为IO口里面有上拉电阻，所以当松开按钮时，IO口又被拉高。

例程：

#include

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

sbit Key = P3^4;   // 按键

sbit Led = P1^0; // Led 灯

void delay(uint z);

/******** 主函数 ********/

void main()

{

while(1)

{

if(!Key)

{

delay(10);    // 消抖操作

if(!Key)

Led = 0; // 按下时 Led亮

else

Led = 1;

}

}

}

void delay(uint z)

{

uint x,y;

for(x=z;x>0;x--)

for(y=110;y>0;y--);

}

第15集

4*4矩阵键盘

上图中，1个按键占用一个IO口，如果有16个按键就占用了16个IO口。为了减少IO口的使用，就需要用矩阵的方式连线。如下图

矩阵扫描原理

从图可以看出P30、P31、P32、P33 为行（低四位），P34、P35、P36、P37为列（高四位）。

假设我们按下的是S6按钮。[page]

第一步，我们先确定列，给P3口赋值0xF0 = 1111 0000 ，那么P37、P36、P35、P34都被置1，P33、P32、P31、P30 都被置0，当S6被按下时，由于S6按钮的一边P31为0，所以跟S6另一边相连的P35被拉低，即等于0。如下图

此时得到列的值 P3 = 1101 0000 = 0xD0，在程序中只需要判断P3是否等于0xF0，不等说明有按键按下。

第二步，不改变高四位的状态：1101 将低四位全部置1（P3 = P3 | 0x0F）。这时候就变成了 1101 1111，由于单片机扫描列的时候速度非常快，到现在扫描行的时候，按键仍处在按下状态（人的反应没有单片机快）。S6被按下，由于与S6相连的P35为低电平（即0），所以P31由高电平（即1）变成低电平（即0）如下图

此时得到的值为 P3  = 1101 1101 =  S6 被按下。这就是检测原理。 

完整程序：

#include

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

sbit Led = P1^0;

sbit Led1 = P1^1;

void delay(uint z);

/******** 主函数 ********/

void main()

{

uchar Key_Temp;

uchar Key; // Key 键值

while(1)

{

Key = 0; // 清0 

P3 = 0xF0;

Key_Temp = P3;

Key_Temp &= 0xF0; // 只取高四位 这句需要，因为51IO只是准双向 要使其具备输入功能需要用置1

if(0xF0!=Key_Temp) // 判断是否有按键按下

{

delay(10);    // 延时一段时间 跳过抖动的时间

Key_Temp = P3 & 0xF0 ; // 先取P3 然后 和 0xF0与运算得到 高四位

if(0xF0 != Key_Temp) // 再次判断是否确实按下

{

P3 = Key_Temp | 0x0F; // 保留高四位 将低四位全部置1 并输出

Key = P3; // 再读入

}

}  

switch(Key)

{

case 0xEE: Led = 0; break;  // S1

case 0xDE: Led1 = 0; break;

case 0xBE: break;

case 0x7E: break;

case 0xED: break;

case 0xDD: break;

case 0xBD: break;

case 0x7D: break;

case 0xEB: break;

case 0xDB: break;

case 0xBB: break;

case 0x7B: break;

case 0xE7: break;

case 0xD7: break;

case 0xB7: break;

case 0x77: break;  // S16

default:

Led = Led1 = 1;

}

}

}

void delay(uint z)

{

uint x,y;

for(x=z;x>0;x--)

for(y=110;y>0;y--);

}