8051单片机实战分析（以STC89C52RC为例） | 07 - 独立按键驱动

Posted 2021-06-17 Neutionwei

按键是比较常用的也是比较简单的人机交互操作，按键实际上是一个非自锁的轻触开关，按下时触点会闭合，松开是触点断开。

1 独立式按键

常用的按键电路有两种形式，独立式按键和矩阵式按键，独立式按键比较简单，它们各自与独立的输入线相连接，如图所示。

4 条输入线接到单片机的 IO 口上，当按键 K3 按下时，K3两边的线路将会导通，P32这个单片机IO口直接接到GND，此时P32这个引脚就是低电平了。当松开按键后，当松开按键后，线路断开，就不会有电流通过，那么P32引脚就会是默认的电平状态，是一个高电平，因为被上拉电阻R8拉到了VCC状态。所以我们就可以通过 P32 这个 IO 口的高低电平来判断是否有按键按下。

2 按键抖动

通常的按键所用开关为机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时，由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动。

抖动时间的长短由按键的机械特性决定，一般为5ms～10ms。 我们只要记得10ms这个参数即可。

2.1 硬件消抖

① RS触发器：利用RS触发器来吸收按键的抖动。一旦有键按下，触发器立即翻转，触电的抖动便不会再对输出产生影响，按键释放时也一样。

② 电容滤波：将电容并联在按键的两端，利用电容的放电的延时特性，即电容两端电压不能突变。将产生抖动的电平通过电容“吸收”掉。从而达到消抖的作用。

2.2 软件消抖

在项目中为了省成本，基本上不使用硬件消抖，一般是使用软件方法去消除抖动，即检测出键闭合后执行一个延时程序，5ms～10ms的延时，让前沿抖动消失后再一次检测键的状态，如果仍保持闭合状态电平，则确认为真正有键按下。当检测到按键释放后，也要给5ms～10ms的延时，待后沿抖动消失后才能转入该键的处理程序。

3 原理图

① 独立按键：

② 上拉电阻：

③ MCU原理图：

4 代码

下面我们写一个使用独立按键控制LED亮灭的Demo：

#include "reg52.h"			 //此文件中定义了单片机的一些特殊功能寄存器

typedef unsigned int u16;	  //对数据类型进行声明定义
typedef unsigned char u8;

sbit key=P3^2;	 //定义P32口是key
sbit led=P2^0;	 //定义P20口是led

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : delay
* 函数功能		   : 延时函数，i=1时，大约延时10us
*******************************************************************************/
void delay(u16 i)
{
	while(i--);	
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : KeyProcess
* 函数功能		   : 按键处理函数，判断按键K1是否按下
*******************************************************************************/
void KeyProcess()
{
	if(key==0)		  //检测按键是否按下
	{	
		delay(1000);   //消除抖动 一般大约10ms
		if(key==0)	 //再次判断按键是否按下
		{
			led=~led;	  //led状态取反
		}
		while(!key);	 //检测按键是否松开
	}		
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名       : main
* 函数功能		 : 主函数
* 输    入       : 无
* 输    出    	 : 无
*******************************************************************************/
void main()
{	
	while(1)
	{	
		KeyProcess();  //按键处理函数	
	}		
}

简要分析：

① main函数单纯给KeyProcess子函数进行无限循环。

② KeyProcess子函数首先通过语句if(key==0)检测按键是否按下，就是判断key端口是否为低电平，如果当前为低电平，就说明可能有按键被按下。

==》 然后延时大约10ms，消除抖动。

==》紧接着第二次检测按键是否按下，这是已经过了按下抖动的时候，如果key端口当前仍为低电平，则确定按键被按下了，执行led端口电平反转led=~led;，如果当前是LED灯点亮则变成熄灭，反之则点亮。

==》最后检测按键是否松开while(!key);，只有当前key==1才说明按键松开了。

③ 事实上这只是一个理解独立按键工作原理的Demo，我们后面会认识到按键在工程中的真正用法，敬请期待！