学习笔记之51单片机键盘篇（非编码键盘与编码键盘非编码键盘的扫描方式独立键盘矩阵键盘）

Posted 2021-08-31 是北豼不太皮吖

这篇博文主要记录51单片机键盘篇（非编码键盘与编码键盘、非编码键盘的扫描方式、独立键盘、矩阵键盘、键盘消抖等）包含原理图、代码等

• （一）基础补充
• • 1.键盘的任务
  • 2.键盘的识别
  • 3.如何消除按键的抖动
  • 4.非编码键盘与编码键盘
  • 5.非编码键盘的扫描方式
  • • （1）查询扫描：
    • （2）定时扫描：
    • （3）中断扫描：
• （二）独立键盘
• • 1.独立键盘原理图
  • 2.独立键盘K1控制LED1代码实现
• （三）矩阵键盘
• • 1.矩阵键盘原理图
  • 2.矩阵键盘对应数码管输出0到代码实现

（一）基础补充

1.键盘的任务

（1）判别是否有键按下？若有，进入下一步。
（2）识别哪一个键被按下，并求出相应的键值。
（3）根据键值，找到相应键值的处理程序入口。

2.键盘的识别

按键的闭合与否，反映在行线输出电压上就是呈现高电平或低电平，单片机通过对行线电平的高低状态的检测，便可以确认按键是否按下或松开。为了确保单片机对一次按键动作只确认一次按键有效（所谓按键有效，是指按下按键后，一定要再松开），必须消除抖动期t1和t3的影响。

3.如何消除按键的抖动

（1）用软件延时来消除按键抖动，基本思路是：在检测到有键按下时，该键所对应的行线为低电平，执行一段延时10ms的子程序后，确认该行线电平是否仍为低电平，如果仍为低电平，则确认该行确实有键按下。当按键松开时，行线的低电平变为高电平，执行一段延时10ms的子程序后，检测该行线为高电平，说明按键确实已经松开。
（2）采用专用的键盘/显示器接口芯片，这类芯片中都有自动去抖动的硬件电路。

4.非编码键盘与编码键盘

（1）非编码键盘是指按下按键，键号信息不能直接得到，要通过软件来获取。非编码键盘常见的有独立式键盘和矩阵式键盘两种结构。
（2）编码键盘是指当按键按下后，能直接得到按键的键号，例如使用专用的键盘接口芯片。

5.非编码键盘的扫描方式

（1）查询扫描：

利用单片机空闲时，调用键盘扫描子程序，反复扫描键盘，来响应键盘的输入请求，如果单片机的查询频率过高，虽能及时响应键盘的输入，但也会影响其他任务的进行。如果查询的频率过低，有可能出现键盘输入的漏判现象。所以要根据单片机系统的繁忙程度和键盘的操作频率，来调整键盘扫描的频率。

（2）定时扫描：

单片机可每隔一定的时间对键盘扫描一次，即定时扫描。这种方式通常是利用单片机内的定时器产生的定时中断，进入中断子程序后对键盘进行扫描，在有键按下时识别出按下的键，并执行相应键的处理程序。由于每次按键的时间一般不会小于100ms，所以为了不判漏有效的按键，定时中断的周期一般小于100ms。

（3）中断扫描：

为了进一步提高单片机扫描键盘的工作效率，可采用中断扫描方式，即键盘只有在有按键按下时，才会向单片机发出中断请求信号。单片机响应中断，执行键盘扫描中断服务子程序，识别出按下的按键，并跳向该按键的处理程序。如果无键按下，单片机将不理睬键盘。该方式的优点是只有有按键按下时才会进行处理，所以实时性强，工作效率高。

（二）独立键盘

1.独立键盘原理图

独立式键盘的特点是各键相互独立，每个按键各接一条I/O口线，通过检测I/O口输入线的电平状态，很容易判断哪个按键被按下。

2.独立键盘K1控制LED1代码实现

#include<reg52.h>
sbit led1=P2^0;//因为led1由p2^0口控制
sbit k1=P3^1;//P31口的输出电平由按键k1控制
void delay(int i)
{
	while(i--);
}
void keyproc()
{
	if(k1==0)
	{
		delay(1000);//延时消抖
		if(k1==0)
		{
			led1=~led1;
		}
		while(!k1) ;
		
	}
}
void main()
{
	while(1)
	{
		keyproc();
	}
}

（三）矩阵键盘

1.矩阵键盘原理图

矩阵式（也称行列式）键盘通常用于按键数目较多的场合，它由行线和列线组成，按键位于行、列交叉点上，其接口电路如上图。

2.矩阵键盘对应数码管输出0到代码实现

#include "reg52.h"
typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned int uint;
#define GPIO_DIG P0
#define GPIO_KEY P1
 
uchar code smgduan[16]= {0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f,
                         0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07,
					     0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c,
					     0x39, 0x5e, 0x79, 0x71};//静态数码管码值
 
uint KeyColValue;
uint KeyLineValue;
 
void delay(uint i) //延时函数
{
    while(i --);
}
 
void KeyDown() //键盘按键扫描函数
{
    char a; 
    GPIO_KEY = 0x0f;
    if(GPIO_KEY != 0x0f)//检测4行中哪一行按键是否按下
    {
        delay(1000); //延时消抖
        if(GPIO_KEY != 0x0f) //再次检测4行中哪一行按键是否按下
        {
            switch(GPIO_KEY) //根据IO的值来确定哪一行按键按下
            {
                case(0x07): KeyColValue = 0; break;
                case(0x0b): KeyColValue = 1; break;
                case(0x0d): KeyColValue = 2; break;
                case(0x0e): KeyColValue = 3; break;
            }
        }
    }
    GPIO_KEY = 0xf0;
    if(GPIO_KEY != 0xf0) //检测4行中哪一列按键是否按下
    {
        delay(1000);  //延时消抖
        if(GPIO_KEY != 0xf0) //再次检测4行中哪一列按键是否按下
        {
            switch(GPIO_KEY) //根据IO的值来确定哪一列按键按下
            {
                case(0x70): KeyLineValue = 0; break;
                case(0xb0): KeyLineValue = 1; break;
                case(0xd0): KeyLineValue = 2; break;
                case(0xe0): KeyLineValue = 3; break;
            }
        }
 
        while((a < 50) && (GPIO_KEY != 0xf0))  //延时，确保没有按键再按下
        {
            delay(1000);
            a ++;
        }
    }
}
 
void main()
{
    while(1)
    {
        KeyDown();//检测按键是否按下
        GPIO_DIG = smgduan[KeyLineValue*4 + KeyColValue];//根据按键的行列值，静态数码管显示相应的值
    }
}

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