單片機(jī)按鍵程序設(shè)計(jì)及電路設(shè)計(jì)

在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，按鍵主要有兩種形式：1、直接按鍵； 2、矩陣編碼鍵盤。直接按鍵的每個(gè)按鍵都單獨(dú)接到單片機(jī)的一個(gè)I/O口上，直接按鍵則通過判斷按鍵端口的電位即可識別按鍵操作；而矩陣鍵盤通過行列交叉按鍵編碼進(jìn)行識別。下面我們以S51增強(qiáng)型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板的直接按鍵來學(xué)習(xí)單片機(jī)輕觸按鍵在單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用。

S51增強(qiáng)型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板的4個(gè)輕觸按鍵原理圖

圖 1S51增強(qiáng)型單片機(jī)輕觸按鍵原理圖

一、按鍵時(shí)序分析

通常所用的按鍵為輕觸機(jī)械開關(guān)，正常情況下按鍵的接點(diǎn)是斷開的，當(dāng)我們按壓按鈕時(shí)，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，一個(gè)按鍵開關(guān)在閉合時(shí)不會馬上穩(wěn)定地接通，在斷開時(shí)也不會一下子斷開。因而機(jī)械觸點(diǎn)在閉合及斷開的瞬間均伴隨有一連串的抖動(dòng)，按鍵的時(shí)序如下圖2所示，抖動(dòng)時(shí)間的長短由按鍵的機(jī)械特性及操作人員按鍵動(dòng)作決定，一般為5ms～20ms；按鍵穩(wěn)定閉合時(shí)間的長短是由操作人員的按鍵按壓時(shí)間長短決定的，一般為零點(diǎn)幾秒至數(shù)秒不等。

輕觸按鍵操作時(shí)序示意圖

圖 2

從上面圖2中我們可以看到，一次完整的擊鍵過程，包含以下5個(gè)階段：
1. 等待階段： 此時(shí)按鍵尚未按下，處于空閑階段。
2. 前沿（閉合）抖動(dòng)階段：此時(shí)按鍵剛剛按下，但按鍵信號還處于抖動(dòng)狀態(tài)，這個(gè)時(shí)間一般為5~20ms。為了確保按鍵操作不會誤動(dòng)作，此時(shí)必須有個(gè)前沿消抖動(dòng)延時(shí)。
3. 鍵穩(wěn)定階段：此時(shí)抖動(dòng)已經(jīng)結(jié)束，一個(gè)有效的按鍵動(dòng)作已經(jīng)產(chǎn)生。系統(tǒng)應(yīng)該在此時(shí)執(zhí)行按鍵功能；或?qū)存I所對應(yīng)的鍵值記錄下來，待按鍵釋放時(shí)再執(zhí)行。
4. 后沿（釋放）抖動(dòng)階段：一般來說，考究一點(diǎn)的程序應(yīng)該在這里再做一次消抖延時(shí)，以防誤動(dòng)作。但是，如果前面“前沿抖動(dòng)階段”的消抖延時(shí)時(shí)間取值合適的話，可以忽略此階段。
5. 按鍵釋放階段：此時(shí)后沿抖動(dòng)已經(jīng)結(jié)束，按鍵已經(jīng)處于完全釋放狀態(tài)，如果按鍵是采用釋放后再執(zhí)行功能，則可以在這個(gè)階段進(jìn)行按鍵操作的相關(guān)處理。