從零開始51單片機(jī)教程 —— 26 單片機(jī)鍵盤接口程序設(shè)計(jì)

鍵盤是由若干按鈕組成的開關(guān)矩陣，它是單片機(jī)系統(tǒng)中最常用的輸入設(shè)備，用戶能通過鍵盤向計(jì)算機(jī)輸入指令、地址和數(shù)據(jù)。一般單片機(jī)系統(tǒng)中采和非編碼鍵盤，非編碼鍵盤是由軟件來識別鍵盤上的閉合鍵，它具有結(jié)構(gòu)簡單，使用靈活等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于單片機(jī)系統(tǒng)。

按鈕開關(guān)的抖動問題

組成鍵盤的按鈕有觸點(diǎn)式和非觸點(diǎn)式兩種，單片機(jī)中應(yīng)用的一般是由機(jī)械觸點(diǎn)組成的。在下圖中，當(dāng)開

鍵盤結(jié)構(gòu)圖>

關(guān)S未被按下時(shí)，P1。0輸入為高電平，S閉合后，P1。0輸入為低電平。由于按鈕是機(jī)械觸點(diǎn)，當(dāng)機(jī)械觸點(diǎn)斷開、閉合時(shí)，會有抖動動，P1。0輸入端的波形如圖2所示。這種抖動對于人來說是感覺不到的，但對計(jì)算機(jī)來說，則是完全能感應(yīng)到的，因?yàn)橛?jì)算機(jī)處理的速度是在微秒級，而機(jī)械抖動的時(shí)間至少是毫秒級，對計(jì)算機(jī)而言，這已是一個(gè)“漫長”的時(shí)間了。前面我們講到中斷時(shí)曾有個(gè)問題，就是說按鈕有時(shí)靈，有時(shí)不靈，其實(shí)就是這個(gè)原因，你只按了一次按鈕，可是計(jì)算機(jī)卻已執(zhí)行了多次中斷的過程，如果執(zhí)行的次數(shù)正好是奇數(shù)次，那么結(jié)果正如你所料，如果執(zhí)行的次數(shù)是偶數(shù)次，那就不對了。

為使CPU能正確地讀出P1口的狀態(tài)，對每一次按鈕只作一次響應(yīng)，就必須考慮如何去除抖動，常用的去抖動的辦法有兩種：硬件辦法和軟件辦法。單片機(jī)中常用軟件法，因此，對于硬件辦法我們不介紹。軟件法其實(shí)很簡單，就是在單片機(jī)獲得P1。0口為低的信息后，不是立即認(rèn)定S1已被按下，而是延時(shí)10毫秒或更長一些時(shí)間后再次檢測P1。0口，如果仍為低，說明S1的確按下了，這實(shí)際上是避開了按鈕按下時(shí)的抖動時(shí)間。而在檢測到按鈕釋放后（P1。0為高）再延時(shí)5-10個(gè)毫秒，消除后沿的抖動，然后再對鍵值處理。不過一般情況下，我們常常不對按鈕釋放的后沿進(jìn)行處理，實(shí)踐證明，也能滿足一定的要求。當(dāng)然，實(shí)際應(yīng)用中，對按鈕的要求也是千差萬別，要根據(jù)不一樣的需要來編制處理程序，但以上是消除鍵抖動的原則。

鍵盤與單片機(jī)的連接

1、通過1/0口連接。將每個(gè)按鈕的一端接到單片機(jī)的I/O口，另一端接地，這是最簡單的辦法，如圖3所示是實(shí)驗(yàn)板上按鈕的接法，四個(gè)按鈕分別接到P3.2 、P3.3、P3.4和P3.5。對于這種鍵各程序能采用持續(xù)查詢的辦法，功能就是：檢測是否有鍵閉合，如有鍵閉合，則去除鍵抖動，判斷鍵號并轉(zhuǎn)入對應(yīng)的鍵處理。下面給出一個(gè)例程。其功能很簡單，四個(gè)鍵定義如下：

P3.2：開始，按此鍵則燈開始流動（由上而下）

P3.3：停止，按此鍵則停止流動，所有燈為暗

P3.4：上，按此鍵則燈由上向下流動

P3.5：下，按此鍵則燈由下向上流動

UpDown EQU 00H ;上下行標(biāo)志

StartEnd EQU 01H ;起動及停止標(biāo)志

LAMPCODE EQU 21H ;存放流動的數(shù)據(jù)代碼

ORG 0000H

AJMP MAIN

ORG 30H

MAIN:

MOV SP,#5FH

MOV P1,#0FFH

CLR UpDown ;啟動時(shí)處于向上的狀態(tài)

CLR StartEnd ;啟動時(shí)處于停止?fàn)顟B(tài)

MOV LAMPCODE,#0FEH ;單燈流動的代碼

LOOP:

ACALL KEY ;調(diào)用鍵盤程序

JNB F0,LNEXT ;如果無鍵按下，則繼續(xù)

ACALL KEYPROC ;不然調(diào)用鍵盤處理程序

LNEXT:

ACALL LAMP ;調(diào)用燈顯示程序

AJMP LOOP ;反復(fù)循環(huán)，主程序到此結(jié)束

DELAY:

MOV R7,#100

D1: MOV R6,#100

DJNZ R6,$

DJNZ R7,D1

RET

;----------------------------------------延時(shí)程序，鍵盤處理中調(diào)用

KEYPROC:

MOV A,B ;從B寄存器中獲取鍵值

JB ACC.2,KeyStart ;分析鍵的代碼，某位被按下，則該位為1（因?yàn)樵阪I盤程序中已取反）

JB ACC.3,KeyOver

JB ACC.4,KeyUp

JB ACC.5,KeyDown

AJMP KEY_RET

KeyStart:

SETB StartEnd ;第一個(gè)鍵按下后的處理

AJMP KEY_RET

KeyOver:

CLR StartEnd ;第二個(gè)鍵按下后的處理

AJMP KEY_RET

KeyUp: SETB UpDown ;第三個(gè)鍵按下后的處理

AJMP KEY_RET

KeyDown:

CLR UpDown ;第四個(gè)鍵按下后的處理

KEY_RET:RET

KEY:

CLR F0 ;清F0，表示無鍵按下。

ORL P3,#00111100B ;將P3口的接有鍵的四位置1

MOV A,P3 ;取P3的值

ORL A,#11000011B ;將其余4位置1

CPL A ;取反

JZ K_RET ;如果為0則一定無鍵按下

ACALL DELAY ;不然延時(shí)去鍵抖

ORL P3,#00111100B

MOV A,P3

ORL A,#11000011B

CPL A

JZ K_RET

MOV B,A ;確實(shí)有鍵按下，將鍵值存入B中

SETB F0 ;設(shè)置有鍵按下的標(biāo)志

K_RET:

ORL P3,#00111100B ;此處循環(huán)等待鍵的釋放

MOV A,P3

ORL A,#11000011B

CPL A

JZ K_RET1 ;直到讀取的數(shù)據(jù)取反后為0說明鍵釋放了，才從鍵盤處理程序中返回

AJMP K_RET

K_RET1:

RET

D500MS: ;流水燈的延遲時(shí)間

PUSH PSW

SETB RS0

MOV R7,#200

D51: MOV R6,#250

D52: NOP

NOP

NOP

NOP

DJNZ R6,D52

DJNZ R7,D51

POP PSW

RET

LAMP:

JB StartEnd,LampStart ;如果StartEnd=1，則啟動

MOV P1,#0FFH

AJMP LAMPRET ;不然關(guān)閉所有顯示，返回

LampStart:

JB UpDown,LAMPUP ;如果UpDown=1，則向上流動

MOV A,LAMPCODE

RL A ;實(shí)際就是左移位而已

MOV LAMPCODE,A

MOV P1,A

LCALL D500MS

AJMP LAMPRET

LAMPUP:

MOV A,LAMPCODE

RR A ;向下流動實(shí)際就是右移

MOV LAMPCODE,A

MOV P1,A

LCALL D500MS

LAMPRET:

RET

END

以上程序功能很簡單，但它演示了一個(gè)單片機(jī)鍵盤處理程序的基本思路，程序本身很簡單，也不很實(shí)用，實(shí)際工作中還會有好多要考慮的因素，比如主循環(huán)每次都調(diào)用燈的循環(huán)程序，會造成按鈕反應(yīng)“遲鈍”，而如果一直按著鍵不放，則燈不會再流動，一直要到松開手為止，等等，大家能仔細(xì)考慮一下這些問題，再想想有什么好的解決辦法。

2、采用中斷方式：如圖4所示。各個(gè)按鈕都接到一個(gè)與非上，當(dāng)有任何一個(gè)按鈕按下時(shí)，都會使與門輸出為低電平，從而引起單片機(jī)的中斷，它的好處是不用在主程序中持續(xù)地循環(huán)查詢，如果有鍵按下，單片機(jī)再去做對應(yīng)的處理