鍵盤是單片機應用系統中重要的輸入設備，是實現人機對話的紐帶。鍵盤主要分編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩大類，其中鍵的開閉的識別由硬件編碼器來實現的稱為編碼鍵盤，如計算機鍵盤。而靠軟件編程來識別鍵的開閉的稱為非編碼鍵盤，單片機系統中常用的鍵盤為非編碼鍵盤。

鍵盤都是由一個一個小按鍵構成的，按鍵實際上就是一個開關元件，單片機系統中常用的按鍵主要有自鎖按鍵和非自鎖按鍵，分別如圖1、圖2所示。

圖1 自鎖按鍵                  圖2 非自鎖按鍵

非編碼鍵盤通常又分為獨立鍵盤和矩陣鍵盤兩大類。所謂獨立鍵盤是指按鍵在與單片機相連時，每一個按鍵都與一個單片機單片機的I/O口相連，如圖3所示；而對于一些應用系統中若需要較多按鍵時，采用獨立鍵盤的連接方法，則比較耗費單片機的I/O口，此時我們一般會用到矩陣鍵盤，如圖4所示，16個按鍵排成4行4列，稱為4X4矩陣鍵盤，如按獨立按鍵法，需要16個I/O口，而按圖4的接法只需要8個I/O.

圖3 獨立鍵盤

圖4 4X4矩陣鍵盤

由于在單片機在應用系統中，更多的會用到獨立鍵盤，加之兩者的檢測原理基本相似，所以這一節里我主要講解獨立鍵盤的檢測原理及程序實現的方法。

1、 按鍵的檢測原理

按鍵與單片機的連接如圖5所示，按鍵的一端與地相連，另一端直接與單片機的I/O口相連。此時我們在程序中先給I/O口賦值高電平，然后不斷的檢測I/O口電平的變化。當按鍵沒有被按下時，此I/O口的電平一直為高；當按鍵被按下時，由于按鍵的另一端直接與地相連，相當于低電平，此時我們從I/O口讀出的即為高電平，程序一旦檢測到I/O口由高電平變為低電平時，說明按鍵被按下，此時馬上執行相應的動作，這就是按鍵檢測的原理。

　

圖5 按鍵與單片機連接圖

2、 按鍵的抖動與消除

由于機械觸點的彈性作用，一個按鍵開關在閉合時不會馬上穩定地接通，在斷開時也不會一下子斷開。因而在閉合及斷開的瞬間均伴隨有一連串的抖動，與單片機I/O口相接的一端的電壓會出現相應的變化，如圖6所示。

圖6 按鍵按下時電壓的變化情況

從圖6中我們可以看出，實際的電壓波形在按下松手的時候都會出現一定的抖動，經過實驗知道，這個一時間大概在5－10ms。所在在做單片機與按鍵相關的系統時必須考慮消抖的環節。按鍵消抖的方法有兩種，一個是硬件方法   一個是軟件的方法，而從節約成本和盡量簡化硬件電路的角度出發，一般是采用在程序中加上消抖的方法實現，通常是采用延時的方法。具體的作法是：

檢測出鍵閉合后執行一個延時程序，產生5ms～10ms的延時，讓前沿抖動消失后再一次檢測鍵的狀態，如果仍保持閉合狀態電平，則確認為真正有鍵按下。當檢測到按鍵釋放后，也要給5ms～10ms的延時，待后沿抖動消失后才能轉入該鍵的處理程序。后面會結合到程序進行講解。

下面我寫一個簡單的程序，功能為：當一個鍵按下時，讓一個發光二極管發光，我們先看下按鍵模塊在實驗板上的原理圖，如圖7和圖8所示。

圖7 發光二極管模塊原理圖

圖8 按鍵模塊原理圖

例1 按鍵檢測程序

//功能：當按下S8鍵時，L1燈發光，松手后，L1燈熄滅。相應程序如例1.

#include <reg52.h>

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

 

sbit D1=P1^0;

sbit S1=P3^4;

 

void main()

{

       P3=0xff;

       while(1)

       {

              if(S1==0)

delay(20);//消除按下時的抖動

if(S1==0)

{

                     D1=0;        

while(!S1);//松手檢測

              delay(20);//消除松手時的抖動

}

              else

                     D1=1;           

       }

}

 

 

例2 按鍵檢測程序

//功能：當每按下S8鍵時，數碼管自動加1，當加到F時又從零開始。

#include<reg52.h>

 

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

 

sbit duan=P2^6;

sbit wei=P2^7;

sbit S1=P3^4;

uchar temp;

uchar code table[]=

{0x3f,0x06,0x5b,0x4f,

0x66,0x6d,0x7d,0x07,

0x7f,0x6f,0x77,0x7c,

0x39,0x5e,0x79,0x71};

 

void delay(uint z )

{

       uint x ,y;

       for(x=z;x>0;x--)

              for(y=110;y>0;y--);

}

void main()

{

       P3=0xff;

       wei=1;

       P0=0xfe;

       wei=0;

       temp=0;

       while(1)

       {

              if(S1==0)

              {

                     delay(20);//消除按下時的抖動

                     if(S1==0)//

                     {

                            temp++;

                            if(temp==16)temp=0;

                     }

                     while(!S1);//松手檢測，防止temp一次多加

                     delay(20);//消除松手時的抖動

                     while(!S1);

              }    

           duan=1;

              P0=table[temp];

              duan=0;

       }

}