独立键盘的检测原理及程序实现的方法

由于在单片机在应用系统中，更多的会用到独立键盘，加之两者的检测原理基本相似，所以这一节里我主要讲解独立键盘的检测原理及程序实现的方法。
1、 按键的检测原理
按键与单片机的连接如图5所示，按键的一端与地相连，另一端直接与单片机的I/O口相连。此时我们在程序中先给I/O口赋值高电平，然后不断的检测I/O口电平的变化。当按键没有被按下时，此I/O口的电平一直为高；当按键被按下时，由于按键的另一端直接与地相连，相当于低电平，此时我们从I/O口读出的即为高电平，程序一旦检测到I/O口由高电平变为低电平时，说明按键被按下，此时马上执行相应的动作，这就是按键检测的原理。

图5 按键与单片机连接图

2、 按键的抖动与消除
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，与单片机I/O口相接的一端的电压会出现相应的变化，如图6所示。

图6 按键按下时电压的变化情况

从图6中我们可以看出，实际的电压波形在按下松手的时候都会出现一定的抖动，经过实验知道，这个一时间大概在5－10ms。所在在做单片机与按键相关的系统时必须考虑消抖的环节。按键消抖的方法有两种，一个是硬件方法 一个是软件的方法，而从节约成本和尽量简化硬件电路的角度出发，一般是采用在程序中加上消抖的方法实现，通常是采用延时的方法。具体的作法是：
检测出键闭合后执行一个延时程序，产生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。后面会结合到程序进行讲解。
下面我写一个简单的程序，功能为：当一个键按下时，让一个发光二极管发光，我们先看下按键模块在实验板上的原理图，如图7和图8所示。

图7 发光二极管模块原理图

图8 按键模块原理图

例1 按键检测程序
//功能：当按下S8键时，L1灯发光，松手后，L1灯熄灭。相应程序如例1.
#include
#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) //第一次检测按键是否按下
delay(20); //消除按下时的抖动
if(S1==0) //再次确定是否按下状态
{
D1=0; //如果是按下状态，执行操作
while(!S1); //检测是否是按键弹起
delay(20); //消除松开时的抖动
}
else
D1=1;
}
}