單片機按鍵程序設計及電路設計

在單片機應用系統中，按鍵主要有兩種形式：1、直接按鍵； 2、矩陣編碼鍵盤(pán)。直接按鍵的每個(gè)按鍵都單獨接到單片機的一個(gè)I/O口上，直接按鍵則通過(guò)判斷按鍵端口的電位即可識別按鍵操作；而矩陣鍵盤(pán)通過(guò)行列交叉按鍵編碼進(jìn)行識別。下面我們以S51增強型單片機實(shí)驗板的直接按鍵來(lái)學(xué)習單片機輕觸按鍵在單片機系統中的應用。

S51增強型單片機實(shí)驗板的4個(gè)輕觸按鍵原理圖

圖 1S51增強型單片機輕觸按鍵原理圖

一、按鍵時(shí)序分析

通常所用的按鍵為輕觸機械開(kāi)關(guān)，正常情況下按鍵的接點(diǎn)是斷開(kāi)的，當我們按壓按鈕時(shí)，由于機械觸點(diǎn)的彈性作用，一個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)在閉合時(shí)不會(huì )馬上穩定地接通，在斷開(kāi)時(shí)也不會(huì )一下子斷開(kāi)。因而機械觸點(diǎn)在閉合及斷開(kāi)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(cháng)短由按鍵的機械特性及操作人員按鍵動(dòng)作決定，一般為5ms～20ms；按鍵穩定閉合時(shí)間的長(cháng)短是由操作人員的按鍵按壓時(shí)間長(cháng)短決定的，一般為零點(diǎn)幾秒至數秒不等。

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(guò)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(huì )誤動(dòng)作，此時(shí)必須有個(gè)前沿消抖動(dòng)延時(shí)。
3. 鍵穩定階段：此時(shí)抖動(dòng)已經(jīng)結束，一個(gè)有效的按鍵動(dòng)作已經(jīng)產(chǎn)生。系統應該在此時(shí)執行按鍵功能；或將按鍵所對應的鍵值記錄下來(lái)，待按鍵釋放時(shí)再執行。
4. 后沿（釋放）抖動(dòng)階段：一般來(lái)說(shuō)，考究一點(diǎn)的程序應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(huà)，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。