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四、51单片机控制独立按键
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1、按键简介
按键相关知识。 1.1、按键工作原理(1)按键内部是机械结构，也就是内部是没有电路的。按键对外表现位四个引脚，但本质上只是两个，引脚是两两连在一起的。按键按下内部引脚导通，松开内部断开。
(2)电路连接与原理图中图标。 按键一端接地，一端接单片机IO口。
(3)按键作为一个输入设备，单片机如何知道按键被按下？ 单片机IO接上拉电阻。上拉是为了让引脚默认是高电平，但是上拉的力量抗不住接地，所以按键没有诞下时单片机IO口为高电平，而按下后为绝对0(GND)。 1.2、CPU如何处理按键(1)轮询式。所谓轮询就是CPU不停的间隔很小时间去查看有没有按键按下，如果按下就处理按键，如果没有按下就下一时间间隔再来查看。(按键什么时候被按下CPU是无法预知的) (2)中断式 1.3、按键电路接法分类(1)独立按键 (2)矩阵按键 2、独立按键原理图
(1)按键接法是一段接地，一端接IO口。 3、独立按键代码以K1按键为例，接P0.0 IO口。 3.1、轮询方式处理按键检测到按键，LED灯状态取反 #include #include /*实现功能 *按键每按下一次，LED灯状态取反 */ /*位定义*/ sbit K1 = P0^0; sbit LED = P0^1; /*函数声明*/ void Delay15ms(); //@12.000MHz void main(void) { while(1) { if(K1 == 0) /*按键有被按下*/ { Delay15ms(); if(K1 == 0) { if(LED == 1) { LED = 0; } else { LED = 1; /*点亮LED灯*/ } while(K1 == 0) /*等待按键弹起,这里也可以加消抖*/ { Delay15ms(); while(K1 == 0); }; } } } } void Delay15ms() //@12.000MHz { unsigned char i, j; i = 30; j = 43; do { while (--j); } while (--i); } 3.2、按键消抖(1)按键按下和弹起会发生电平抖动。如下图所示。
(2)抖动的危害：在抖动时间范围内引脚的电平变化是不稳定的，如果程序在这一段范围内取判断引脚的电平从而判断有无按键，则有很大可能性会误判。 (3)如何消抖 硬件消抖：在硬件设计上想办法降低抖动的幅度及时间，这是一种主动消抖。如按键并联电容。 软件消抖：硬件上不可能完全消除抖动，软件上可以绕开抖动的那一段，这是一种逃避式的消抖。 也就是通过延时消抖，延时时间一般为10-15毫秒。 3.3、完整的按键检测(1)一个完整的按键事件检测包括:按键按下、按键保持、按键弹起。 (2)一般都认为一次完整的按键事件后才算用户操作了一次按键，程序也只处理一次按键。 4、中断检测独立按键中断是指单片机主程序运行过程中，出现某些意外情况需要单片机处理，单片机能自动停止正在运行的程序并转入处理新情况的程序，处理完毕后又返回原被暂停的程序继续运行。 4.1、为什么需要中断在实际应用开发中，单片机不可能一直轮询查看按键是否按下，单片机还需要去执行其他任务，因此引出中断。 (1)单片机在mai()函数中的while中执行的程序称为主线任务，中断程序中的程序称为中断任务。 (2)中断发生后CPU暂停主线任务转去处理中断任务，完成后再回来接着执行主线任务。 (3)中断式比轮询式更适合处理异步事件，效率更高。 (4)中断处理的事件特点是:无法预料、处理时间短、响应要求急。 4.2、使用单片机外部中断来处理按键(1)何为外部中断。中断源来自单片机外部就叫外部中断，每个外部中断对应一个特定的单片机IO引脚(譬如在STC89C52单片机中，INT0对应P3^2。在51单片机中，是单片机设计时就定好的，是无法改变的)。 (2)当硬件产生了一个外部中断时CPU就会收到一个中断信号，从而转去执行外部中断对应的处理程序(这个程序是需要自己去编写的)。 (3)外部中断对应哪个引脚，可参考电路原理图和数据手册。 4.3、程序示例中断处理按键使LED灯状态取反。 #include #include /*实现功能 *按键每按下一次，LED灯状态取反(采用外部中断处理按键) */ /*位定义*/ sbit K1 = P3^2; /*外部中断0对应引脚*/ sbit LED = P0^1; /*函数声明*/ void Delay15ms(); //@12.000MHz void main(void) { /*外部中断0初始化*/ IT0 = 1; //设置外部中断0出发方式(1:下降沿触发 0:低电平触发) EX0 = 1; //使能外部中断0 EA = 1; //打开全局中断开关 while(1) { /*编写主线任务*/ } } /*按键消抖延时函数*/ void Delay15ms() //@12.000MHz { unsigned char i, j; i = 30; j = 43; do { while (--j); } while (--i); } /* *功能:外部中断0中断处理程序 *注意: * exint0：中断函数名，可以任意取 * 下降延触发中断 * 该函数不用声明 */ void exint0() interrupt 0 { Delay15ms(); /*按键消抖*/ if(K1 == 0) { if(LED == 1) { LED = 0; } else { LED = 1; /*点亮LED灯*/ } while(K1 == 0) /*等待按键弹起,这里也可以加消抖*/ { Delay15ms(); while(K1 == 0); }; } } 4.4、程序解释(1)IT0这一位用来设置中断的触发模式：下降沿触发（Falling）或者低电平触发（low level） (2)EX0这一位是INT0的开关。如果EX0等于0则外部中断在单片机内部被关闭，此时CPU无法收到INT0的中断信息所以不会处理INT0；如果需要使用INT0就一定要设置为1。 (3)EA是全局的中断开关。EA如果关掉则整个CPU不能响应中断，所有中断都被关了。光EA打开也不一定能响应中断，还得具体的中断开关打开才行。 (4)IT0、EX0、EA在 头文件中定义。 |
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