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单片机按键电路工作原理「单片机按键电路工作原理图」

admin 2024-10-10 06:33:25 空调维修 0

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大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于单片机按键电路工作原理的问题,于是小编就整理了1个相关介绍单片机按键电路工作原理的解答,让我们一起看看吧。

单片机的独立键盘有什么用?

单片机按键电路工作原理

单片机的独立按键用于一端接地,另一端与I/O引脚相连。按键按下为低电平,未按下为高电平。与矩阵键盘相比,使用独立按键可以使单片机编程更加简单,但是浪费I/O口,毕竟单片机的I/O口是有限的。同时每个按键单独占用一个I/O口线,每个按键的工作不会影响其他I/O口线的状态。同时,当只需要几个按键的情况,采用独立按键较为合适。

在按键较少的情况下,使用独立键盘配置灵活。但按键较多时,就会浪费I/O口线。同时独立按键可以查询哪个按键被按下。

按键是最常用的输入方式,学习单片机时,按键输入是必学习的内容,在大学课程《51单片机》有介绍,单片机的按键输入分为独立式按键矩阵式按键

1.什么是独立式按键

所谓独立式按键就是指,每个按键占用一个GPIO口,如下图所示,就是两个独立按键,占用了两个单片机的GPIO口。

单片机按键电路工作原理

独立式按键在编程时比较简单、方便,但是严重浪费单片机的GPIO口资源。如果一个单片机系统中有多个按键,则需要考虑矩阵式按键或者是扩展GPIO口。

2.独立式按键有什么用

按键都是用作输入的,在单片机系统中自然也被当作输入,单片机需要检测按键的输入情况做相应的逻辑处理。如下图所示,是单片机所实现的一个数字时钟,用到了四个独立按键。

单片机按键电路工作原理

可以利用这四个按键来设置时间、设置日期、设置闹钟等,从而实现与单片机的人机交互

3.多按键的扩展方式

有些场合会用到比较多的按键输入,如用单片机设计一个多通道的抢答器、用单片机实现一个计算器、密码锁等,这类情况如果再使用独立式按键需要占用大量的GPIO口。为了节省GPIO,可以通过矩阵式按键或者使用串入并出的移位寄存器来扩展。

单片机按键电路工作原理

上图是典型的矩阵式按键的原理图,通过8个GPIO即可实现4×4的矩阵键盘。矩阵式按键可以节省GPIO,但是程序相对复杂。

除了矩阵式按键外,还可以使用芯片来扩展,如74HC595等。

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很多的嵌入式或者单片机系统中,一般都需要向嵌入式或者单片机系统输入信息的外设,以及嵌入式或者单片机向外输出信息的外设

我们常见的显示屏,数码管等就是嵌入式或者单片机系统输出外设

触摸板,独立按键等就是嵌入式或者单片机系统输入的一种外设。

所以,关于单片机系统中运用独立按键的目的,是为了满足用户在单片机系统已有的功能中,选择自己需要的功能,或者设置对应的参数。

一般来说,独立按键是通过物理机械式的接触,将VCC或者GND短接,达到单片机的某一个IO电平变化的按键方式。

它与矩阵键盘,ADC按键等其他的按键方式,有电路设计简单稳定,软件处理简单的优点,但这种形式相对于矩阵键盘和ADC按键的形式,更多占用IO口

一般独立按键在硬件上设计时,如下图所示

单片机按键电路工作原理

采取上拉式,其中的电阻是限流电阻,保护MCU的IO不会损坏,电容是滤波电容,

按键没有按下时,MCU端口一直高电平,当按键按下时,端口就会变为低电平

单片机按键电路工作原理

在软件设计过程中,可以采用外部中断形式,或者IO端口循环扫描的形式进行键值的获取,在按键状态获取时,需要考虑软件消抖,同时建议不要使用Delay延时,使用时间计数方式来计算按键状态时间,避免了占用MCU资源,无法处理其他的任务。

按键的运用在软件中,按键的运用较为灵活,当多个按键同时存在时,可以通过组合按键操作实现某一个功能,但当只有一个按键,项目又需要多个功能实现切换的时候,可以考虑,短按+长按,按键按中+按键松开,单击+双击+多击,多种形式灵活组合实现各个不同的操作流程。

比如

关机状态,短按进入待机X状态

关机状态,长按进入状态A

待机X状态短按,进入状态B,

待机X状态后长按,进入状态C,

待机X状态,快速多连击进入状态D

等等这样的操作形式或者流程,就能利用一个独立按键,实现多个功能代码的设计。

单片机按键电路工作原理

独立按键是单片机系统中一个很重要的设计,简单运用很简单,但深入灵活的组合实现也是需要自己仔细琢磨,将独立按键的用法吃透,在实际的项目开发过程中,会让您的解决问题可选方案增加很多,工作更加得心应手。

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我这按键是机械弹性按键,所以具有弹性,按键在按下和松开的瞬间均伴随有一连串的抖动,键抖动会引起一次按键被误

读多次,然后为了保证cpu对键的一次闭合仅作一次处理,所以我们必须去除抖动。去除抖动有2种,硬件消抖和软件消抖。

其中一软件消抖最方便。所以我就以软件消抖为例。

独立按键的原理图和led的原理图如上,8个led的阳极都接了vcc(vcc认为是电源正极,gnd认为是电源负极),所以只需要led的阴极接的p2i(i取值0到7)口输入低电平(即0v)对应的led就可以发亮了.

接下来看看独立按键的原理图,首先K1是和rxd管脚相连的,然后rxd管脚又是和P3^1口连接的,所以可以P3^1口是和k1开关连接的,可以知道当k1按键按下时电路就导通了,因为k1右边接了gnd,所以P3^1这个io口的输出电平就被拉低变0电平了。(p31io口电平能被拉低是因为P3口是准双向io口),所以我们可以通过判断P3^1io口的电平来获知按键的状态,P3^1==1,则按键k1没有按下,P3^1==0,则按键k1按下了。

接下来展示一个通过独立键盘里的按键k1来控制led1的亮灭的程序

#include<reg52.h>

sbit led1=P2^0;//因为led1由p2^0口控制

sbit k1=P3^1;//P31口的输出电平由按键k1控制

void delay(int i)

{

while(i--);

}

void keyproc()

{

if(k1==0)

{

delay(1000);//延时消抖

if(k1==0)

{

led1=~led1;////led1状态反转,亮变灭,灭变亮

}

while(!k1) ;

}

}

void main()

{

while(1)

{

keyproc();

}

}

把这代码烧到单片机后,我们一按k1,led1就会亮,再按一次就会灭,一直这样下去

到此,以上就是小编对于单片机按键电路工作原理的问题就介绍到这了,希望介绍关于单片机按键电路工作原理的1点解答对大家有用。

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