一、IO口輸入內容在學習按鍵之前先學習一下如何往單片機的IO口輸入內容。其實輸入的本質就是往單片機的一個埠在外部給一個電平，然後單片機中的程式去讀取那個埠的電平即可完成一次輸入。 51單片機的輸入電平是非常簡單的，不需要像stm32一樣，需要調節埠的模式才能讀取埠的電平，51單片機只需要 ...

一、IO口輸入內容

在學習按鍵之前先學習一下如何往單片機的IO口輸入內容。

其實輸入的本質就是往單片機的一個埠在外部給一個電平，然後單片機中的程式去讀取那個埠的電平即可完成一次輸入。

51單片機的輸入電平是非常簡單的，不需要像stm32一樣，需要調節埠的模式才能讀取埠的電平，51單片機只需要讀取埠的電平就可以了，非常的簡單。

比如說現在我給我的單片機的P2組中第2個引腳一個電平，那麼接收的代碼如下：

int main(){
    int a = P2_2;
}

這樣變數a中的值就是我給P2組中第二個引腳的電平值了。

二、什麼是按鍵

按鍵在生活中很常見，一些嵌入式的設備都是通過按鍵來就行控制的（除了一些觸摸顯示屏），按鍵是使用是比較常用的。

在51單片機中通常使用的按鍵就這兩種

第一種：獨立按鍵，這種按鍵每一個是對應每一個引腳的，相當於一個按鍵控制一個引腳

第二種：矩陣按鍵，這種按鍵是一個矩陣，能控制的東西比較多，使用的引腳也比較多，如果每一個按鍵控制一個引腳，那麼需要16個引腳，也就是需要2個引腳組，這樣的方法很耗費引腳，那麼這裡使用到一種方法了。

就是將這些按鍵的一個引腳全部接在一起，另一個引腳按照行的方式瞭解在一起，就變成這種樣子了

這樣只需要一組IO口就可以得到16個按鈕輸入的內容。

三、按鍵分析

1.獨立按鍵

從原理圖可以知道

這些獨立按鍵的一段引腳全部接到GND上的，而另一個接P3組中的0，1，2，3引腳。當點擊任意按鍵，比如說K2按鍵，那麼就會給P30這個埠一個低電平。

如果這些按鍵的一端全部接高電平，那麼當點擊任意按鍵，比如說K2按鍵，那麼就會給P30一個高電平。

但是如果你是自己設置按鍵的話，讓按鍵的一端全部接低電平，因為在使用單片機的時候，我們會給所有的IO組一個高電平，這個過程叫做充能，所以如果你接高電平的時候在判斷的時候會產生誤判。

現在簡單寫一個按鍵輸入判斷輸入電平的一個程式

void main(){
    char a = P3_0;
    if (a == 0){
        ;//執行的內容
    }
}

如果用戶按下了K2這個按鍵，那麼P3_0的引腳應該會接收到一個低電平，然後再判斷執行其它的內容。

2.矩陣按鍵

首先先看原理圖

這個按鍵是一行連接到一個埠，列連接到一個埠，就比如第一行的左引腳全部都連接到P1_7這個引腳，第一列的右引腳都連接到P1_3這個引腳，這個是需要註意的。

而控制這個按鍵需要更複雜的方式，因為這個按鍵的一端並沒有連接到電平，所以我們需要先讓一端為低電平，另一端來接收用戶按下按鍵時輸入的電平，然後再發過來讓之前接收的一端變成輸出的，然後輸出的變成輸入，然後將兩次按下的電平進行相加，這樣就可以通過相加和判斷按下的是哪一個按鍵了。這種方法叫做按鍵掃描。

不用擔心上面的方法導致接收不了，因為內部運行的速度非常快，當我們做按鍵掃描的時候，可能第一個鍵還沒有彈回到原來的地方就已經掃描完畢了。

那麼代碼可以這樣寫：

void main(){
    char row, col; //定義兩個變數來接收埠輸入
    P1 = 0x0F;
    col = P1;
    P1 = 0xF0;
    row = P1;
}

然後兩值一相加判斷一下結果為多少就可以知道按下的按鍵是哪一個了，每個按鍵所對應相加的值如下：

char btnNumber[] = {0x77, 0x7B, 0x7D, 0x7E, 0xB7, 0xBB, 0xBD, 0xBE, 0xD7, 0xDB, 0xDD, 0xDE, 0xE7, 0xEB, 0xED, 0xEE};

上面的按鍵是按照行來排列的，0x77, 0x7B, 0x7D, 0x7E是第一行中的第一個按鍵一直到第四個。剩下的以此類推。

在使用的時候可以添加一個for迴圈來判斷：

void main(){
    char btnNumber[] = {0x77, 0x7B, 0x7D, 0x7E, 0xB7, 0xBB, 0xBD, 0xBE, 0xD7, 0xDB, 0xDD, 0xDE, 0xE7, 0xEB, 0xED, 0xEE};
    char row, col, i; //定義兩個變數來接收埠輸入
    P1 = 0x0F;
    col = P1;
    P1 = 0xF0;
    row = P1;
    for (i = 0; i < 16; i++){
        if (col + row == btnNumber[i]){
            ;
        }
    }
}

上面的方法是判斷是不是按下了矩形按鍵中的一個內容，下麵的方法是判斷是不是按下了一個具體的按鍵：

void main(){
    char btnNumber[] = {0x77, 0x7B, 0x7D, 0x7E, 0xB7, 0xBB, 0xBD, 0xBE, 0xD7, 0xDB, 0xDD, 0xDE, 0xE7, 0xEB, 0xED, 0xEE};
    char row, col, i; //定義兩個變數來接收埠輸入
    P1 = 0x0F;
    col = P1;
    P1 = 0xF0;
    row = P1;
    if (col + row == btnNumber[1]){
        ;
    }
    else if (col + row == btnNumber[2]){
        ;
    }
    else if (col + row == btnNumber[0]){
        ;
    }
}

3.抖動

抖動這個問題是在使用按鍵的時候經常會出現，因為按鍵中有一個金屬彈片，當按下按鍵時會擠壓金屬彈片來導通電流，而鬆手時金屬彈片會彈回去。

按下和鬆手都會讓金屬彈片有抖動，這個抖動的電流是不穩定的，會影響程式對按鍵的判斷

如上圖就可以知道按鍵的抖動，那我們如何消除這個按鍵的抖動呢？

第一種方法直接從硬體方面下手，使用另一種沒用抖動或者抖動頻率小的硬體。

第二種方法是使用程式來超過這個抖動，也就是用一個延遲函數來將這個按下的抖動時間消除。

這裡我們選擇第二種方法，畢竟咱使用的已經是封裝好的板子，如果自己搭建的話可以使用第一種方法，代碼如下：

void delay(unsigned int time){
    unsigned char i, j;
    while(time--){
        i = 15;
        j = 90;
        do
        {
            while (--j);
        } while (--i);
    }
}
void main(){
    delay(10);
    char a = P3_0;
    if (a == 0){
        ;//執行的內容
    }
}

延遲10毫秒後得到的就是一個穩定的電平了。這個抖動時間一般都是5毫秒到10毫秒的樣子，可能有些按鍵的抖動時間更多，那麼就得查看手冊了決定了。

四、按鍵案例

1.按下按鍵點亮一個LED燈

#include <at89x51.h>
void delay(unsigned int time){
    unsigned char i, j;
    while(time--){
        i = 15;
        j = 90;
        do
        {
            while (--j);
        } while (--i);
    }
}
void main(){
    char row;
    while(1){
        delay(15);
        row = P3_1;
        while (row == 0){
            P2_2 = 0;
        }
    }
}

但按下了K1這個按鍵後，就讓P22口控制的LED燈點亮。

這裡還可以擴展，就是當按下後LED亮，再按下後LED滅

#include <at89x51.h>
void delay(unsigned int time){
    unsigned char i, j;
    while(time--){
        i = 15;
        j = 90;
        do
        {
            while (--j);
        } while (--i);
    }
}
void main(){
    char row, x = 0;
    while(1){
        row = P3_1;
        delay(15);
        if (row == 0){
            P2_2 = ~P2_2;
            delay(15);
        }
    }
}

這裡是將P22口進行取反操作然後再將這個取反後的值賦值給P22埠。

2.按鍵模擬二進位

這個其實也是比較簡單，就是按下一個按鍵相當於+1，然後使用LED燈進行顯示值。

#include <at89x51.h>
void delay(unsigned int time){
    unsigned char i, j;
    while(time--){
        i = 15;
        j = 90;
        do
        {
            while (--j);
        } while (--i);
    }
}
void main(){
    char row, x = 0;
    while(1){
        row = P3_1;
        delay(15);
        if (row == 0){
            x++;
            delay(15);
        }
        P2 = ~x;
    }
}

可能會有同學提出一個問題，就是當這個x一直疊加到0xFF後需不需要進行判斷來為x清0？

其實不需要的，因為我的x是char類型只有8個位元組，也就是從0x00一直到0xFF，如果到達了0xFF後再進行只增一那麼就會得到0x100，但是這個1已經超過了範圍了，所以就會被截斷變成0x00。

3.矩形按鍵控制LED燈的亮滅

這裡使用矩形按鍵來進行控制

#include <at89x51.h>
char btnNumber[] = {0x77, 0x7B, 0x7D, 0x7E, 0xB7, 0xBB, 0xBD, 0xBE, 0xD7, 0xDB, 0xDD, 0xDE, 0xE7, 0xEB, 0xED, 0xEE};
void delay(unsigned int time){
    unsigned char i, j;
    while(time--){
        i = 15;
        j = 90;
        do
        {
            while (--j);
        } while (--i);
    }
}
void main(){
    char row, col, x = 0;
    while(1){
        P1 = 0x0F;
        col = P1;
        P1 = 0xF0;
        row = P1;
        delay(10);
        if (col + row == btnNumber[0]){
            P2_0 = ~P2_0;
            delay(10);
        }
        else if (col + row == btnNumber[1]){
            P2_1 = ~P2_1;
            delay(10);
        }
    }
}

總結

按鍵的使用地方還是比較多的，一般是用於用戶對單片機的控制。

這裡要註意，在使用按鍵的時候如果你是使用的是模擬器，那麼就可以不用考慮消抖，如果你是使用硬體環境，那麼就需要考慮一下消抖問題。

03按鍵