【51单片机系列】独立按键介绍
本文是关于独立按键的介绍及使用。首先介绍了按键，包括什么是按键及使用按键时如何实现软件消抖。然后使用proteus仿真实现独立按键控制LED指示灯的操作。
之前的LED、蜂鸣器、数码管中IO口都是作为输出使用，这里通过独立按键实验介绍IO口作为输入的使用。
一、按键介绍
按键是一种电子开关，使用时按开关按钮就可使开关接通，当松开手时，开关断开。简单的按键及内部简易图如下：
按键管脚两端距离长的表示默认是导通状态，距离短的默认是断开状态。
如果按键按下，初始导通状态变为断开，初始断开状态变为导通。
通常的按键使用的开关为机械弹性开关，当机械触电断开、闭合时，电压信号如下所示：
由于机械点的弹性作用，按键开关在闭合时不会马上稳定的接通，在断开时也不会一下子断开。因而在闭合和断开的瞬间均伴随着一连串的抖动。抖动时间的长短由按键的机械特性决定，一般为5ms到10ms。
按键稳定闭合时间的长短由操作人员的按键动作决定，一般为零点几秒至数秒。按键抖动会引起按键被误读多次。为了确保CPU对按键的依次闭合仅作一次处理，必须及时进行消抖。
按键消抖有两种方式，一种是硬件消抖，另一种是软件消抖。为了使电路更加简单，通常采用软件消抖。
软件消抖一般来说一个简单的按键消抖就是先读取按键的状态，如果得到按键按下之后，延时10ms，再次读取按键状态，如果按键还是按下状态，那么说明按键已经按下。其中的延时10ms就是软件消抖处理。
常用的软件去抖动方法：
- 先设置IO口为高电平，由于开发板IO有上拉电阻，默认IO为高电平；
- 读取IO口电平确认是否有按键按下；
- 如果有IO电平为低电平后，延时几个毫秒；
- 再读取该IO电平，如果仍为低电平，说明按键按下；
- 执行相应按键的程序；
键盘分为编码键盘和非编码键盘。键盘上闭合键的识别由专用的硬件编码器实现，并产生键编码号或键值的称为编码键盘，如计算机键盘。靠软件编程来识别的键盘称为非编码键盘。
单片机系统中，用的较多的是非编码键盘。非编码键盘又分为独立键盘和行列式键盘(即常说的矩阵键盘)。
二、独立按键检测原理
独立按键电路构成是由各个按键的一个管脚连接在一起接地，按键其它引脚分别接到单片机IO口。
单片机的IO口既可作为输出也可作为输入使用，当检测按键时用的是它的输入功能，独立按键的一端接地，另一端与单片机的某个IO口相连，开始时先给IO口赋一高电平，然后让单片机不断检测该IO口是否变为低电平，当按键闭合时，相当于该IO口通过按键与地相连，变成低电平，程序一旦检测到IO口变为低电平则说明按键被按下，然后执行相应的指令。
三、硬件设计
要实现的功能是：通过开发板上的独立按键控制LED指示灯亮灭。使用到的硬件资源如下：
- LED指示灯
- K1按键
proteus中仿真如下：
从电路中可以知道，该电路是独立的，4个独立按键的控制管脚直接连接到单片机的P3^0 ~ P3^3 IO口上。
要想单片机能够检测按键是否按下，需要通过单片机管脚来控制独立按键。
四、软件设计
实现代码如下：
/*
实现功能：使用独立按键控制指示灯的亮灭
[2023-12-06] zoya
*/
#include "reg52.h"
typedef unsigned int u16;
sbit KEY1 = P3^0; // 独立按键
#define GPIO_LED P2 // 指示灯
// 延时函数，i=1延时10us
void delay(u16 i)
{
while(i--);
}
// 独立按键处理函数
void keypros()
{
if(0 == KEY1){ // 2. 读取IO口是否为低电平确认按键是否按下
delay(1000); // 3. 延时10ms
if(0 == KEY1) { // 4. 在读取IO口判断是否为低电平，如果仍然是低电平，说明按键按下
GPIO_LED = ~GPIO_LED; // 5. 执行按键按下的操作
}
while(!KEY1); // 6. 稳定闭合期间保持按键操作
}
}
void main()
{
KEY1 = 1; // 1. 先设置IO口为高电平
GPIO_LED = 0xFF; // 默认指示灯为不亮状态
while(1)
{
keypros();
}
}
仿真结果：
