Proteus仿真：行列式键盘

实现目标

使用两部扫描法，若有键按下，返回按下键的位置；若无键按下，返回0xff。每10ms定时检测一次按键，使用定时器中断实现定时。

Proteus仿真图

C51代码

#include <REG52.H>      /* special function register declarations */
#include <intrins.h>

#define byte unsigned char
#define uchar unsigned char
#define word unsigned int
#define uint unsigned int
#define ulong unsigned long
#define BYTE    unsigned char
#define WORD    unsigned int

#define TRUE  1
#define FALSE 0

void initUart(void);/*初始化串口*/
void time(unsigned int ucMs);//延时单位：ms

#define KEY_PORT  P1 /*按键接在KEY_PORT口*/
uchar key_Value=0xff;    /*存放键值*/
uchar keyscan(void);/**扫描按键函数－2步判别扫描法 **/
void Key_process(void);/*键值处理程序*/

/******** main 函数 *********/
void main (void) {  

    initUart(); /* 初始化串口 */
    
    TMOD=0x10; /* 设置定时器1为工作方式1 */       
    TH1=-10000>>8;TL1=-10000 % 256;/* 定时器1每10000计数脉冲发生1次中断,12MHz晶振，定时时间10000us */
    TCON=0x40; /* 内部脉冲计数 */
    IE=0x88;   /*打开定时器中断*/  
    key_Value=0xff;
    do {
        /* 如果key_Value!=0xff 说明有键按下 那么就可以根据此时的key_Value使用key_process函数判断是哪一个按键被按下 并输出 */
        if (key_Value!=0xff) Key_process();
    }while(TRUE);
}

/******* 定时器/计数器1中断服务程序 ***/
void timer1int(void) interrupt 3
{   
/******* 每10ms产生一次中断 每次中断进行键盘扫描 ***/
    EA=0;/* 关总中断 */
    TR1=0;/*停止计数*/  
    TH1=-10000>>8;TL1=-10000 % 256;/* 定时器1每10000计数脉冲发生1次中断,12MHz晶振，定时时间10000us */
    TR1=1;/*启动计数*/
    key_Value= keyscan();
    EA=1;/* 开总中断 */
}
/*****扫描按键函数－2步判别扫描法 *****/
uchar keyscan(void)/**扫描按键函数－2步判别扫描法 **/
{
uchar readkey, rereadkey;
uchar x_temp,y_temp;
    
    KEY_PORT=0x0f; /*向P1输出电平 0000 1111 也就是列为低电平 行为高电平 注：这个得看具体连线*/
    x_temp= KEY_PORT & 0x0f; /*读取P1的电平情况 并取后四位 得到所有行的电平情况*/
    if (x_temp==0x0f) return(0xff); /*如果所有行无按键按下，说明都为高电平，此时P1电平情况为 0000 111 退出*/

     /*上一步没有退出 说明有按键按下 那么就该进行列扫描*/
    KEY_PORT=0xf0; /*P1输出 所有行为低电平 所有列为高电平*/
    y_temp= KEY_PORT & 0xf0; /*获取P1端口所有列的电平情况*/
    readkey = x_temp | y_temp;  /*两者相或*/

     /*为防止键的抖动处理 需要进行第二次判断 若两次判断一样 则确定键按下*/

    time(10);   /*延时10ms后再测按键*/
    
    KEY_PORT=0x0f;
    x_temp= KEY_PORT & 0x0f;
    if (x_temp==0x0f) return(0xff); /*无按键，退出*/
    KEY_PORT=0xf0;
    y_temp= KEY_PORT & 0xf0;
    rereadkey= x_temp + y_temp;
    
    if  (readkey == rereadkey) { /*2次一致*/
        return(~rereadkey);
    }

    return(0xff);
}
void Key_process(void)/*键值处理程序*/
{
    switch (key_Value){ /*根据中断源分支*/
    /* 按第2行键 */
        case 0x11:
            printf ("Key(R1,C1) is pressed\n");
            /* 可在此处插入该按键的处理程序 */
        break;
        case 0x21:
            printf ("Key(R1,C2) is pressed\n");
            /* 可在此处插入该按键的处理程序 */
        break;
        case 0x41:
            printf ("Key(R1,C3) is pressed\n");
            /* 可在此处插入该按键的处理程序 */
        break;
        case 0x81:
            printf ("Key(R1,C4) is pressed\n");
            /* 可在此处插入该按键的处理程序 */
        break;
    /* 按第2行键 */
        case 0x12:
            printf ("Key(R2,C1) is pressed\n");
            /* 可在此处插入该按键的处理程序 */
        break;
        case 0x22:
            printf ("Key(R2,C2) is pressed\n");
            /* 可在此处插入该按键的处理程序 */
        break;
        case 0x42:
            printf ("Key(R2,C3) is pressed\n");
            /* 可在此处插入该按键的处理程序 */
        break;
        case 0x82:
            printf ("Key(R2,C4) is pressed\n");
            /* 可在此处插入该按键的处理程序 */
        break;
    /* 按第3行键 */
        case 0x14:
            printf ("Key(R3,C1) is pressed\n");
            /* 可在此处插入该按键的处理程序 */
        break;
        case 0x24:
            printf ("Key(R3,C2) is pressed\n");
            /* 可在此处插入该按键的处理程序 */
        break;
        case 0x44:
            printf ("Key(R3,C3) is pressed\n");
            /* 可在此处插入该按键的处理程序 */
        break;
        case 0x84:
            printf ("Key(R3,C4) is pressed\n");
            /* 可在此处插入该按键的处理程序 */
        break;
    /* 按第4行键 */
        case 0x18:
            printf ("Key(R4,C1) is pressed\n");
            /* 可在此处插入该按键的处理程序 */
        break;
        case 0x28:
            printf ("Key(R4,C2) is pressed\n");
            /* 可在此处插入该按键的处理程序 */
        break;
        case 0x48:
            printf ("Key(R4,C3) is pressed\n");
            /* 可在此处插入该按键的处理程序 */
        break;
        case 0x88:
            printf ("Key(R4,C4) is pressed\n");
            /* 可在此处插入该按键的处理程序 */
        break;
        default:break;
    }
}
/********** 初始化串口波特率 ************/
void initUart(void)/*初始化串口波特率，使用定时器2*/
{
/* Setup the serial port for 9600 baud at 11.0592MHz */
    SCON = 0x50;  //串口工作在方式1
    RCAP2H=(65536-(3456/96))>>8;
    RCAP2L=(65536-(3456/96))%256;
    T2CON=0x34;
    TI  = 1;     /* 置位TI*/
}
/*********** 延时单位：ms *******************/
void time(unsigned int ucMs)//延时单位：ms
{
    unsigned char j;    
    while(ucMs>0){
        for(j=0;j<10;j++) delay_100us();
        ucMs--;
    }
}

笔记

思路：

• 为了判断具体是哪一个键被按下，使用了行列两次扫描
• 首先 让所有的列输出低电平 所有行输出为高电平 即P1输出0000 1111 （列接的是高四位 行接的是第四位）
• 然后再识别P1低四位即所有行的电平情况
• 若有一行的按键被按下 那么有一行的电平就为0
• 假设P1.2那行有按键被按下 那么识别到P1的电平情况就是 0000 1011 即 0b（使用变量x_temp=0b）
• 如果没有按键按下 那么就不需要进行列扫描了
• 上述情况若检测到行有按键按下
• 那么就进行列扫描：让所有列输出高电平 行输出低电平 即 1111 0000
• 然后识别P1高四位的电平情况
• 若其中有一列中的按键被按下 假设是P1.6那一列有按键被按下
• 那么识别到此时P1=1011 0000 即 b0（使用变量y_temp=b0）
• 然后 x_temp与y_temp相或 得到 bb
• 再取反 得到 0x44（十六进制）
• 然后我们可以理解为 当获得的key_value=44时 那么就是第三行第三列的按键被按下
• 同理 其他的按键对应的key_value也可以被求出

那么为什么第一次扫描完后，10ms后还要再进行扫描一次呢？
答：这是因为存在键位抖动，因为在按下键的那一刹那，有一个不稳定的电平，也就是电位抖动，必须要通过软件或硬件的方法去消除。这里是通过软件的方法消除的。如果没有第二次扫描，那么只按一次键，程序会识别出按下了多次键。如果10ms后，扫描到还是这个键，那么才会确定键被按下。防止抖动带来的bug

运行结果

说明

参考课本：单片机原理与嵌入式系统设计