单片机应用技术项目式教程课件：简易密码锁的设计.pptx

单片机应用技术项目式教程—基于Proteus和KeilCSINGLE-CHIPCOMPUTERAPPLICATIONTECHNOLOGY

简易密码锁的设计独立式键盘原理01行列键盘原理02简易密码锁的设计03知识要点05

简易密码锁的设计能够使用C语言实现按键去抖01能够实现独立式按键扫描编程0203能够应用状态机编程04学习要求05实现简易密码锁的设计能够实现行列式按键扫描编程

7.１独立式键盘原理如果应用系统仅需要几个键，则选用独立键盘，一般采用查询方式识别按键的状态。此外，由于按键的机械特性会产生抖动现象，在按键的处理中还要考虑去抖动的问题。独立式键盘可采用如图７.１所示的按键输入电路。按键直接用Ｉ／Ｏ接口线构成单个按键电路。

7.１独立式键盘原理每个独立式按键单独占有一根Ｉ／Ｏ接口线，每根Ｉ／Ｏ接口线的工作状态不影响其他Ｉ／Ｏ接口线的工作状态，属于最简单的一种按键结构。当某一个按键Ｓｎ（ｎ＝０～７）闭合时，Ｐ1.ｎ输入为低电平，释放时Ｐ１.ｎ输入为高电平。按键为输入开关量，所以Ｐ１口事先写入“１”，当无键按下时，Ｐ１.ｎ端由内部上拉电阻上拉为高电平，而有键按下时，Ｐ１.ｎ端与地相连，输入电压值为低电平。若为Ｐ０口，内部无上拉电阻，需外加上拉电阻。

7.１独立式键盘原理实际上，在按下一次Ｓｎ时，机械按键的簧片存在着轻微的弹跳现象，Ｐ１.ｎ的输入波形在键闭合和释放过程中存在抖动现象，呈现一串抖动脉冲波（如图7.２所示），其时间长短与按键的机械特性有关，一般为５～２０ｍｓ。为了确保ＣＰＵ对按键的一次闭合仅做一次处理，必须去除抖动。按键去抖主要有软件去抖和硬件去抖两种方法，目前在单片机应用系统中，主要采用软件去抖方法，本书也只介绍软件去抖方法。

１.按键扫描（不支持连续按下）编程不支持连续按下按键扫描编程的算法如下：

算法说明：１）定义静态局部变量ｋｅｙ＿ｕｐ，表示按键的状态，１时表示弹起状态，这里不能用动态的局部变量，可以使用全局变量。２）在按键弹起状态检测按键是否按下。３）如果按下，延时１０ｍｓ。４）设置为按下状态，检测是否按下。５）如果按下，返回键值（对于独立按键，键值可以自定义），如果没按下，设置为弹起状态。

２.按键扫描（支持连续按下）编程支持连续按下按键扫描编程的算法如下：算法说明：１）检测按键是否按下。２）如果按下，延时１０ｍｓ。３）检测是否按下。４）如果按下，返回键值（对于独立按键，键值可以自定义），如果没按下，返回无效值。对于这两种情况可以混合为一个程序。

３.按键扫描（两种模式合二为一）编程按键扫描（两种模式合二为一）编程的算法如下：ｍｏｄｅ＝１时为支持连续按下，ｍｏｄｅ＝０时为不支持连续按下。

４.应用案例(１）设计要求设计加１、减１功能键各１个。当按加１、减１功能键时，１８７项目７简易密码锁的设计。计数器做加１或减１操作，计数器值送４位ＬＥＤ数码管显示。

(2)仿真原理图仿真原理图如图７.３所示，Ｐ０口接数码管ａ～ｇ段，Ｐ２.０～Ｐ２.３接数码管公共端，数码管为共阳极数码管，Ｐ３.０接“＋”键，Ｐ３.１接“－”键。

（３）软件代码实现代码如下:

7.2行列式键盘原理7.2.1设计原理当按键数较多时，独立式按键电路占用较多的Ｉ／Ｏ接口线，因此通常多采用行列式（也称矩阵式）键盘电路。图７.４表示一个５×５的行列式键盘阵列。键盘中共有２５个键，对每个键都进行编号，键号按从上到下、从左到右的规律，分别为０，１，２，…，２４。在应用系统中，键盘上的按键可按需要定义其功能。

Ｘ０、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４分别代表第０行、第１行、第２行、第３行、第４行。Ｙ０、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４分别代表第０列、第１列、第２列、第３列、第４列。在不需要外接并行扩展芯片的情况下，代表各个行的５根引出线分别和ＣＰＵ的通用Ｉ／Ｏ接口Ｐ１的５个引脚连接（这５个引脚是单向输入，芯片内无上拉电阻，需外加上拉电阻），代表各个列的５根线分别和Ｐ２的５个引脚连接。矩阵键盘工作时首先要确定有无按键按下，其次确定键值、键码，分述如下。

１.有无按键的确认由行线或列线