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独立按键控制LED灯.pdf

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项目五独立按键控制 LED 灯

1. 掌握独立按键消抖原理

2. 掌握独立按键接口电路设计

3. 掌握独立按键控制 LED灯的程序编写

1. 设计独立按键控制 LED的硬件电路

2. 编写程序分别实现按下按键 1 和按键 2，LED灯闪烁方式不同

3. 下载程序到单片机中，运行程序观察结果并进行软硬件的联合调试

键盘是常见的计算机输入设备，在单片机应用中，按键可以设置电子钟的时间；简易

计算器中，按键可以输入数字；按键还可以实现单片机中两个不同功能程序切换。本项目要

求两个按键分别实现 LDE灯的不同闪烁方式，按键 1 按下时，8 个 LED灯从右向左依次点亮，

按键 2 按下时， 8 个 LED灯从左向右依次点亮。

本项目只需 2 个按键实现 LED灯闪烁方式控制，因此按键接口电路设计成独立按键。

独立按键即每个按键直接与单片机 I/O 端口连接，当按键按下和弹开时，单片机 I/O 端口呈

现不同的电平。独立按键接口电路可以设计成当按键按下时，单片机 I/O 端口为高电平或者

低电平，读者可以根据自己的需求自行设计。单片机应用中的独立按键多是机械弹性开关，

在按键按下和弹开时，由于按键的机械特性，有抖动产生。消除抖动有硬件方式和软件方式，

软件方式就是编程读取 I/O 端口电平时，产生一个 5ms～10ms延时后，再次读取 I/O 端口电

平，以确认按键是否按下或弹开。

1. 独立按键与矩阵按键

键盘是实现人机交互的重要计算机输入设备 , 其中按键按照结构原理可

分为两类 , 一类是触点式开关按键 , 如机械式开关、导电橡胶式开关等；另一类是

无触点式开关按键，如电气式按键，磁感应按键等。按键按照接口原理可分为编

码键盘和非编码键盘，编码键盘是用硬件来实现对键的识别，非编码键盘由软件

来实现按键的识别。非编码键盘按连接方式可分为独立按键和矩阵按键。

独立按键特点是每个按键占用一条 I/O 线，当按键数量较多时， I/O 口

利用率不高，但程序编制简单，适合所需按键较少的场合。矩阵按键特点是电路

连接复杂，软件编程较复杂，但 I/O 口利用率高，适合需要大量按键的场合。下

图为常见独立按键和矩阵按键接口电路。

图独立按键接口电路与矩阵按键接口电路

上图四个按键（常开触点开关） S1，S2，S3，S4 分别与单片机的四个

I/O 端口连接。当按键没有按下时，四个 I/O 端口的电压为高电平；当按键按下

时，电源与电阻、按键构成闭合回路，四个 I/O 端口的电压拉为低电平。四个电

阻为外部上拉电路，它们的作用是拉升外部端口的电压，如果单片机的 I/O 端口

有内部上拉电阻的话，此处可以忽略，但编程时需注意读 I/O 端口时，应先给端

口赋高电平，避免误读端口。矩阵按键接口电路在项目六中讲解。

2. 按键消抖

通常的按键所用的开关为机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时，由

于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时

也不会一下子断开。如下图所示，按键抖动时间一般为 5ms～10ms。

因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动，为了不产生这种现象

而作的措施就是按键消抖。

按键消抖方式有硬件消抖和软件消抖。硬件消抖在按键数目较少时使用，

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