单片机第二课——按键控制LED#普中单片机

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        上一次我们学习了如何点亮LED，但这种办法点亮的LED是不可控的。你是否思考过如何让LED的亮灭能在我们的掌控中呢？今天，我们就来学习按键，按键操控LED是一个简单易上手的方式！

所需材料清单：

软件：Keil uVision5（这是程序编写软件）

        stc－isp（这是一个烧录软件）

硬件：普中单片机开发板

        USB数据线（用于供电和编程）

ONE：按键原理

结构组成：

        机械按键通常由一个活动的金属弹片或导电橡胶、一个固定的金属接触点（或导电垫片）以及一个外壳组成。如图1.1。

图1.1

工作原理：

        当按键未被按下时，活动金属弹片与固定接触点之间是断开的，电路处于断开状态，没有信号输出。当按键被按下时，活动金属弹片与固定接触点接触，电路闭合，形成电流回路，产生信号输出，如向微控制器发送一个低电平信号。释放按键后，弹片弹回原位，电路再次断开，信号消失。

（如果理解不了的就暂时理解成按键按下及开关开时按键置0，按键松开及开关关时按键置1）

按键原理图：

        根据普中科技单片机开发版原理图（图1.2），我们可以看到 按键K1到K4分别对应着引脚P3.1到P3.3(K2对应着引脚P3.0)。

图1.2

按键抖动：

图1.3

        如图1.3，按键抖动是指在按下或释放按钮时，由于机械元件的特性，导致开关频繁打开和关闭，产生短暂的波动信号。这种现象通常发生在机械弹性开关中，因为当机械触点断开或闭合时，由于触点的弹性作用，开关不会马上稳定地接通或断开，而是会在闭合及断开的瞬间伴随有一连串的抖动，通常我们使用软件消抖来解决按键抖动。

按键消抖：

消抖原理：检测到按键按下后，执行一个延时（通常为5ms～20ms），让抖动消失后再检测按键状态，如果仍保持闭合状态电平，则确认为真正有键按下。

方法1：延时函数消抖

步骤1：打开 stc－isp

步骤2：找到软件延时计算器

步骤3：并按图设置配置，生成 c代码，然后复制代码。注意系统频率需选择11.0592MHz，8051指令集需选择STC-Y1（STC-Y1对应STC89/STC90系列的单片机，如使用其他类型的单片机则应选择好对应的指令集）

步骤4：将原代码做如下更改，使得改延时函数变成万用的（想延时多久只需在更改数字）

void Delay(unsigned char xms)	//@11.0592MHz
{
	unsigned char data i, j;
	while(xms)      //注意这里的更改             
	{
		i = 2;
		j = 239;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
		xms--;                        
	}

步骤5：使用以下代码实现延时函数消抖

void Delay(unsigned char xms)	//@11.0592MHz
{
	unsigned char data i, j;
	while(xms)
	{
		i = 2;
		j = 239;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
		xms--;
	}
}if(P3_1==0)    				//P3.0,P3.1,P3.2,P3.3
	{
		Delay(20);
		while(P3_1==0);		//P3.0,P3.1,P3.2,P3.3
		Delay(20);
	}

Delay（20），此处的20表示使用Delay函数延时20毫秒，若想延时25毫秒只需更改数字，如Delay（25）。

做到这里就完成了使用按键的代码编写。

方法2：定时器消抖

        按键采用中断驱动方式，当按键按下后触发按键中断，在按键中断中开启一个定时器，定时周期为20ms，当定时时间到了以后触发定时器中断，在定时器中断处理函数中读取按键的值，如果按键值还是按下状态，则表示这是一次有效的按键。（定时器在往后的文章中会提及，此处为了解即可）

TWO:按键控制LED灯

1.首先新建工程（不知道的请回单片机第一课的文章）

2.按键控制LED亮灭

（1）无消抖：

#include <REGX52.H>
void main()
{
	while(1)
	{
		if(P3_1==0)       //当按键k1按下
		{
			P2_1=0;//led1亮
		}
		else		        //当按键k1按下
		{
			P2_0=1;//led1灭
		}
	}
}

 这段代码通过设置P3.1端口电平来控制P2.1端口的电平,来控制LED的亮灭。当按键K1被按下时P3.0端口 为0，LED灯亮 ，松开手时P3.0端口为1，LED灯灭。

效果展示：

（2）消抖：

#include <REGX52.H>
void Delay(unsigned char xms)	//@11.0592MHz
{
	unsigned char data i, j;
	while(xms)	
{
		i = 2;
		j = 239;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
		xms--;
	}

void main()
{
	while(1)
	{
		if(P3_1==0)//按键k1按下
		{
			Delay(20);
			while(P3_1==0);
			Delay(20);
			P2_1=~P2_1;//led1状态取反
		}
	}
}

这段代码中当按键K1按下1次后（即按下后又松开）Led灯常亮，当按键再次按下后LED灭。只按下不松开LED无反应。

对比：

通过这两段代码，我们发现当不使用按键消抖时，按下按键即为开，松开按键即为关。当我们使用按键消抖时按一次按键（即按下后又松开）为开，再按一次按键（即按下后又松开）为关。

3.LED闪烁

#include <REGX52.H>
void Delay(unsigned char xms)	//@11.0592MHz
{
	unsigned char data i, j;
	while(xms)
	{
		i = 2;
		j = 239;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
		xms--;
	}
void main()
{
	while(1)
	{
		if(P3_1==0)//按键k1按下
		{
			Delay(250);
			P2_1=~P2_1;//led1状态取反
		}
	}
}

这段代码中我们发现当按下按键时，LED灯闪烁 ，松开按键时不再有变化 。

4.按键控制led移位/流水灯

（1）led移位

#include <REGX52.H>
void Delay(unsigned int xms);

unsigned char LEDNum;

void main()
{
	P2=~0x01;				//上电默认LED1点亮
	while(1)
	{
		if(P3_1==0)			//如果K1按键按下
		{
			Delay(20);
			while(P3_1==0);
			Delay(20);
			
			LEDNum++;		//LEDNum自增
			if(LEDNum>=8)	//限制LEDNum自增范围
				LEDNum=0;
			P2=~(0x01<<LEDNum);	//LED的第LEDNum位点亮
		}
		if(P3_0==0)			//如果K2按键按下
		{
			Delay(20);
			while(P3_0==0);
			Delay(20);
			
			if(LEDNum==0)	//LEDNum减到0后变为7
				LEDNum=7;
			else			//LEDNum未减到0，自减
				LEDNum--;
			P2=~(0x01<<LEDNum);	//LED的第LEDNum位点亮
		}
	}
}

void Delay(unsigned int xms)
{
	unsigned char i, j;
	while(xms--)
	{
		i = 2;
		j = 239;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
	}
}

这段代码中，我们将LED流水灯拆分为一步一步，并且通过两个按键 ，实现LED灯移位的方向 ，从而显示为 led 的移位。（按键消抖）。

（2）led流水灯

#include <REGX52.H>
void Delay(unsigned int xms);

unsigned char LEDNum;

void main()
{
	P2=~0x01;				//上电默认LED1点亮
	while(1)
	{
		if(P3_1==0)			//如果K1按键按下
		{

			Delay(100);
			
			LEDNum++;		//LEDNum自增
			if(LEDNum>=8)	//限制LEDNum自增范围
				LEDNum=0;
			P2=~(0x01<<LEDNum);	//LED的第LEDNum位点亮
		}
		if(P3_0==0)			//如果K2按键按下
		{

			Delay(100);
			
			if(LEDNum==0)	//LEDNum减到0后变为7
				LEDNum=7;
			else			//LEDNum未减到0，自减
				LEDNum--;
			P2=~(0x01<<LEDNum);	//LED的第LEDNum位点亮
		}
	}
}

void Delay(unsigned int xms)
{
	unsigned char i, j;
	while(xms--)
	{
		i = 2;
		j = 239;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
	}
}

这段代码中我们没有使用按键消抖，我们发现当我们一直按下按键时，LED灯一直移位，形成流水灯现象 。

总结

在技术的世界里，每一步的探索都是对未知的挑战，每一次的成功都是对自我的超越。今天，我们通过单片机点亮LED的教程，不仅学习了一项技能，更是点燃了对电子世界的热爱。让我们一起回顾这次旅程，并激励自己继续在技术的道路上不断前行。

按键及所谓的开关，通过使用按键消抖和无按键消抖，我们发现按键有很多种用法。那么你又能想到哪种新奇的现象？那快用代码来实现吧 ！

LL工作室第四篇文章，感谢大家的支持！（作者：小布）

若文章有出现纰漏还请大佬指正（因为我还是小菜鸡,嘻嘻~多多包涵呀）

作者：LL工作室