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单片机独立式按键和矩阵式按键电路设计

单片机独立式按键和矩阵式按键电路设计-常用的按键电路有两种形式,独立式按键和矩阵式按键,独立式按键比较简单,它们各自与独立的输入线相连接。

独立按键

常用的按键电路有两种方式,独立式按键和矩阵式按键,独立式按键比较简略,它们各自与独立的输入线相连接,如图 8-6 所示。

单片机独立式按键和矩阵式按键电路规划

图 8-6 独立式按键原理图

4 条输入线接到单片机的 IO 口上,当按键 K1 按下时,+5V 通过电阻 R1 然后再通过按键 K1 终究进入 GND 构成一条通路,那么这条线路的悉数电压都加到了 R1 这个电阻上,KeyIn1 这个引脚便是个低电平。当松开按键后,线路断开,就不会有电流通过,那么 KeyIn1和+5V 就应该是等电位,是一个高电平。咱们就能够通过 KeyIn1 这个 IO 口的凹凸电平来判别是否有按键按下。

这个电路中按键的原理咱们清楚了,可是实际上在咱们的单片机 IO 口内部,也有一个上拉电阻的存在。咱们的按键是接到了 P2 口上,P2 口上电默许是准双向 IO 口,咱们来简略了解一下这个准双向 IO 口的电路,如图 8-7 所示。

单片机独立式按键和矩阵式按键电路规划

图 8-7 准双向 IO 口结构图

首要阐明一点,便是咱们现在绝大多数单片机的 IO 口都是运用 MOS 管而非三极管,但用在这儿的 MOS 管其原理和三极管是相同的,因而在这儿我用三极管代替它来进行原了解说,把前面讲过的三极管的常识搬过来,一切都是适用的,有助于了解。

图 8-7 方框内的电路都是指单片机内部部分,方框外的便是咱们外接的上拉电阻和按键。这个当地咱们要注意一下,便是当咱们要读取外部按键信号的时分,单片机有必要先给该引脚写“1”,也便是高电平,这样咱们才干正确读取到外部按键信号,咱们来剖析一下缘由。

当内部输出是高电平,通过一个反向器变成低电平,NPN 三极管不会导通,那么单片机IO 口从内部来看,因为上拉电阻 R 的存在,所以是一个高电平。当外部没有按键按下将电平拉低的话,VCC 也是+5V,它们之间尽管有 2 个电阻,可是没有压差,就不会有电流,线上一切的方位都是高电平,这个时分咱们就能够正常读取到按键的状况了。

当内部输出是个低电平,通过一个反相器变成高电平,NPN 三极管导通,那么单片机的内部 IO 口便是个低电平,这个时分,外部尽管也有上拉电阻的存在,可是两个电阻是并联联系,不论按键是否按下,单片机的 IO 口上输入到单片机内部的状况都是低电平,咱们就无法正常读取到按键的状况了。

这个和水流其实很相似的,内部和外部,只需有一边是低电位,那么电流就会顺流而下,因为只要上拉电阻,下边没有电阻分压,直接到 GND 上了,所以不论别的一边是高仍是低,那电平必定便是低电平了。

从上面的剖析就能够得出一个定论,这种具有上拉的准双向 IO 口,假如要正常读取外部信号的状况,有必要首要得确保自己内部输出的是 1,假如内部输出 0,则不管外部信号是 1仍是 0,这个引脚读进来的都是 0。

矩阵按键

在某一个体系规划中,假如需求运用许多的按键时,做成独立按键会很多占用 IO 口,因而咱们引入了矩阵按键的规划。如图 8-8 所示,是咱们的 KST-51 开发板上的矩阵按键电路原理图,运用 8 个 IO 口来完成了 16 个按键。

单片机独立式按键和矩阵式按键电路规划

图 8-8 矩阵按键原理图

假如独立按键了解了,矩阵按键也不难了解,那么咱们一起来剖析一下。图 8-8 中,一共有 4 组按键,咱们只看其间一组,如图 8-9 所示。咱们仔细看一下,假如 KeyOut1 输出一个低电平,KeyOut1 就适当所以 GND,是否适当于 4 个独立按键呢。当然这时分 KeyOut2、KeyOut3、KeyOut4 都有必要输出高电平,它们都输出高电平才干确保与它们相连的三路按键不会对这一路发生搅扰,咱们能够对照两张原理图剖析一下。

单片机独立式按键和矩阵式按键电路规划

图 8-9 矩阵按键变独立按键示意图
责任编辑;zl

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