第一節(jié) 按鍵的基本知識(shí)

按鍵按照結(jié)構(gòu)原理可分為兩類，一類是觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵，如機(jī)械式開關(guān)、導(dǎo)電橡膠式開關(guān)燈；另一類是無觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵，如電氣式按鍵，磁感應(yīng)按鍵等。前者造價(jià)低，后者壽命長(zhǎng)。目前，微機(jī)系統(tǒng)中最常見的是觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵。

在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，除了復(fù)位按鍵有專門的復(fù)位電路及專一的復(fù)位功能外，其他按鍵都是以開關(guān)狀態(tài)來設(shè)置控制功能或輸入數(shù)據(jù)的。當(dāng)所設(shè)置的功能鍵或數(shù)字鍵按下時(shí)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)完成該按鍵所設(shè)定的功能，按鍵信息輸入時(shí)與軟件結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的過程。

對(duì)于一組按鍵或一個(gè)鍵盤，總有一個(gè)接口電路與MCU相連。MCU可以采用查詢或中斷方式了解有無將按鍵輸入，并檢查是哪一個(gè)按鍵按下，將該鍵號(hào)送入程序，然后通過指令轉(zhuǎn)入執(zhí)行該鍵的功能程序，執(zhí)行完成后再返回主程序。

按鍵通常使用機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵開關(guān)，其主要功能式把機(jī)械上的通斷轉(zhuǎn)換為電氣上的邏輯關(guān)系。也就是說，它能提供標(biāo)準(zhǔn)的TTL邏輯電平，以便于通用數(shù)字系統(tǒng)的邏輯電平相容。機(jī)械式按鍵再按下或釋放時(shí)，由于機(jī)械彈性作用的影響，通常伴隨有一定的時(shí)間觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)，然后其觸點(diǎn)才穩(wěn)定下來。

抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為5~10ms。在觸點(diǎn)抖動(dòng)期間檢測(cè)按鍵的通與斷，可能導(dǎo)致判斷出錯(cuò)，即按鍵一次按下或釋放錯(cuò)誤的被認(rèn)為是多次操作，這種情況是不允許出現(xiàn)的。為了克服按鍵觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)所致的檢測(cè)誤判，必須采取消抖措施。硬件的消抖方案有很多種：在按鍵引腳與微控制器之間添加外部電路元件，如電容、電阻或Schmitt觸發(fā)器等，這些電路元件可以濾除按鍵的電氣噪音，提供更穩(wěn)定的電平信號(hào)。

單片機(jī)控制系統(tǒng)中，如果只需要幾個(gè)功能鍵，此時(shí)，可采用獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu)。獨(dú)立按鍵式直接用I/O口構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，其特點(diǎn)式每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根I/O口，每個(gè)按鍵的工作不會(huì)影響其他I/O口的狀態(tài)。獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但每個(gè)按鍵必須占用一個(gè)I/O口，因此，在按鍵較多時(shí)，I/O口浪費(fèi)較大，不宜采用。

獨(dú)立按鍵的軟件常采用查詢式結(jié)構(gòu)。先逐位查詢與I/O口的輸入狀態(tài)，如某一根I/O口輸入為低電平，則可確認(rèn)該I/O口所對(duì)應(yīng)的按鍵已按下，然后，再轉(zhuǎn)向該鍵的功能處理程序。

單片機(jī)按鍵一般通過配備上拉電阻來實(shí)現(xiàn)輸入端高低電平的切換。

4條輸入線接到單片機(jī)的IO口上，當(dāng)按鍵K1按下時(shí)，+5V通過電阻R1然后再通過按鍵K1最終進(jìn)入GND形成一條通路，那么這條線路的全部電壓都加到了R1這個(gè)電阻上，KeyIn1這個(gè)引腳就是個(gè)低電平。當(dāng)松開按鍵后，線路斷開，就不會(huì)有電流通過，那么KeyIn1和+5V就應(yīng)該是等電位，是一個(gè)高電平。我們就可以通過KeyIn1這個(gè)IO口的高低電平來判斷是否有按鍵按下。

第二節(jié) 硬件解讀

從圖中我們可以看出，藍(lán)橋杯物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)板上面有2個(gè)可編程按鍵，分別連接到PA8和PB8。如果PA8是高電平，就證明按鍵沒有被按下，反之則被按下。

第三節(jié) CubeMX配置

第一步：配置PA8和PB8為輸入模式，如下：

第二步：配置GPIO為上拉，并配置用戶標(biāo)簽，如下圖，

其中：具體配置信息如下：

GPIO mode：表示輸入模式，固定可為輸入模式(Input mode)；

GPIO Pull-up/Pull-down：表示是否上下拉，可配置為上拉(Pull-up)或者下拉(Pull-down)或不上拉也不下拉(No Pull-up and no Pull-down)；

User Label:表示用戶標(biāo)簽，可修改IO口名稱，比如可寫入KEY，把IO口名稱變?yōu)镵EY；

第四節(jié) MDK代碼

結(jié)合上圖，可以看出需要20ms的消抖時(shí)間。所以按鍵的模板代碼如下：

不要忘記在.h文件中聲明哦：

最后我們?cè)趙hile中讀取按鍵，就可以啦：

第五節(jié) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

注意：

1，請(qǐng)用USB線連接電腦與開發(fā)板。

2，請(qǐng)選擇A開發(fā)板。

現(xiàn)象：

1，按下按鍵ASW1，AL1翻轉(zhuǎn)一次。

2，按下按鍵ASW2，AL2翻轉(zhuǎn)一次。

來源：撞上電子微信公眾號(hào)

版權(quán)：東莞市東城墨竹公子電子工作室

日期：2024.11.03

第六節(jié) 課后作業(yè)

按下按鍵ASW1，AL3翻轉(zhuǎn)。