1、独立按键控制系统LED灯项目五 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
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5ms10ms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
3、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,
4、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5ms10ms。因而在闭合及断开
5、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,常用硬件消抖电路有RS触发器和并联电容,如下图所示。 如果按键较多,常用软件方法消抖。其方法是检测按键是否按下,如按键按下,执行一个延时程序5ms10ms,让前沿抖动消失后再一次检测按键状态,如果仍保持按下,则确认为真正有按键按下。当检测到按键释放后,也执行一个5ms10ms的延时,待后沿抖动消失后转入该按键的处理程序。这种按键消抖占用CPU资源,采用定时器中断软件消抖效果要好些。1.绘制本项目电路图2.准备焊接器材序号电路组成元件名称规格或参数数量1最小系统电
6、阻10K2个2排阻10K1个3电解电容10uF1个4瓷片电容30pF2个5晶振12MHz1个6发光二极管3mm黄色1个7洞洞板5*7cm1块8紧锁座40PIC1个9常开触点开关6*6*5微动开关1个10拨动开关3脚2档1个11USB插座A母1个12焊接工具焊烙铁5W外热1把13焊锡丝0.8mm若干14斜口钳尺寸51把15外围电路发光二极管3mm黄色8个16常开触点开关6*6*5微动开关2个17限流电阻2208个3.根据电路图进行焊接参考视频资料4.编写本项目程序#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned in
7、t#define LED P2sbit Key1=P10;sbit Key2=P11;void Display1();void Display2();void delay(uint t);void main(void) P1=0xff; P2=0xff; while(1) if(Key1=0) delay(10); if(Key1=0) Display1(); while(Key1=0); if(Key2=0) delay(10); if(Key2=0) Display2(); while(Key2=0); void Display1() uint i,temp; temp=0xfe; LED
8、=temp; for(i=0;i8;i+) temp=_crol_(temp,1); LED=temp; delay(100); void Display2() uchar i,temp; temp=0x7f; LED=temp; for(i=0;i0;i-);#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define LED P2sbit Key1=P10;sbit Key2=P11;void Display1();void Display2();void delay(uint t);void main(void) uchar KeyNum; P1=0xff; P2=0xff; while(1) if(Key1=0) delay(10); if(Key1=0) KeyNum=1; 5.程序下载并进行软硬件调试 参考视频资料
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