(1)实验平台：普中51单片机开发板-A2&A3&A4
前几章介绍的都是 IO 口输出的使用， 这一章我们通过独立按键实验来介绍IO 口作为输入的使用。 开发板上板载 4 个独立按键。 本章所要实现的功能是：通过开发板上的独立按键 K1 控制 D1 指示灯亮灭。 学习本章可以参考前面的实验章节内容。 本章分为如下几部分内容：
[13.1 按键介绍](#13.1 按键介绍)
[13.2 硬件设计](#13.2 硬件设计)
[13.3 软件设计](#13.3 软件设计)
[13.4 实验现象](#13.4 实验现象)
13.1 按键介绍
按键是一种电子开关， 使用时轻轻按开关按钮就可使开关接通， 当松开手时,开关断开。 开发板上使用的按键及内部简易图如下图所示：
按键管脚两端距离长的表示默认是导通状态， 距离短的默认是断开状态， 如果按键按下， 初始导通状态变为断开， 初始断开状态变为导通。
通常的按键所用开关为机械弹性开关,当机械触点断开、 闭合时， 电压信号如下图所示：
由于机械点的弹性作用， 按键开关在闭合时不会马上稳定的接通， 在断开时也不会一下子断开， 因而在闭合和断开的瞬间均伴随着一连串的抖动。 抖动时间的长短由按键的机械特性决定的， 一般为 5ms 到 10ms。 按键稳定闭合时间的长短则由操作人员的按键动作决定的， 一般为零点几秒至数秒。 按键抖动会引起按键被误读多次。 为了确保 CPU 对按键的一次闭合仅作一次处理， 必须进行消抖。
按键消抖有两种方式， 一种是硬件消抖， 另一种是软件消抖。 为了使电路更加简单， 通常采用软件消抖。 我们开发板也是采用软件消抖， 一般来说一个简单的按键消抖就是先读取按键的状态， 如果得到按键按下之后， 延时 10ms， 再次读取按键的状态， 如果按键还是按下状态， 那么说明按键已经按下。 其中延时10ms 就是软件消抖处理， 至于硬件消抖， 大家可以百度了解下， 网上都有非常详细的介绍。 这里给大家列出单片机常用的软件去抖动方法：
1， 先设置 IO 口为高电平（由于开发板 IO 都有上拉电阻， 所以默认 IO 为高电平） 。
2， 读取 IO 口电平确认是否有按键按下。
3， 如有 IO 电平为低电平后， 延时几个毫秒。
4， 再读取该 IO 电平， 如果仍然为低电平， 说明按键按下。
5， 执行按键控制程序。
独立按键电路构成是由各个按键的一个管脚连接在一起接地， 按键其他引脚分别接到单片机 IO 口。
我们知道单片机的 IO 口既可作为输出也可作为输入使用， 当检测按键时用的是它的输入功能， 独立按键的一端接地， 另一端与单片机的 I/O 口相连， 开始时先给该 IO 口赋一高电平， 然后让单片机不断地检测该 I/O 口是否变为低电平， 当按键闭合时， 即相当于该 I/O 口通过按键与地相连， 变成低电平， 程序一旦检测到 I/O 口变为低电平则说明按键被按下， 然后执行相应的指令。
13.2 硬件设计
本实验使用到硬件资源如下：
（1） LED 模块中 D1 指示灯
（2） K1 按键
LED 模块电路在前面章节都介绍过， 这里就不多说， 开发板上的独立按键模块电路如下图所示：
从上图中可以看出， 4 个独立按键的控制管脚连接到 51 单片机的 P3.0-P3.3脚上。 其中 K1 连接在 P3.1 上， K2 连接在 P3.0 上， K3 连接在 P3.2 上， K4 连接在 P3.3 上。 4 个按键另一端全部连接在 GND， 当按键按下后， 对应 IO 口即为低电平。
13.3 软件设计
本章所要实现的功能是： 通过开发板上的独立按键 K1 控制 D1 指示灯亮灭。
我们打开"\4--实验程序\1--基础实验\8-独立按键实验" 工程， 控制代码全部都在 main.c 中， 代码如下：
cpp
/**************************************************************************************
深圳市普中科技有限公司（PRECHIN 普中）
技术支持：www.prechin.net
PRECHIN
普中
实验名称：独立按键实验
接线说明：
实验现象：下载程序后，按下"独立按键"模块中K1键，控制D1指示灯亮灭
注意事项：
***************************************************************************************/
#include "reg52.h"
typedef unsigned int u16; //对系统默认数据类型进行重定义
typedef unsigned char u8;
//定义独立按键控制脚
sbit KEY1=P3^1;
sbit KEY2=P3^0;
sbit KEY3=P3^2;
sbit KEY4=P3^3;
//定义LED1控制脚
sbit LED1=P2^0;
//使用宏定义独立按键按下的键值
#define KEY1_PRESS 1
#define KEY2_PRESS 2
#define KEY3_PRESS 3
#define KEY4_PRESS 4
#define KEY_UNPRESS 0
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : delay_10us
* 函数功能 : 延时函数，ten_us=1时，大约延时10us
* 输 入 : ten_us
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void delay_10us(u16 ten_us)
{
while(ten_us--);
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : key_scan
* 函数功能 : 检测独立按键是否按下，按下则返回对应键值
* 输 入 : mode=0：单次扫描按键
mode=1：连续扫描按键
* 输 出 : KEY1_PRESS：K1按下
KEY2_PRESS：K2按下
KEY3_PRESS：K3按下
KEY4_PRESS：K4按下
KEY_UNPRESS：未有按键按下
*******************************************************************************/
u8 key_scan(u8 mode)
{
static u8 key=1;
if(mode)key=1;//连续扫描按键
if(key==1&&(KEY1==0||KEY2==0||KEY3==0||KEY4==0))//任意按键按下
{
delay_10us(1000);//消抖
key=0;
if(KEY1==0)
return KEY1_PRESS;
else if(KEY2==0)
return KEY2_PRESS;
else if(KEY3==0)
return KEY3_PRESS;
else if(KEY4==0)
return KEY4_PRESS;
}
else if(KEY1==1&&KEY2==1&&KEY3==1&&KEY4==1) //无按键按下
{
key=1;
}
return KEY_UNPRESS;
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : main
* 函数功能 : 主函数
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void main()
{
u8 key=0;
while(1)
{
key=key_scan(0);
if(key==KEY1_PRESS)//检测按键K1是否按下
LED1=!LED1;//LED1状态翻转
}
}key_scan 函数带一个形参 mode， 该参数用来设定是否连续扫描按键， 如果mode 为 0， 只能操作一次按键， 只有当按键松开后才能触发下次的扫描， 这样做的好处是可以防止按下一次出现多次触发的情况。 如果 mode 为 1， 函数是支持连续扫描的， 即使按键未松开， 在函数内部有 if(mode==1)这条判断语句， 因此 key 始终是等于 1 的， 所以可以连续扫描按键， 当按下某个按键， 会一直返回这 个按键的键值， 这样做的好处是可以很方便实现连按操作。 函数内的delay_10us(1000)即为软件消抖处理， 通常延时 10ms 即可。
key_scan 函数还带有一个返回值， 如果未有按键按下， 返回值即为KEY_UNPRESS， 否则返回值即为对应按键的键值， 如 KEY1_PRESS、 KEY2_PRESS、KEY3_PRESS、 KEY4_PRESS， 这都是程序开头定义好的宏， 方便大家理解和使用。函数内定义了一个 static 变量 key， 相当于全局变量， 所以该函数不是一个可重入函数。 还有一点要注意的就是该函数按键的扫描是有优先级的， 因为函数内用了 if...else if...else 格式， 所以最先扫描处理的按键是 KEY1， 其次是KEY2， 然后是 KEY3， 最后是 KEY4。 如果需要将其优先级设置一样， 那么可以全部用 if 语句。
main 函数中主要就是调用 key_scan 函数用于检测按键， 此时传入的 mode值为 0， 表示单次扫描按键， 然后将扫描按键的值保存在变量 key 中， 最后通过if 判断语句控制 LED1 状态。
13.4 实验现象
使用 USB 线将开发板和电脑连接成功后（电脑能识别开发板上 CH340 串口） ，把编译后产生的.hex 文件烧入到芯片内， 实现现象如下： 当按下 K1 键， D1 指示灯亮， 再按下 K1 键， D1 指示灯灭， 如此循环。