一．概述
按键作为人类向单片机传递指令的载体，在单片机控制系统中，占有重要的地位，按键失灵，如同人失聪一样不听使唤，使控制系统陷入失控状态。按结构原理来分，按键有机械按键、薄膜按键、电容式触摸按键和电阻式触摸按键。按接线方式来分，按键分为独立按键和矩阵按键（也叫矩阵键盘）。不同结构原理的按键其扫描过程都不一样。本文只对对机械按键的扫描进行探讨。
机械按键结构简单，价格低廉，使用方便，但是噪音大，特别是在按下和松开的瞬间，会有抖动现象（产生几微妙到几百微妙不等的锯齿脉冲）。抖动的存在使按键虽然只按一次，但在单片机快速的扫描的过程中就会检测到多次按下的信号，让单片机获得不正确的按键信息。所以，在按键扫描里，消抖处理成为按键扫描不可缺少的过程。没有消抖，按键就不听话。
按键消抖分软件消抖和硬件消抖。在单片机系统里，用的较多的是软件消抖。本文不对硬件消抖作讨论。
对于独立按键的扫描，消抖的处理是通过延时来实现；对于矩阵按键的扫描，抖动影响不大，一般不做消抖处理。
二．电路设计
在一个4*4的矩阵键盘里，可以取出任意四个按键作为独立按键使用，所以WSF-51D开发板只设有矩阵键盘，不再设独立按键。如在这个矩阵键盘里，只要把单片机的P3.7脚拉低，S1、S2、S3和S4四个按键就可以作为独立按键使用，对应的按键扫描引脚分别是P3.0、P3.1、P3.2P和3.3。
三．程序设计
1.独立按键扫描程序：
/*****************************************************************
*程序名称：独立按键扫描
*程序功能：按键被按下，相应的指示灯被点亮
*开发工具：WSF-51DB开发板
*****************************************************************/
#include<reg52.h>
//将P3.7拉低，矩阵键盘上的S1、S2、S3、S4便可作为4个独立按键使用
sbit s1=P3^0;//S1按键的扫描线
sbit s2=P3^1;//S2按键的扫描线
sbit s3=P3^2;//S3按键的扫描线
sbit s4=P3^3;//S4按键的扫描线
sbit com=P3^7;//四个独立按键的公共接地端
//延时ms函数：
void Delayms(unsigned int t)
{
unsigned int i,j;
for(i=t;i>0;i--)
for(j=0;j<120;j++);
}
//按键扫描函数：
unsigned char ScanSingleKey()
{
if(s1==0)//如果s1键按下
{
Delayms(20);//延时消抖
if(s1==0)
while(!s1);//等待松手
return 1;//函数返回键值
}
else if(s2==0)//如果s2键按下
{
Delayms(20);//延时消抖
if(s2==0)
while(!s2);//等待松手
return 2;//函数返回键值
}
else if(s3==0)//如果s3键按下
{
Delayms(20);//延时消抖
if(s3==0)
while(!s3);//等待松手
return 3;//函数返回键值
}
else if(s4==0)//如果s4键按下
{
Delayms(20);//延时消抖
if(s4==0)
while(!s4);//等待松手
return 4;//函数返回键值
}
else return 0;//没有键按下返回0
}
//主函数：
int main(void)
{
unsigned char key;
com=0;//将P3.7拉低，S1、S2、S3、S4作为独立按键使用
while(1)
{
key=ScanSingleKey();//扫描按键，获得键值
switch(key)
{
case 1: P2=0xfe;break;//如果s1按下，P2口的第0位指示灯亮
case 2: P2=0xfd;break;//如果s2按下，P2口的第1位指示灯亮
case 3: P2=0xfb;break;//如果s3按下，P2口的第2位指示灯亮
case 4: P2=0xf7;break;//如果s4按下，P2口的第3位指示灯亮
default: ;
}
}
return 0;
}
2.矩阵键盘扫描程序：
/*****************************************************************
*****************************************************************/
#include<reg52.h>
unsigned char code segmcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,
0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71};//共阴极数码管段码
unsigned char code bitcode[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};
//8位共阴极数码管位码
sbit ser=P2^0;//74HC595串行数据输入
sbit oe=P2^1;//74HC595使能
sbit rclk=P2^2;//74HC595数据锁存
sbit srclk=P2^3;//74HC595串行时钟
//延时ms函数：
void Delayms(unsigned int t)
{
unsigned int i,j;
for(i=t;i>0;i--)
for(j=0;j<120;j++);
}
//任意位数码管显示一个字符函数：
void DTDisplayChar(unsigned char segmd,unsigned char bitd )//数码管段码和数码管位码
{
unsigned char i;
unsigned int dat;
oe=1;//74HC595禁止
dat=bitd;
dat=dat<<8|segmd;//位码段码合并为一个int型数据
for(i=0;i<16;i++)//16位数据从高位依次移入74HC595
{
ser=(dat&0x8000)?1:0; //判断最高位，为真取1，为假取0
srclk=1;//上升沿送数据
srclk=0;
dat<<=1;//左移取下一位
}
rclk=1;//74HC595锁存数据
rclk=0;
oe=0;//74HC595使能
}
//4*4矩阵键盘扫描函数:
unsigned char ScanArrayKey(void)//反转扫描法，效率高
{
unsigned char list,line,x,y,keynum;
P3=0x0f;//四行同时拉低，
list=P3;//读回，取得四列的值
P3=0xf0;//四列同时拉低
line=P3;//读回，取得四行的值
if(list==0x0e) x=1;//如果第一列为低电平，设列值为1 （从左往右数）
else if(list==0x0d) x=2;//如果第二列为低电平，设列值为2
else if(list==0x0b) x=3;//如果第三列为低电平，设列值为3
else if(list==0x07) x=4;//如果第四列为低电平，设列值为4
else ;
if(line==0x70) y=0;//如果第一行为低电平，设行值为0（从下往上数）
else if(line==0xb0) y=4;//如果第二行为低电平，设行值为4
else if(line==0xd0) y=8;//如果第三行为低电平，设行值为8
else if(line==0xe0) y=12;//如果第四行为低电平，设行值为12
else ;
keynum=x+y;//键值=列值+行值
return keynum;
}
//主函数:
int main(void)
{
unsigned char num;
while(1)
{
num=ScanArrayKey();//扫描矩阵按键获得键值
DTDisplayChar(segmcode[num/10],0xfe);//显示键值的十位
Delayms(1);
DTDisplayChar(segmcode[num%10],0xfd);//显示键值的各位
Delayms(1);
}
return 0;
}
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