第一節 按鍵的基本知識

按鍵按照結構原理可分為兩類，一類是觸點式開關按鍵，如機械式開關、導電橡膠式開關燈；另一類是無觸點式開關按鍵，如電氣式按鍵，磁感應按鍵等。前者造價低，后者壽命長。目前，微機系統中最常見的是觸點式開關按鍵。

在單片機應用系統中，除了復位按鍵有專門的復位電路及專一的復位功能外，其他按鍵都是以開關狀態來設置控制功能或輸入數據的。當所設置的功能鍵或數字鍵按下時，計算機應用系統應完成該按鍵所設定的功能，按鍵信息輸入時與軟件結構密切相關的過程。

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

按鍵通常使用機械觸點式按鍵開關，其主要功能式把機械上的通斷轉換為電氣上的邏輯關系。也就是說，它能提供標準的TTL邏輯電平，以便于通用數字系統的邏輯電平相容。機械式按鍵再按下或釋放時，由于機械彈性作用的影響，通常伴隨有一定的時間觸點機械抖動，然后其觸點才穩定下來。

抖動時間的長短與開關的機械特性有關，一般為5~10ms。在觸點抖動期間檢測按鍵的通與斷，可能導致判斷出錯，即按鍵一次按下或釋放錯誤的被認為是多次操作，這種情況是不允許出現的。為了克服按鍵觸點機械抖動所致的檢測誤判，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觸發器等，這些電路元件可以濾除按鍵的電氣噪音，提供更穩定的電平信號。

單片機控制系統中，如果只需要幾個功能鍵，此時，可采用獨立式按鍵結構。獨立按鍵式直接用I/O口構成的單個按鍵電路，其特點式每個按鍵單獨占用一根I/O口，每個按鍵的工作不會影響其他I/O口的狀態。獨立式按鍵電路配置靈活，軟件結構簡單，但每個按鍵必須占用一個I/O口，因此，在按鍵較多時，I/O口浪費較大，不宜采用。

獨立按鍵的軟件常采用查詢式結構。先逐位查詢與I/O口的輸入狀態，如某一根I/O口輸入為低電平，則可確認該I/O口所對應的按鍵已按下，然后，再轉向該鍵的功能處理程序。

單片機按鍵一般通過配備上拉電阻來實現輸入端高低電平的切換。

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

第二節 硬件解讀

從圖中我們可以看出，藍橋杯物聯網開發板上面有2個可編程按鍵，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 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:表示用戶標簽，可修改IO口名稱，比如可寫入KEY，把IO口名稱變為KEY；

第四節 MDK代碼

結合上圖，可以看出需要20ms的消抖時間。所以按鍵的模板代碼如下：

不要忘記在.h文件中聲明哦：

最后我們在while中讀取按鍵，就可以啦：

第五節 實驗現象

注意：

1，請用USB線連接電腦與開發板。

2，請選擇A開發板。

現象：

1，按下按鍵ASW1，AL1翻轉一次。

2，按下按鍵ASW2，AL2翻轉一次。

來源：撞上電子微信公眾號

版權：東莞市東城墨竹公子電子工作室

日期：2024.11.03

第六節 課后作業

按下按鍵ASW1，AL3翻轉。