按键及数码管显示实验

按键及数码管显示
一、实验目的
按键是单片机常用的输入设备，操作人员可以通过按键输入指令和数据。在使用按键
是单片机要正确识别按键是否被按下和按下的次数等状态，才能正确执行相关操作。本实
验要实现对按键状态的正确检测并显示相关内容。本实验的知识要点：
1．复习显示、延时等程序，延时程序在按键程序中的使用。
2．掌握查表、I/O 口状态的判断及按键去抖动的处理方法。
二、实验预备知识
1．单片机输入端口的处理
按键用于向单片机输入信号，因此按键所接的I/O 口工作于输入状态。单片机的I/O
要作为输入端使用，必须先把该端口置“1”，否则会导致输入实效，甚至损坏单片机I/O
口。
2．按键去抖动
按键是操作人员向单片机系统输入指令的基本元件，在单片机、计算机系统中广泛使
用。机械式按键靠机械触点的接触与断开产生信号，在单片机系统中广泛应用，本实验中
采用的就是机械式按键。如下图所示，由于机械式按键在接通和断开时会产生抖动现象，
因此在按一次按键时会产生多个脉冲信号。如果不进行任何处理，则按一次按键，会使单
片机认为按了多次按键，从而产生错误的结果。

a 理想波形 b 实际的按键波形
图3-3 按键闭和、断开时的波形
要使单片机正确识别按键的信息就必须进行去抖动处理。去抖动要进行软件和硬件的
处理，图3-1 中的电容C1~C4 并联在按键两端，是一种简单的硬件去抖动措施，用单稳态
电路可以得到更好的去抖动效果。在实际运用中，光靠硬件去抖动很难满足要求，还需通
过软件进行处理。
软件去抖动处理一般采用延时和边沿检测两种方法，延时去抖动程序实例如下：

LOOP： JB P1.0 ，$ ；P1.0 接按键，如果按键没有按下。
LCALL DELAY ；检测到低电平延时一段时间再检测，调延时程序。
JB P1.0 ，LOOP ；如果还是低电平，确认按键按下，否则返回重新检测。
；执行按键按下后应执行的程序。
……
在该程序中，通过延时避开按键在闭合瞬间的抖动现象。在该方式中，延时时间的长
短是去抖动效果的关键因素，延时时间太短则会出现按一次执行多次操作的现象，延时时
间长则会导致有时快速按按键无效的情况。
2．查表程序
查表是单片机常用的一种数据处理方式，查表指令有固定的格式，具体如下：
① 建立数表
把被查的数据按特定顺序和一定的格式写在一起，并在数表前写一个标号。数表一般
放置在程序的结束处，如果不放置在程序结束处，则在程序中必须用跳转指令跳过数表。
数表的具体例子见实验程序中的数表TAB。
② 把数表的首地址赋给数据指针DPTR。
③ 把需查表的数据赋给累加器A
④ 执行查表指令MOVC A ，@A+DPTR，查表结果在累加器A 中。
另外，还可以用MOVC A ，@A+PC 查表。
三、实验内容
1．硬件连接
本实验仍然使用按键显示模块，连接方法与前面实验相同。
2．程序补充并调试
以下程序是用按键控制显示，每按一下，显示的内容加1，从0 开始，加到9 后又回
到0，循环显示。程序空缺部分根据注释文字和程序功能由实验者添加，后运行该程序，
直到达到要求为止。程序如下：
ORG 0000H
SJMP MAIN
；程序从0030H 单元存放
MAIN： MOV R0 , #00H
CLR P3.5
LOOP： ；把数表的首地址赋给DPTR
MOV A , R0
MOVC A , @A+DPTR ；查段码表
MOV P0 , A
TEST： JB P1.1 , $ ；判断按键是否按下
LCALL DELAY
JB P1.1 , TEST
；R0 的内容加1

CJNER0 , #10 , NEXT ；判断R0 的内容是否到10
MOV R0 , #00H ；R0 清零
NEXT： ；无条件跳转到LOOP 处
DELAY：MOV R4 , #01H
DEL1： MOV R3,#200
DEL2：MOV R2,#123
DEL3：DJNZ R2,DEL3
DJNZ R3,DEL2
DJNZ R4,DEL1
RET
TAB：DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H，92H，82H，0F8H，80H
DB 90H，88H，83H，0C6H，0A1H，86H，8EH
END
3．修改程序
在调试好程序后，修改程序，要求每按下一次按键，显示内容加1，实现显示0~F。
四、思考题
1．R0 在程序中起何作用？
2．如何提高按键检测程序的可靠性？
3．单片机I/O 口作为输入口使用时，为什么先必须置“1”？
五、扩展内容
1．编写程序，实现每按一次案件显示内容加2，显示范围0~F。
2．根据按键电路，按键在按下时会产生下降沿，而按键弹起时会产生上升沿，用检
测按键按下和弹起时的下降沿河上升沿的方法检测按键会更可靠。编写程序，用这种方法
检测按键是否按下。
……
SETB P1.0 ；把P1.0 置1 作为输入端。