单片机C51程序设计：键盘输入从入门到精通，让你的单片机与人交互

# 1. 键盘输入基础**

**1.1 键盘输入原理**

键盘输入是一种通过按键触发电信号，传递给单片机的过程。键盘上的每个按键都对应一个特定的键值，当按键按下时，会闭合相应的电路，产生一个低电平信号。单片机通过检测这个低电平信号，识别出被按下的按键。

**1.2 键盘接口电路**

单片机与键盘的连接需要通过键盘接口电路。常见的键盘接口电路有两种：并行接口和串行接口。并行接口使用多条数据线连接键盘上的所有按键，而串行接口使用单条数据线和时钟线与键盘通信。

# 2. C51键盘输入编程

### 2.1 键盘扫描程序

键盘扫描程序是C51键盘输入编程的基础，其目的是检测键盘上的按键状态。键盘扫描程序通常采用循环扫描的方式，即依次读取每个按键的输入状态。

void keyboard_scan(void) {
    unsigned char key_status;

    for (int i = 0; i < KEYBOARD_ROWS; i++) {
        // 将行i置为低电平
        KEYBOARD_ROW_PORT &= ~(1 << i);

        // 读取列状态
        key_status = KEYBOARD_COL_PORT;

        // 处理按键状态
        for (int j = 0; j < KEYBOARD_COLS; j++) {
            if (key_status & (1 << j)) {
                // 按键按下
                handle_key_press(i, j);
            } else {
                // 按键松开
                handle_key_release(i, j);
            }
        }

        // 将行i恢复为高电平
        KEYBOARD_ROW_PORT |= (1 << i);
    }
}

**逻辑分析：**

* 循环遍历键盘的行和列，依次读取每个按键的状态。
* 当某行的某个列读取到低电平时，表示该按键被按下。
* 当某行的某个列读取到高电平时，表示该按键被松开。
* `handle_key_press`和`handle_key_release`函数分别处理按键按下和松开事件。

**参数说明：**

* `KEYBOARD_ROWS`：键盘的行数
* `KEYBOARD_COLS`：键盘的列数
* `KEYBOARD_ROW_PORT`：键盘行端口
* `KEYBOARD_COL_PORT`：键盘列端口

### 2.2 按键去抖处理

按键去抖处理是消除按键按下的瞬间产生的抖动，防止误触发。常用的去抖方法是软件去抖，即在读取按键状态时，连续读取多次，如果多次读取结果一致，则认为按键状态稳定。

void debounce_key(unsigned char row, unsigned char col) {
    unsigned char key_status;

    // 连续读取按键状态10次
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        key_status = KEYBOARD_COL_PORT & (1 << col);
    }

    // 如果10次读取结果一致，则认为按键状态稳定
    if (key_status == (1 << col)) {
        // 按键按下
        handle_key_press(row, col);
    } else {
        // 按键松开
        handle_key_release(row, col);
    }
}

**逻辑分析：**

* 连续读取按键状态10次，如果10次读取结果一致，则认为按键状态稳定。
* 如果按键状态稳定，则根据按键状态调用`handle_key_press`或`handle_key_release`函数处理按键事件。

**参数说明：**

* `row`：按键所在的行
* `col`：按键所在的列

### 2.3 按键值获取和处理

按键值获取和处理是将按键的物理位置转换为应用程序可用的值。常用的方法是查表法，即根据按键所在的行和列查找对应的按键值。

unsigned char get_key_value(unsigned char row, unsigned char col) {
    const unsigned char key_table[KEYBOARD_ROWS][KEYBOARD_COLS] = {
        {'1', '2', '3'},
        {'4', '5', '6'},
        {'7', '8', '9'},
        {'*', '0', '#'}
    };

    return key_table[row][col];
}

**逻辑分析：**

* 根据按键所在的行和列，从查表中获取对应的按键值。

**参数说明：**

* `row`：按键所在的行
* `col`：按键所在的列

**代码块2：按键值获取和处理**

void handle_key_press(unsigned char row, unsigned char col) {
    unsigned char key_value = get_key_value(row, col);

    // 根据按键值处理按键事件
    switch (key_value) {
        case '1':
            // 处理数字1
            break;
        case '2':
            // 处理数字2
            break;
        ...
        default:
            // 处理其他按键
            break;
    }
}

**逻辑分析：**

* 根据按键值调用不同的函数处理按键事件。

**参数说明：**

* `row`：按键所在的行
* `col`：按键所在的列

# 3.1 数字输入和显示

**数字输入**

数字输入是键盘输入最基本的应用，它允许用户输入数字值。数字输入可以通过键盘上的数字键或数字小键盘实现。

**数字显示**

输入的数字值需要在显示器上显示出来，以便用户确认输入。数字显示可以使用七段数码管、LCD显示屏或其他显示设备。

**代码示例**

#include <reg51.h>

void main() {
    unsigned char key;

    while (1) {
        key = get_key();  // 获取按键值
        if (key >= '0' &&