STC单片机C语言键盘与按键扫描：用户输入与交互式操作，实现人机交互

# 1. STC单片机C语言键盘与按键扫描基础

键盘是人机交互的重要输入设备，在嵌入式系统中广泛应用。STC单片机C语言中提供了丰富的函数库，可以方便地实现键盘扫描和按键处理。本章将介绍STC单片机C语言键盘与按键扫描的基础知识，包括键盘扫描原理、按键消抖和抗干扰技术。

### 1.1 键盘扫描原理

键盘扫描是一种通过读取键盘矩阵上的键值来确定用户按下的按键的技术。常见的键盘扫描方法有两种：矩阵键盘扫描和行列式键盘扫描。矩阵键盘扫描将键盘按键排列成矩阵形式，通过读取每一行的值和每一列的值来确定按键的位置。行列式键盘扫描则将键盘按键排列成行和列，通过读取每一行和每一列的值来确定按键的位置。

# 2. STC单片机C语言按键扫描技术

### 2.1 按键扫描原理与方法

#### 2.1.1 矩阵键盘扫描原理

矩阵键盘是一种常用的按键输入设备，其原理是将多个按键排列成矩阵形式，通过行列扫描的方式来检测按键状态。矩阵键盘的结构如下图所示：

graph LR
subgraph 矩阵键盘
    A1 --> B1
    A1 --> B2
    A1 --> B3
    A2 --> B1
    A2 --> B2
    A2 --> B3
    A3 --> B1
    A3 --> B2
    A3 --> B3
end

其中，A1、A2、A3表示行线，B1、B2、B3表示列线。当某个按键按下时，该按键对应的行线和列线就会导通，从而形成一个闭合回路。通过检测闭合回路，就可以确定按键的状态。

#### 2.1.2 行列式键盘扫描方法

行列式键盘扫描方法是矩阵键盘扫描中最常用的方法。其原理是依次扫描每一行和每一列，检测是否有按键按下。扫描过程如下：

1. 将某一行置为低电平，其他行置为高电平。
2. 检测每一列的状态，如果某列为低电平，则表示该列对应的按键按下。
3. 重复上述步骤，扫描每一行和每一列。

### 2.2 按键消抖与抗干扰技术

#### 2.2.1 按键消抖处理方法

按键消抖是指消除按键按下或释放时产生的抖动现象。抖动现象是由按键内部的机械结构和电气接触不良引起的，会导致按键状态不稳定。常用的按键消抖方法有：

1. **软件消抖：**通过软件程序检测按键状态，当按键状态发生变化时，延迟一段时间再进行处理。
2. **硬件消抖：**使用电容或电阻电容电路对按键信号进行滤波，消除抖动现象。

#### 2.2.2 抗干扰措施

按键扫描过程中，可能会受到外界干扰信号的影响，导致按键状态误判。常用的抗干扰措施有：

1. **软件抗干扰：**通过软件程序对按键信号进行采样和处理，滤除干扰信号。
2. **硬件抗干扰：**使用抗干扰电路，如光耦隔离、共模滤波器等，消除干扰信号。

# 3.1 键盘输入字符显示

#### 3.1.1 键盘字符输入处理

键盘输入字符显示功能是STC单片机C语言键盘应用实践中的一个重要应用场景。实现该功能需要对键盘输入的字符进行处理，包括字符的接收、识别和存储。

**字符接收：**

键盘输入的字符通过串口或并口等方式传输到单片机。对于串口接收，可以使用`UART`相关寄存器和中断进行接收处理；对于并口接收，可以使用`P0`或`P2`端口的输入寄存器进行接收处理。

**字符识别：**

接收到的字符需要进行识别，以确定其对应的ASCII码值。可以使用`switch-case`语句或查表法进行识别。

**字符存储：**

识别后的字符需要存储在变量或数组中，以便后续使用。

#### 3.1.2 字符显示控制

处理完键盘输入的字符后，需要将其显示在LCD或LED等显示设备上。

**LCD显示：**

LCD显示需要使用`LCD`相关寄存器和指令进行控制。可以使用`printf`函数或直接操作寄存器的方式将字符写入LCD。

**LED显示：**

LED显示可以使用`P0`或`P2`端口的输出寄存器进行控制。通过控制LED的亮灭状态，可以显示不同的字符。

### 3.2 键盘控制LED灯闪烁

#### 3.2.1 LED灯闪烁原理

LED灯闪烁是指LED灯以一定的频率周期性地亮灭。实现LED灯闪烁需要使用定时器或软件延时的方式。

**定时器方式：**

使用定时器的方式，可以设置定时器的溢出时间，当定时器溢出时，触发中断，在中断服务程序中控制LED灯的亮灭状态。

**软件延时方式：**

使用软件延时的方式，可以通过循环语句或`delay`函数进行延时。在延时期间，控制LED灯的亮灭状态。

#### 3.2.2 键盘控制LED灯闪烁实现

键盘控制LED灯闪烁功能需要将键盘输入的字符与LED灯的闪烁状态关联起来。

**流程图：**

graph LR
subgraph 键盘输入处理
    A[键盘输入] --