1.5 独立按键实验

学习目标：掌握按键输入检测、消抖处理，实现按键控制 LED 点亮/熄灭。

实验原理

独立按键电路

独立按键一端接 I/O 口，另一端接地（低电平有效）。未按下时 I/O 被内部上拉电阻拉高（读 1），按下时接地（读 0）。

VCC
 │
[R 上拉 10K]
 │
 ├─── P3.0 (读按键状态)
 │
[按键]
 │
GND

51 单片机 P3 口内部有上拉电阻，可省略外部上拉；P1 口也需内部上拉。若用 P0 口则必须外接上拉电阻。

按键抖动

机械按键按下/释放瞬间，触点会因弹跳产生抖动（约 5~20ms），导致电平不稳定：

按下瞬间：
 ┌─┐ ┌─┐
 │ │ │ │   ← 抖动（弹跳）
─┘ └─┘ └───────── 稳定低电平

消抖方法（软件）：

1. 检测到按键按下
2. 延时约 10ms（跳过抖动期）
3. 再次检测确认仍按下
4. 确认有效，执行处理

程序设计

单按键控制 LED

/****************************************************
 * 实验名称：独立按键控制 LED
 * 功能：按下按键 LED 点亮，松开熄灭
 ****************************************************/
#include <reg51.h>

sbit KEY = P3^0;    // 按键接 P3.0
sbit LED = P1^0;    // LED 接 P1.0

void delay(unsigned int ms)
{
    unsigned int i, j;
    for (i = ms; i > 0; i--)
        for (j = 120; j > 0; j--);
}

void main(void)
{
    while (1)
    {
        if (KEY == 0)       // 检测到按下
        {
            delay(10);      // 延时消抖
            if (KEY == 0)   // 确认仍按下
            {
                LED = 0;    // 点亮 LED
                while (KEY == 0); // 等待松开（防重复触发）
            }
        }
        else
        {
            LED = 1;        // 松开熄灭
        }
    }
}

按键翻转 LED（每按一次翻转一次）

/****************************************************
 * 实验名称：按键翻转 LED
 * 功能：每按一次按键，LED 状态翻转一次
 ****************************************************/
#include <reg51.h>

sbit KEY = P3^0;
sbit LED = P1^0;

void delay(unsigned int ms)
{
    unsigned int i, j;
    for (i = ms; i > 0; i--)
        for (j = 120; j > 0; j--);
}

void main(void)
{
    while (1)
    {
        if (KEY == 0)
        {
            delay(10);          // 消抖
            if (KEY == 0)
            {
                while (KEY == 0); // 等待松开
                delay(10);       // 松开消抖
                LED = ~LED;      // 翻转状态
            }
        }
    }
}

关键知识点

知识点	说明
上拉电阻	保证未按下时 I/O 为高电平
低电平有效	按下接地，读 0
软件消抖	延时后二次确认，消除机械抖动
等待松开	while(KEY==0) 防止一次按下触发多次

消抖流程对比

无消抖：按下 → 立即响应 → 可能触发多次（抖动误判）
有消抖：按下 → 延时10ms → 确认 → 响应一次

常见问题

Q1：按键没反应？

• 检查按键是否接对引脚
• 检查上拉电阻是否接好（P0 口必须外接上拉）

Q2：按一次触发多次？

• 抖动未消除，加延时消抖
• 缺少"等待松开"逻辑

Q3：按键电平反了？

• 检查按键是接 VCC 还是 GND
• 若接 VCC（高电平有效），判断条件改为 if(KEY==1)

实验任务

1. 用按键控制 LED 亮灭（按住亮、松开灭）
2. 每按一次 LED 翻转一次
3. 扩展：4 个按键分别控制 4 颗 LED

考核点 / 验收标准

考核项	验收标准	分值
按键电路	按键输入电路连接正确（上拉 + 接地）	25
消抖处理	正确实现软件消抖，按键响应稳定	30
按键控制	实现按键控制 LED 亮灭或翻转	30
扩展能力	能用 4 个按键分别控制 4 颗 LED	15

实操要求：现场演示按键翻转 LED，验证单次触发无抖动误判。