单片机是一种微型计算机,通过它我们可以实现各种功能。其中,与按键相关的功能非常常见。当我们按下按键时,单片机要对按键产生的电平信号进行识别,这也就需要我们知道按键实际上会给单片机什么电平信号。
按键是一个开关,按下时会使两个引脚短接,也就是让它们的电位相等。此时,单片机会检测到一个电位,这个电位要么是高电位(也就是VCC电源电位),要么是低电位(也就是GND电源电位),具体由按键连接的上拉或下拉电阻决定。如果按键连接的是上拉电阻,当按键未按下时,引脚的电位是高电平;而当按下时,引脚的电位是低电平。如果按键连接的是下拉电阻,未按下时引脚电位是低电平,按下时则是高电平。
在使用按键时,我们需要根据不同的电路实现上拉或者下拉。俗话说得好:有电阻则下拉,无电阻则上拉。简单来说,如果单片机的输入引脚没有外接电阻,就需要用上拉电阻使引脚电位在不接触外部电源的情况下,保持高电平。如果单片机的输入引脚没有外接电阻,就需要用下拉电阻使引脚电位在不接触外部电源的情况下,保持低电平。
更具体来说,上拉电阻是将输入引脚向正电源(VCC)方向上拉的电阻,它主要起到了限制输入信号电流和保证信号电平的稳定性的作用。下拉电阻则是将输入引脚向负电源(GND)方向下拉的电阻,其作用与上拉电阻类似。
为了更好地识别按键的电平信号,我们可以在单片机输入引脚额外连接一个硬件电路,以便更好地保持输入信号电平的稳定性。
其中比较常见的是RC电路。RC电路的基本原理是通过给电路中的电容充电或放电来实现电平的稳定,这样可以避免当按键被按下的瞬间,人体的静电对电平造成的影响。 RC电路还可以防止按键的抖动现象,从而使单片机能够更加准确地识别按键的信号。