1.键盘工作原理及消抖
通过按键的接通与断开，产生两种相反的逻辑状态：低电平“0”与高电平“1”。 由于键位未按下，输出为高电平；键位按下，输出为低电平，如图5.1所示。因此，可以通过检测输出线上电平的高/低来判断键位是否按下。如果检测到为高电平，说明键位没有按下；如果检测到为低电平，则说明该线路上对应的键位已按下。
图5.1 键盘开关及波形
按键时，无论按下键位还是放开键位都会产生抖动，按下键位时产生的抖动称为前沿抖动，松开键位时产生的抖动称为后沿抖动。如果对抖动不做处理，必然会出现按一次键输入多次，为确保按一次键只确认一次，必须消除按键抖动。消除按键抖动通常有两种方法：硬件消抖和软件消抖。
硬件消抖是通过在按键输出电路上加上一定的硬件线路来消除抖动，一般采用RS触发器或单稳态电路。如图5.2所示，经过图中的RS触发器消除抖动后，输出端的信号就变为标准的矩形波了。
软件消抖是利用延时来跳过抖动过程，当判断有键按下时，先执行一段大于10 ms的延时程序后再去判断按下的键位是哪一个，从而消除前沿抖动的影响。对于后沿抖动，只需要在接收一个键位后，经过一定时间再去检测有无按键，这样就自然跳过后沿抖动时间而消除后沿抖动了，键盘处理过程大多采用软件消抖的方式。
2.独立式键盘及其接口
独立式键盘是最简单的键盘结构形式，每个按键的电路都是独立的，每个按键占用一根I/O线，相互之间没有影响，按键识别（编程）简单；但占用较多的线，适合8键以下使用。按键与8051的连接电路如图5.3所示。
3.矩阵式键盘及其接口
矩阵式键盘又叫行列式键盘。用I/O接口线组成行、列结构，键位设置在行、列的交点上。例如4×4的行、列结构可组成16个键的键盘，比一个键位用一根I/O接口线的独立式键盘少了一半的I/O接口线，而且键位越多，优势就越明显。因此，在按键数目较多时，往往采用矩阵式键盘。4×4行列结构，可安装16个按键，形成一个键盘，如图5.4所示：列线：P1.4～P1.7；行线：P1.0～P1.3。
图5.2 硬件消除抖动
在单片机应用系统中，扫描键盘只是CPU的工作任务之一。在某一时刻只让一条列线处于低电平，其余列线均处于高电平，则当这一列有键按下时，该键所在的行电平将会由高电平变为低电平，可判定该列相应的行有键按下。当第0列处于低电平时，逐行查找是否有行线变低，若有，则第0列与该行的交叉点按键按下；若无，则表示第 0列无键按下，再让下一列处在低电平，以此循环，这种方式称为键盘扫描，如图5.5所示。
图5.3 按键与8051的连接电路(www.xing528.com)
图5.4 矩阵式键盘及其接口电路
图5.5 键盘扫描子程序流程
4.键盘的工作方式
在实际应用中，要想做到既能及时相应键操作，又不过多地占用CPU的工作时间，就要根据应用系统中CPU的忙闲情况选择适当的键盘工作方式。对于检测键盘上有无键按下通常采用三种方式：随机扫描工作方式、定时扫描工作方式和中断扫描工作方式。
1）随机扫描工作方式
在随机扫描方式中，CPU完成某特定任务后，即执行键盘扫描程序，以确定键盘有无按键输入，然后根据按键功能转去执行相应的操作。在执行键盘按键规定的功能中不理睬键盘输入。
2）定时扫描工作方式
定时扫描工作方式就是每隔一段时间对键盘扫描一次，它利用单片机内部的定时器产生一定时间（例如10 ms）的定时，当定时时间到就产生定时器溢出中断。CPU响应中断后对键盘进行扫描，并在有键按下时识别出该键，再执行该键的功能程序。
3）中断扫描工作方式
为提高CPU工作效率，可采用中断扫描工作方式。其工作过程如下：当无键按下时，CPU处理自己的工作，当有键按下时，产生中断请求，CPU转去执行键盘扫描子程序，并识别键号。
【例5.1】4×4矩阵式键盘接口电路如图5.4所示，完成相应键盘扫描程序。
C语言源程序如下：
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