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本文围绕51单片机开发中的独立按键控制技术展开，系统讲解其硬件结构、电平检测原理与C51编程实现方法。文章从开发板独立按键的物理构造与电路连接入手，剖析按键按下与松开时的电平变化规律，并结合单片机I/O口寄存器操作原理，阐释如何通过代码读取按键状态。
目录
一、独立按键相关内容
二、C51 数据运算与基本语句
一、独立按键相关内容
本节要讲的是独立按键。在开发板上，独立按键位于左下角标注 “独立键盘” 处，是四个黑色的按键，右边是 4*4 的矩阵键盘，将在后续讲解，本节仅聚焦于这四个按键。
本章（P3）要实现的代码功能如下：
其一，K1 控制第一个 LED 的亮灭，按下时 LED 亮，松开时熄灭；
其二，K1 控制第一个 LED，按下时无操作，松手时控制 LED 状态取反，即按一下亮，再按一下灭；其三，按一下 K1，实现 8 个 LED 进行二进制递增显示；
其四，按 K1 时，第一个 LED 产生移位，按 K2 时 LED 向右移，按 K1 时向左移。
下面先介绍按键。开发板上使用的是四个角的轻触按键，其相当于电子开关，按下时接通，松开时断开。内部由金属弹片实现通断。按键有四个引脚，为了解其连接方式，可将按键拆开，内部主要有底座、鼓起来的金属弹片（按下变平，松手恢复）、按键头和金属盖。进一步破拆下面部分，能看出相同一边的两个引脚内部由金属片完全连接，无论是否按下都导通，且向外伸出接触点。金属弹片在中间，松手时不接触，按下时弹片被压扁，使三个接触点连接。即按下时 4 个引脚全部连接，松手时两边分别连接，中间断开。
接着看开发板原理图中键盘的连接方式。独立按键在原理图右下角，只画了两个引脚，按下连接，松开断开。
左边有四个按键，其公共一端都接到 GND（电源负极），另一端引出四个编号 。这些编号连接到 MCU ，即一端接 GND，另一端接 I/O 口。
单片机上电时，所有 I/O 口默认是高电平，若按键未按下，I/O 口保持高电平；按下则变为低电平。
单片机的寄存器可向 I/O 口写值，也能检测 I/O 口电平并读回寄存器。通过读取寄存器的值，若为高电平（1）表示按键松开，若为低电平（0）则表示按键按下。
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下面进行工程演示。新建工程，点击 “Project”，选择保存位置并新建文件夹 “3 - 1 独立按键控制 LED 亮灭”，起工程名，选择器件 AT89C52，添加一个.c 文件。
先写出上节点亮 LED 的代码，添加头文件和主函数，上节点亮 LED 代码为 “P2 = 0xfe”，其中 “0x” 是十六进制前缀，“fe” 转化为二进制是最低位为 0，其他位为 1。
勾选生成 HEX 文件
将 tab 缩进调成 4 个
编译无错误无警告后下载代码，可看到 LED 点亮，这是通过控制寄存器实现的。
寄存器 8 个为一组，直接操作 P2 需同时给 8 位赋值，若只想操作最低位，可利用头文件中的位寄存器。添加 “” 头文件，操作 “P2_0”（表示 P2 的最低位），赋值 “P2_0 = 0” 可点亮 LED，赋值 “P2_0 = 1” （非0即1，给2也是1）则熄灭。
第一个按键控制功能的实现：按下点亮，松开熄灭。利用 C 语言的 if 语句，K1 连接在 P31 口，若 “P31 == 0”（判断相等），表示按键按下，执行点亮 LED 的代码；若 “P31 != 0”，表示按键松开，执行熄灭 LED 的代码。需注意，if 语句要放在 while 循环里，否则代码可能只执行一遍，无法实现预期功能。
完整代码如下：
#includevoid main(){while(1){if(P3_1==0 || P3_0==0) //如果K1按键或K2按键按下{P2_0=0; //LED1输出0，点亮}else{P2_0=1; //LED1输出1，熄灭}}}二、C51 数据运算与基本语句
C51 是 C 语言在 51 单片机上的应用，其中的数据运算和基本语句是单片机编程常用的干货内容。上节介绍了进制转换和 C51 数据类型，数据类型像小盒子用来装数据，如整型只能装整数，有符号整型可装负数但表示范围有一半用于表示负数，无符号整型只能装正整数。
数据运算可分为四类：
- 算术运算：包括加减乘除和取余。加减乘除与常规数学运算类似，但整数除法会丢失小数部分。例如 “int a = 5, b = 2, c; c = a /b;” 执行后，c 的值为 2。取余运算符用于获取除法运算中的余数，如 “c = 5 % 2;” 执行后，c 的值为 1。取余运算可用于判断一个数能否被另一个数整除，若 “123 % 10 == 0”，则 123 能被 10 整除，否则不能。赋值运算符 “=” 是将右边的结果赋给左边的变量，不能用于解方程。
- 判断运算：判断运算符包括 “==”（等于）、“>”（大于）、“>=”（大于等于）、“ 1” 和 “2 >= 1” 的判断条件都成立。
- 逻辑运算：基本逻辑运算有与（&&）、或（||）、非（!）。例如 “if (P3_1 == 0 && P3_0 == 0)” 表示 K1 和 K2 同时按下时执行相应操作；若改为 “if (P3_1 == 0 || P3_0 == 0)”，则只要 K1 或 K2 任意一个按下就会执行操作。
- 位运算：在单片机中应用广泛，包括按位左移（>）、按位与（&）、按位或（|）、按位异或（^）和按位取反（~）。按位左移是将数据的各二进制位向左移动，高位溢出，低位补 0；按位右移则相反，低位溢出，高位补 0。按位与是对两个数据的对应位进行逻辑与操作，全真才为真；按位或是有 1 即为 1；按位异或是对应位不同为 1，相同为 0；按位取反是将数据的每一位取反，0 变 1，1 变 0。
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C51 基本语句主要有 if、while、for 和 switch 四种，其中 if 和 switch 用于选择，for 和 while 用于循环。
- if 语句：格式为 “if (逻辑表达式) {语句体 1} else {语句体 2}”，若逻辑表达式成立，执行语句体 1，否则执行语句体 2，else 部分可省略。
- while 循环：若逻辑表达式成立，执行循环体，执行完后再次判断逻辑表达式是否成立，若成立则继续执行，直到表达式不成立跳出循环。例如 “while (1)”，由于 1 永远为真，会不断循环执行循环体内容。
- for 循环：格式为 “for (初始化；逻辑表达式；更改条件) {循环体}”。先执行初始化语句，再判断逻辑表达式，若成立则执行循环体，执行完循环体后执行更改条件，然后再次判断逻辑表达式，直到表达式不成立跳出循环。初始化语句只执行一次，逻辑表达式、循环体和更改条件可能会被多次执行。例如 “for (int i = 0; i < 8; i++)” 会循环 8 次，每次循环中 i 的值从 0 递增到 7。
- switch case 语句：用于多重判断，格式为 “switch (变量) {case 常量 1: 语句体 1; break; case 常量 2: 语句体 2; break; … default: 语句体；break;}”。将变量与 case 后的常量一一比较，若相等则执行相应语句体，若所有常量都不相等，则执行 default 后的语句体，default 部分可省略。