單片機按鍵復位電路原理和電路圖解析

單片機復位電路就好比電腦的重啟部分，當電腦在使用中出現死機，按下重啟按鈕電腦內部的程序從頭開始執行。單片機也一樣，當單片機系統在運行中，受到環境干擾出現程序跑飛的時候，按下復位按鈕內部的程序自動從頭開始執行。本文介紹的就是單片機按鍵復位電路原理和電路圖解析。

復位電路

在單片機系統中，系統上電啟動的時候復位一次，當按鍵按下的時候系統再次復位，如果釋放后再按下，系統還會復位。所以可以通過按鍵的斷開和閉合在運行的系統中控制其復位。
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單片機復位電路

當這個電路處于穩態時，電容起到隔離直流的作用，隔離了+5V，而左側的復位按鍵是彈起狀態，下邊部分電路就沒有電壓差的產生，所以按鍵和電容 C11以下部分的電位都是和GND相等的，也就是0V電壓。我們這個單片機是高電平復位，低電平正常工作，所以正常工作的電壓是0V電壓，完全OK，沒有問題。

單片機按鍵復位電路原理和電路圖解析

獨立按鍵

通常的按鍵分為獨立式按鍵和矩陣式按鍵兩種，獨立式按鍵比較簡單，并且與獨立的輸入線相連接，如下圖所示

獨立式按鍵電路圖

4條輸入線接到單片機的IO口上，當按鍵K1按下時，+5V通過電阻R1然后再通過按鍵K1最終進入GND形成一條通路，那么這條線路的全部電壓都加到了R1這個電阻上，KeyIn1這個引腳就是個低電平。當松開按鍵后，線路斷開，就不會有電流通過，那么KeyIn1和+5V就應該是等電位，是一個高電平。我們就可以通過KeyIn1這個IO口的高低電平來判斷是否有按鍵按下。

這個電路中按鍵的原理我們清楚了，但是實際上在我們的單片機IO口內部，也有一個上拉電阻的存在。我們的按鍵是接到了P2口上，P2口上電默認是準雙向IO口，我們來簡單了解一下這個準雙向IO口的電路，如下圖所示。

準雙向IO口結構圖

當內部輸出是高電平，經過一個反向器變成低電平，NPN三極管不會導通，那么單片機IO口從內部來看，由于上拉電阻R的存在，所以是一個高電平。當外部沒有按鍵按下將電平拉低的話，VCC也是+5V，他們之間雖然有2個電阻，但是沒有壓差，就不會有電流，線上所有的位置都是高電平，這個時候我們就可以正常讀取到按鍵的狀態了。

當內部輸出是個低電平，經過一個反相器變成高電平，NPN三極管導通，那么單片機的內部IO口就是個低電平，這個時候，外部雖然也有上拉電阻的存在，但是兩個電阻是并聯關系，不管按鍵是否按下，單片機的IO口上輸入到單片機內部的狀態都是低電平，我們就無法正常讀取到按鍵的狀態了。

矩陣按鍵

矩陣按鍵和獨立按鍵的關系

我們在使用按鍵的時候有這樣一種使用經驗，當需要多個按鍵的時候，如果做成獨立按鍵會大量占用IO口，因此我們引入了矩陣按鍵，如圖6所示，使用了8個IO口來實現16個按鍵。
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矩陣按鍵

其實獨立按鍵理解了，矩陣按鍵也簡單，我們來分析一下。圖6中，一共有4組按鍵，我們只看其中一組，如圖7所示。大家認真看一下，當KeyOut1輸出一個低電平，KeyOut2、KeyOut3、KeyOut4這三個輸出高電平時，是否相當于4個獨立按鍵呢。

單片機按鍵復位電路各元件的作用

如上圖，R17 C13組成止電復位電路，剛上電時，C13是電壓為0，電源通過R17對電容充電，因此，RST引腳呈現高電平，高電平時間大于2個晶振周期，單片機復位

電容充電完畢，RST引腳呈現低電平，復位結束

按鈕S22和R16組成手動復位電路 ，按下S22，電源接通R16和 R17，由于R17阻值比較大，因此RST是高電平，同時電容通過R16迅速放電，即使按鈕觸點斷開，電源也可對C13充電，使RST高電平穩定一段時間 ，保證可靠復位。 C13容量較小時，R16可省掉，小電容短路放電不會損壞按鈕觸點。

結語

本文對單片機復位電路進行了詳細的分析，闡述了按鍵復位電路的原理及其電路圖解析，希望本文能對你有所幫助。