單片機(jī)按鍵處理技巧及c語(yǔ)言編程方式

1、單片機(jī)按鍵處理技巧及編程方式單片機(jī)按鍵處理技巧及編程方式在基于單片機(jī)為核心構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)中，用戶輸入是必不可少的一部分。輸入可以分很多種情況，譬如有的系統(tǒng)支持PS2鍵盤的接口，有的系統(tǒng)輸入是基于編碼器，有的系統(tǒng)輸入是基于串口或者USB或者其它輸入通道等等。在各種輸入途徑中，更常見(jiàn)的是，基于單個(gè)按鍵或者由單個(gè)鍵盤按照一定排列構(gòu)成的矩陣鍵盤(行列鍵盤)。我們這一篇章主要討論的對(duì)象就是基于單個(gè)按鍵的程序設(shè)計(jì)，以及矩陣鍵盤的程序編寫。按鍵檢測(cè)的

2、原理:它們和我們的單片機(jī)系統(tǒng)的IO口連接一般如下：對(duì)于單片機(jī)IO內(nèi)部有上拉電阻的微控制器而言，還可以省掉外部的那個(gè)上拉電阻。簡(jiǎn)單分析一下按鍵檢測(cè)的原理。當(dāng)按鍵沒(méi)有按下的時(shí)候，單片機(jī)IO通過(guò)上拉電阻R接到VCC，我們?cè)诔绦蛑凶x取該IO的電平的時(shí)候，其值為1(高電平)當(dāng)按鍵S按下的時(shí)候，該IO被短接到GND，在程序中讀取該IO的電平的時(shí)候，其值為0(低電平)。這樣，按鍵的按下與否，就和與該按鍵相連的IO的電平的變化相對(duì)應(yīng)起來(lái)。結(jié)論：我們?cè)诔?/p>

3、序中通過(guò)檢測(cè)到該IO口電平的變化與否，即可以知道按鍵是否被按下，從而做出相應(yīng)的響應(yīng)。一切看起來(lái)很美好，是這樣的嗎？在我們通過(guò)上面的按鍵檢測(cè)原理得出上述的結(jié)論的時(shí)候，那就是現(xiàn)實(shí)中按鍵按下時(shí)候的電平變化狀態(tài)。我們的結(jié)論是基于理想的情況得出來(lái)的，而實(shí)際中，由于按鍵的彈片接觸的時(shí)候，并不是一接觸就緊緊的閉合，它還存在一定的抖動(dòng)，盡管這個(gè)時(shí)間非常的短暫，但是對(duì)于我們執(zhí)行時(shí)間以u(píng)s為計(jì)算單位的微控制器來(lái)說(shuō)，它太漫長(zhǎng)了。因而，實(shí)際的波形圖應(yīng)該如下面這

4、幅示意圖一樣。這樣便存在這樣一個(gè)問(wèn)題。假設(shè)我們的系統(tǒng)有這樣功能需求：在檢測(cè)到按鍵按下的時(shí)候，將某個(gè)IO的狀態(tài)取反。由于這種抖動(dòng)的存在，使得我們的微控制器誤以為是多次按鍵的按下，從而將某個(gè)IO的狀態(tài)不斷取反，這并不是我們想要的效果，假如該IO控制著系統(tǒng)中某個(gè)重要的執(zhí)行的部件，那結(jié)果更不是我們所期待的。于是乎有人便提出了軟件消除抖動(dòng)的思想，道理很簡(jiǎn)單：抖動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)度是一定的，只要我們避開(kāi)這段抖動(dòng)時(shí)期，檢測(cè)穩(wěn)定的時(shí)候的電平不就可以了嗎？聽(tīng)起來(lái)

5、確實(shí)不錯(cuò)，而且實(shí)際應(yīng)用起來(lái)效果也還可以。于是就像下面的偽代碼所描述的一樣。(假設(shè)按鍵按下時(shí)候，低電平有效)If(0==io_KeyEnter)如果有鍵按下了Delayms(20)先延時(shí)20ms避開(kāi)抖動(dòng)時(shí)期If(0==io_KeyEnter)然后再檢測(cè)，如果還是檢測(cè)到有鍵按下returnKeyValue是真的按下了，返回鍵值else首先按鍵程序進(jìn)入初始狀態(tài)S1，在這個(gè)狀態(tài)下，檢測(cè)按鍵是否按下，如果有按下，則進(jìn)入按鍵消抖狀態(tài)2，在下一次執(zhí)行

6、按鍵程序時(shí)候，直接由按鍵消抖狀態(tài)進(jìn)入按鍵按下?tīng)顟B(tài)3，在此狀態(tài)下檢測(cè)按鍵是否按下，如果沒(méi)有按鍵按下，則返回初始狀態(tài)S1，如果有則可以返回鍵值，同時(shí)進(jìn)入長(zhǎng)按狀態(tài)S4，在長(zhǎng)按狀態(tài)下每次進(jìn)入按鍵程序時(shí)候?qū)Π存I時(shí)間計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)候，則表明長(zhǎng)按事件發(fā)生，同時(shí)進(jìn)入按鍵連_發(fā)狀態(tài)S5。如果按鍵鍵值為空鍵，則返回按鍵釋放狀態(tài)S6，否則繼續(xù)停留在本狀態(tài)。在按鍵連_發(fā)狀態(tài)下，如果按鍵鍵值為空鍵則返回按鍵釋放狀態(tài)S6，如果按鍵時(shí)間計(jì)數(shù)超過(guò)連_發(fā)閾

7、值，則返回連_發(fā)按鍵值，清零時(shí)間計(jì)數(shù)后繼續(xù)停留在本狀態(tài)。下面讓我們一起來(lái)編寫按鍵驅(qū)動(dòng)程序吧。下面是我使用的硬件的連接圖。硬件連接很簡(jiǎn)單，四個(gè)獨(dú)立按鍵分別接在P3^0P3^3四個(gè)IO上面。因?yàn)?1單片機(jī)IO口內(nèi)部結(jié)構(gòu)的限制，在讀取外部引腳狀態(tài)的時(shí)候，需要向端口寫1.在51單片機(jī)復(fù)位后，不需要進(jìn)行此操作也可以進(jìn)行讀取外部引腳的操作。因此，在按鍵的端口沒(méi)有復(fù)用的情況下，可以省略此步驟。而對(duì)于其它一些真正雙向IO口的單片機(jī)來(lái)說(shuō)，將引腳設(shè)置成輸入

8、狀態(tài)，是必不可少的一個(gè)步驟。下面的程序代碼初始化引腳為輸入。voidKeyInit(void)io_key_1=1io_key_2=1io_key_3=1io_key_4=1根據(jù)按鍵硬件連接定義按鍵鍵值#defineKEY_VALUE_10x0e#defineKEY_VALUE_20x0d#defineKEY_VALUE_30x0b#defineKEY_VALUE_40x07#defineKEY_NULL0x0f下面我們來(lái)編寫按鍵的硬件

9、驅(qū)動(dòng)程序。根據(jù)第一章所描述的按鍵檢測(cè)原理，我們可以很容易的得出如下的代碼：staticuint8KeyScan(void)if(io_key_1==0)returnKEY_VALUE_1if(io_key_2==0)returnKEY_VALUE_2if(io_key_3==0)returnKEY_VALUE_3if(io_key_4==0)returnKEY_VALUE_4returnKEY_NULL其中io_key_1等是我們按鍵端

10、口的定義，如下所示：sbitio_key_1=P3^0sbitio_key_2=P3^1sbitio_key_3=P3^2sbitio_key_4=P3^3KeyScan()作為底層按鍵的驅(qū)動(dòng)程序，為上層按鍵掃描提供一個(gè)接口，這樣我們編寫的上層按鍵掃描函數(shù)可以幾乎不用修改就可以拿到我們的其它程序中去使用，使得程序復(fù)用性大大提高。同時(shí)，通過(guò)有意識(shí)的將與底層硬件連接緊密的程序和與硬件無(wú)關(guān)的代碼分開(kāi)寫，使得程序結(jié)構(gòu)層次清晰，可移植性也更好。對(duì)