经典按键扫描程序.docx
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经典按键扫描程序
经典按键扫描程序
核心算法:
unsignedcharTrg;
unsignedcharCont;
voidKeyRead（void）
{
unsignedcharReadData=PINB^0xff; //1
Trg =ReadData&（ReadData^Cont）; //2
Cont=ReadData; //3
}
完了。
有没有一种不可思议的感觉？
当然，没有想懂之前会那样，想懂之后就会惊叹于这算法的精妙！
！
下面是程序解释:
Trg（triger）代表的是触发，Cont（continue）代表的是连续按下。
1:
读PORTB的端口数据，取反，然后送到ReadData临时变量里面保存起来。
2:
算法1，用来计算触发变量的。
一个位与操作，一个异或操作，我想学过C语言都应该懂吧？
Trg为全局变量，其它程序可以直接引用。
3:
算法2，用来计算连续变量。
看到这里，有种“知其然，不知其所以然”的感觉吧？
代码很简单，但是它到底是怎么样实现我们的目的的呢？
好，下面就让我们绕开云雾看青天吧。
我们最常用的按键接法如下：
AVR是有内部上拉功能的，但是为了说明问题，我是特意用外部上拉电阻。
那么，按键没有按下的时候，读端口数据为1，如果按键按下，那么端口读到0。
下面就看看具体几种情况之下，这算法是怎么一回事。
（1）没有按键的时候
端口为0xff，ReadData读端口并且取反，很显然，就是0x00了。
Trg =ReadData&（ReadData^Cont）;（初始状态下，Cont也是为0的）很简单的数学计算，因为ReadData为0，则它和任何数“相与”，结果也是为0的。
Cont=ReadData;保存Cont其实就是等于ReadData，为0；
结果就是:
ReadData＝0；
Trg ＝0；
Cont＝0；
（2）第一次PB0按下的情况
端口数据为0xfe，ReadData读端口并且取反，很显然，就是0x01了。
Trg =ReadData&（ReadData^Cont）; 因为这是第一次按下，所以Cont是上次的值，应为为0。
那么这个式子的值也不难算，也就是Trg = 0x01&（0x01^0x00）=0x01
Cont=ReadData=0x01；
结果就是:
ReadData＝0x01；
Trg ＝0x01；Trg只会在这个时候对应位的值为1，其它时候都为0
Cont＝0x01；
（3）PB0按着不松（长按键）的情况
端口数据为0xfe，ReadData读端口并且取反是0x01了。
Trg =ReadData&（ReadData^Cont）; 因为这是连续按下，所以Cont是上次的值，应为为0x01。
那么这个式子就变成了Trg = 0x01&（0x01^0x01）=0x00
Cont=ReadData=0x01；
结果就是:
ReadData＝0x01；
Trg ＝0x00；
Cont＝0x01；
因为现在按键是长按着，所以MCU会每个一定时间（20ms左右）不断的执行这个函数，那么下次执行的时候情况会是怎么样的呢？
ReadData＝0x01；这个不会变，因为按键没有松开
Trg ＝ReadData&（ReadData^Cont）＝0x01&（0x01^0x01） = 0，只要按键没有松开，这个Trg值永远为0！
！
！
Cont＝0x01；只要按键没有松开，这个值永远是0x01！
！
（4）按键松开的情况
端口数据为0xff，ReadData读端口并且取反是0x00了。
Trg =ReadData&（ReadData^Cont） = 0x00&（0x00^0x01）=0x00
Cont=ReadData=0x00；
结果就是:
ReadData＝0x00；
Trg ＝0x00；
Cont＝0x00；
很显然，这个回到了初始状态，也就是没有按键按下的状态。
总结一下，不知道想懂了没有？
其实很简单，答案如下：
Trg表示的就是触发的意思，也就是跳变，只要有按键按下（电平从1到0的跳变），那么Trg在对应按键的位上面会置一，我们用了PB0则Trg的值为0x01，类似，如果我们PB7按下的话，Trg的值就应该为0x80，这个很好理解，还有，最关键的地方，Trg的值每次按下只会出现一次，然后立刻被清除，完全不需要人工去干预。
所以按键功能处理程序不会重复执行，省下了一大堆的条件判断，这个可是精粹哦！
！
Cont代表的是长按键，如果PB0按着不放，那么Cont的值就为0x01，相对应，PB7按着不放，那么Cont的值应该为0x80，同样很好理解。
如果还是想不懂的话，可以自己演算一下那两个表达式，应该不难理解的。
因为有了这个支持，那么按键处理就变得很爽了，下面看应用：
应用一:
一次触发的按键处理
假设PB0为蜂鸣器按键，按一下，蜂鸣器beep的响一声。
这个很简单，但是大家以前是怎么做的呢？
对比一下看谁的方便？
#defineKEY_BEEP0x01
voidKeyProc（void）
{
if（Trg&KEY_BEEP） //如果按下的是KEY_BEEP
{
Beep（）; //执行蜂鸣器处理函数
}
}
怎么样？
够和谐不？
记得前面解释说Trg的精粹是什么？
精粹就是只会出现一次。
所以你按下按键的话，Trg&KEY_BEEP为“真”的情况只会出现一次，所以处理起来非常的方便，蜂鸣器也不会没事乱叫，hoho～～～或者你会认为这个处理简单，没有问题，我们继续。
应用2:
长按键的处理
项目中经常会遇到一些要求，例如：
一个按键如果短按一下执行功能A，如果长按2秒不放的话会执行功能B，又或者是要求3秒按着不放，计数连加什么什么的功能，很实际。
不知道大家以前是怎么做的呢？
我承认以前做的很郁闷。
但是看我们这里怎么处理吧，或许你会大吃一惊，原来程序可以这么简单,这里举个简单例子，为了只是说明原理，PB0是模式按键，短按则切换模式，PB1就是加，如果长按的话则连加（玩过电子表吧？
没错，就是那个！
）
#defineKEY_MODE0x01 //模式按键
#defineKEY_PLUS0x02 //加
voidKeyProc（void）
{
if（Trg&KEY_MODE） //如果按下的是KEY_MODE，而且你常按这按键也没有用，
{ //它是不会执行第二次的哦，必须先松开再按下
Mode++; //模式寄存器加1，当然，这里只是演示，你可以执行你想
//执行的任何代码
}
if（Cont&KEY_PLUS） //如果“加”按键被按着不放
{
cnt_plus++; //计时
if（cnt_plus>100） //20ms*100=2S如果时间到
{
Func（）; //你需要的执行的程序
}
}
}
不知道各位感觉如何？
我觉得还是挺简单的完成了任务，当然，作为演示用代码。
应用3:
点触型按键和开关型按键的混合使用
点触形按键估计用的最多，特别是单片机。
开关型其实也很常见，例如家里的电灯，那些按下就不松开，除非关。
这是两种按键形式的处理原理也没啥特别，但是你有没有想过，如果一个系统里面这两种按键是怎么处理的？
我想起了我以前的处理，分开两个非常类似的处理程序，现在看起来真的是笨的不行了，但是也没有办法啊，结构决定了程序。
不过现在好了，用上面介绍的办法，很轻松就可以搞定。
原理么？
可能你也会想到，对于点触开关，按照上面的办法处理一次按下和长按，对于开关型，我们只需要处理Cont就OK了，为什么？
很简单嘛，把它当成是一个长按键，这样就找到了共同点，屏蔽了所有的细节。
程序就不给了，完全就是应用2的内容，在这里提为了就是说明原理～～
好了，这个好用的按键处理算是说完了。
可能会有朋友会问，为什么不说延时消抖问题？
哈哈，被看穿了。
果然不能偷懒。
下面谈谈这个问题，顺便也就非常简单的谈谈我自己用时间片轮办法，以及是如何消抖的。
延时消抖的办法是非常传统，也就是第一次判断有按键，延时一定的时间（一般习惯是20ms）再读端口，如果两次读到的数据一样，说明了是真正的按键，而不是抖动，则进入按键处理程序。
当然，不要跟我说你delay（20）那样去死循环去，真是那样的话，我衷心的建议你先放下手上所有的东西，好好的去了解一下操作系统的分时工作原理，大概知道思想就可以，不需要详细看原理，否则你永远逃不出“菜鸟”这个圈子。
当然我也是菜鸟。
我的意思是，真正的单片机入门，是从学会处理多任务开始的，这个也是学校程序跟公司程序的最大差别。
当然，本文不是专门说这个的，所以也不献丑了。
我的主程序架构是这样的：
volatileunsignedcharIntrcnt;
voidInterruptHandle（） //中断服务程序
{
Intrcnt++; //1ms中断1次，可变
}
voidmain（void）
{
SysInit（）;
while
（1） //每20ms执行一次大循环
{
KeyRead（）; //将每个子程序都扫描一遍
KeyProc（）;
Func1（）;
Funt2（）;
…
…
while
（1）
{
if（Intrcnt>20） //一直在等，直到20ms时间到
{
Intrcnt="0";
break; //返回主循环
}
}
}
}
貌似扯远了，回到我们刚才的问题，也就是怎么做按键消抖处理。
我们将读按键的程序放在了主循环，也就是说，每20ms我们会执行一次KeyRead（）函数来得到新的Trg和Cont值。
好了，下面是我的消抖部分,很简单,基本架构如上，我自己比较喜欢的，一直在用。
当然，和这个配合，每个子程序必须执行时间不长，更加不能死循环，一般采用有限状态机的办法来实现，具体参考其它资料咯。
懂得基本原理之后，至于怎么用就大家慢慢思考了，我想也难不到聪明的工程师们。
例如还有一些处理，怎么判断按键释放？
很简单，Trg和Cont都为0则肯定已经释放了。
在这个基础上再增加一个按键释放检测功能，程序如下：
volatileunsignedcharTrg;
volatileunsignedcharCont;
volatileunsignedcharRelease;
//再增加新功能！
voidKeyRead（void）
{
unsignedcharReadData=PINB^0xff; //1 读键值
Trg=ReadData&（ReadData^Cont）; //2 得到按下触发值
Release= （ReadData^Trg^Cont）; //3 得到释放触发值
Cont=ReadData; //4 得到所有未释放的键值
}
一个经典的按键扫描程序
发布时间：
2008-12-1221:
22:
05
技术类别：
单片机
按键是比较复杂。
可以用状态机表示。
每10mS执行一次键盘扫描任务
0、无键，若有键进入状态1
1、第一次检到有键。
若有键进入状态2，同时将键值送缓冲区。
若无键进入状态0。
2、若有键则计时，按键超过300ms进入状态3，同时将键值送缓冲区。
若无键进入状态1。
表示第一次按键后如果长按键则300ms后认为有一次按键。
3、若有键则计时，按键超过200ms则将键值送缓冲区。
若无键进入状态1。
表示长按键则以后每200ms后认为有一次按键。
voidKeyScan（） //每10mS执行一次键盘扫描任务
{
switch（KeyState）
{
case0:
if（KeyIsKeyDown（）） //有键
{
KeyState=1;
}
break;
case1:
if（KeyIsKeyDown（）） //有键
{
KeyState=2;
KeyBufIn（）; //将键值送缓冲区
KeyStartRptCnt=0;
}
else
{
KeyState=0;
}
break;
case2:
if（KeyIsKeyDown（）） //有键
{
if（KeyStartRptCnt++>=30）
{
KeyState=3;
KeyRptCnt=0;
KeyBufIn（）;
}
}
else
{
KeyState=1;
}
break;
case3:
if（KeyIsKeyDown（）） //有键
{
if（KeyRptCnt++>=20）
{
KeyRptCnt=0;
KeyBufIn（）;
}
}
else
{
KeyState=1;
}
break;
default:
break;
}
}
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