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新型的按键扫描程序 核心算法:unsigned char Trg;unsigned char Release;unsigned char Cont; void KeyRead( void ) unsigned char ReadData = PINB0xff;/ 1 读键值Trg = ReadData & (ReadDataCont);/ 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。我们最常用的按键接法如下:AVR是有部上拉功能的,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Oxff, 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:ReadData0;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 & (0x00x00) = 0x01Cont = 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0Cont= 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 & (0x00x01) = 0x00Cont = 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 = ReadDa ta & (ReadDa ta Con t) = 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 & (0x000x01) = 0x00Cont = 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。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PBO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?#define KEY_BEEP 0x01void KeyProc(void)f (Trg & KEY_BEEP) / 如果按下的是 KEY_BEEPBeep();/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.这里具个简单例子,为了只是说明原理,PB0是模式按键,短按则切换模式,PB 1就是加,如 果长按的话则连加(玩过电子表吧?没错,就是那个!)#define KEY_MODE 0x01 /模式按键#define KEY_PLUS 0x02/加void KeyProc(void)f (Trg & KEY_MODE) /如果按下的是KEY_MODE,而且你常按这按键也没有用,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t_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:volatile unsigned char Intrcnt;void InterruptHandle() /中断服务程序Intrcnt+;/ 1ms 中断1次,可变void main(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 (Intrcnt20)/ 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。把程序稍改一下,可以兼容所有的电平变化:Unsigned char PreKey;Unsigned char NewKey;Volaitile unsigned char KeyCode;Void ReadKey(void)PreKey = NewKey;NewKey = Pinx;KeyCode = PreKeyNewKeyKeyCode;/注意:等式左边的 KeyCode 是本次读按键的结果,等式右边的KeyCode是上次读按键的结果KeyCode是全局变量,和Cont 一样。题目:多功能按键设计。利用一个1/0 口,接一个按键,实现3功能操作:单击+双击+长 按。用户基本操作定义:1。短按操作:按键按下,按下时间Is,属于一次短按操作2。长按操作:按键按下,按下时间1s,属于一次长按操作在正常0.5s无按键操作为启始按键扫描条件下,扫描按键将产生以下3种按键事件:1。长按事件:任何1次出现的长按操作都属于长按事件2。单击事件: 1次短按操作后,间隔0.5没有短按操作3。双击事件:2次短按操作间隔时间0.5s,则2次短按操作为1次双击事件,且2次 短按都取消特别操作情况定义:1。短按操作和长按操作间隔0.5s,以及,长按操作和短按操作间隔0.5s,均不产生 双击事件2。连续n次(n为奇数)短按操作,且间隔均0.5s,产生(n-1)/2次双击事件+1次单 击事件3。连续n次(n为偶数)短按操作,且间隔均0.5s,产生n/2次双击事件 对按键操作者的建议:由于按键的多功能性质,建议操作者每次在单击/长按/双击按键事件发生后,隔0.5s 后再进行下一次的按键操作。因为在特别操作情况下,程序是保证按定义进行判断和处理的, 主要是怕操作者自己记不清楚导致操作失误。对软件设计者的要求:1。应该全面进行分析,给出严格定义和判断条件,如上所示。如果自己都不清楚,你 的设计出的系统就不稳定,不可靠。2。在1的基础上,编写出符合要求的程序,并进行全面测试。/*=低层按键(1/0)扫描函数,即低层按键设备驱动,只返回无键、短按和长按。具体双击不 在此处判断。参考本人教材的例9-1,稍微有变化。教材中为连_发。=*/PIND.7 /按键输入口/无键/单键/双键/长键#define key_input#define N_key0#define S_key1#define D_key2#define L_key3#define key_state_0 0#define key_state_1 1#define key_state_2 2 unsigned char key_driver(void)static unsigned char key_state = key_state_0, key_time = 0; unsigned char key_press, key_return = N_key;key_press = key_input;/ 读按键 I/O 电平switch (key_state)case key_state_0:/按键初始态if (!key_press) key_state = key_state_1;/键被按下,状态转换到按键消抖和确认状态break;case key_state_1:/按键消抖与确认态if (!key_press)key_time = 0;/key_state = key_state_2; /按键仍然处于按下,消抖完成,状态转换 到按下键时间的计时状态,但返回的还是无键事件else key_state = key_state_0; /按键已抬起,转换到按键初始态。此处完 成和实现软件消抖,其实按键的按下和释放都在此消抖的。break;case key_state_2:if(key_press)key_return = S_key;/此时按键释放,说明是产生一次短操作,回送S_keykey_state = key_state_0; /转换到按键初始态else if (+key_time= 100)/继续按下,计时加10ms (10ms为本函数循环执行间隔)key_return二L_key;/按下时间1000ms,此按键为长按操作,返回长键事件key_state = key_state_3; /转换到等待按键释放状态break;case key_state_3:/等待按键释放状态,此状态只返回无按键事件if (key_press) key_state = key_state_0; /按键已释放,转换到按键初始态 break;return key_return;/*= 中间层按键处理函数,调用低层函数一次,处理双击事件的判断,返回上层正确的无键、单 键、双键、长键4个按键事件。本函数由上层循环调用,间隔10ms=*/unsigned char key_read(void)static unsigned char key_m = key_state_0, key_time_1 = 0; unsigned char key_return = N_key,key_temp;key_temp = key_driver();switch(key_m)case key_state_0:if (key_temp = S_key )/第1次单击,不返回,到下个状态/对于无键、长键,返回原事件key_time_1 = 0;判断后面是否出现双击key_m = key_state_1;elsekey_return = key_temp;break;case key_state_1:if (key_temp = S_key) key_return = D_key;key_m = key_state_0 else/又一次单击(间隔肯定500ms)/返回双击键事件,回初始状态/这里500ms肯定读到的都是无键事件,因为长键1000ms,在1s前低层返回的都是无键if(+key_time_1 = 50)key_return = S_key;/ 500ms没有再次出现单键事件,返回上一次的单键事件key_m = key_state_0; /返回初始状态break;return key_return;下面,根据程序分析按键事件的反映时间:1。对于长键,按下超过Is马上响应,反映最快2 。对于双键,第2次按键释放后马上得到反映。3。对于单键,释放后延时拖后500ms才能响应,反映最慢。这个与需要判断后面是否有双 击操作有关,只能这样。实际应用中,可以调整两次单击间隔时间定义,比如为300ms,这 样单击的响应回快一点,单按键操作人员需要加快按键的操作过程。如果产品是针对老年人 的,这个时间不易太短,因为年纪大的人,反映和动作都比较慢。当然,上面两段可以合在一起。我这样做的目的,是为了可以方便的扩展为N击(当然, 需要做修改)。可是最底层的就是最基本的操作处理短按和长按,不用改动的。至于双击, 还是N击,在中间层处理。这就是程序设计中分层结构的优点。测试代码环境如下:interrupt TIM0_C0MP void timer0_comp_isr(void)/ 定时器 10ms 中断服务time_10ms_ok = 1; main(viod)whilef (time_10ms_ok)/每 10ms 执行一次,time_10ms_ok =0;key = key_read();/= 10ms 一次调用按键中间层函数,根据返回键值,点亮不同的LED灯,全面测试按键操作是否正常if (key = L_key)/点亮 A_LED,关闭 B_LED 和 C_LED else if(key = D_key)/点亮 B_LED,关闭 A_LED 和 C_LED else if(key = S_key)/点亮 C_LED,关闭 A_LED 和 B_LED 单个按键复用:单击,长按,双击。2011-09-16 11:13 闲着无事在网上逛,产生按键复用的想法。前些天找按键复用程序,在网上很难 找到,有些收费的代码是我们不会买的。所以借鉴了一位老师的代码,自己改了 改。刚开始调试不成功,后来成了。/n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n* 实验目的:按键的长按,短按,双击检测n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n*/#include #define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar key_num; /按键计数变量bit key_long_flag,key_short_flag,key_double_flag; /长按标志位,短按标志位 双击标志位sbit key二P0;/独立按键接 P0/*ms 延 时函数*/void delay_ms(uint ms)uchar x;while(ms-)for(x=0;x17 ). ZrXy- T J *T,I/7/ 十J#= -q I *n I I. I/void key_scan()uchar key_down_time,key_up_time; /”按下“时长 key_down_time=0;/“按下”时长计数器清零key_up_time=0;/“释放”时长计数器清零if(key=O) /如按键key按下if(key_down_timeqvfl/I lp* J jyy/void main()while(1) /不断循环,检测按键key_scan();if(key_short_flag=1)P0=0xfe; /单击亮1个灯 key_short_flag=0; /清零标志位 if(key_long_flag=1)P0=0x00; /长按全亮key_long_flag=0;if(key_double_flag=1)P0=0xf0; /双击亮4个灯key_double_flag=0;
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