按键处理的几种方法

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；