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单片机按键扫描方法

发布时间:2020-08-21 发布时间:
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我在网上游逛了很久,也看过不少源程序了,没有发现这种按键处理办法的踪迹,所以,我将他共享出来,和广大同僚们共勉。我非常坚信这种按键处理办法的便捷和高效,你可以移植到任何一种嵌入式处理器上面,因为C语言强大的可移植性。

同时,这里面用到了一些分层的思想,在单片机当中也是相当有用的,也是本文的另外一个重点。

对于老鸟,我建议直接看那两个表达式,然后自己想想就会懂的了,也不需要听我后面的自吹自擂了,我可没有班门弄斧的意思,hoho~~但是对于新手,我建议将全文看完。因为这是实际项目中总结出来的经验,学校里面学不到的东西。

以下假设你懂C语言,因为纯粹的C语言描述,所以和处理器平台无关,你可以在MCS-51,AVR,PIC,甚至是ARM平台上面测试这个程序性能。当然,我自己也是在多个项目用过,效果非常好的。

好了,工程人员的习惯,废话就应该少说,开始吧。以下我以AVR的MEGA8作为平台讲解,没有其它原因,因为我手头上只有AVR的板子而已没有51的。用51也可以,只是芯片初始化部分不同,还有寄存器名字不同而已。

核心算法:

unsigned char Trg;

unsigned char Cont;

void KeyRead( void )

{

   unsigned char ReadData = 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(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。

关键字:单片机  按键扫描

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