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按键处理的几种方法

按键处理的几种方法
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 = 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

}

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。

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?

#define KEY_BEEP 0x01

void KeyProc(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.

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,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!)

#define KEY_MODE 0x01 // 模式按键

#define KEY_PLUS 0x02 // 加

void KeyProc(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

{

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 (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。

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 = PreKey^NewKey^KeyCode; //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I/O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<1s,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(I/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。

===============*/

#define key_input PIND.7 // 按键输入口

#define N_key 0 //无键

#define S_key 1 //单键

#define D_key 2 //双键

#define L_key 3 //长键

#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_key

key_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 = 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 )

{

key_time_1 = 0; // 第1次单击,不返回,到下个状态判断后面是否出现双击

key_m = key_state_1;

}

else

key_return = key_temp; // 对于无键、长键,返回原事件

break;

case key_state_1:

if (key_temp == S_key) // 又一次单击(间隔肯定<500ms) {

key_return = D_key; // 返回双击键事件,回初始状态

key_m = key_state_0;

}

else

{ // 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1s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_COMP] void timer0_comp_isr(void) // 定时器10ms中断服务{

time_10ms_ok = 1;

}

main(viod)

{

.........

while

{

if (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。

/****************************************************************************** **

实验目的:按键的长按,短按,双击检测

******************************************************************************* */

#include

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

uchar 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=P1^0; //独立按键接P1^0

/************************ms延时函数**************************/

void delay_ms(uint ms)

{

uchar x;

while(ms--)

for(x=0;x<123;x++);

}

/***************************按键扫描*************************/

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==0) //如按键key按下

{

delay_ms(20); //延时消抖

if(key==0)

{ //如按键key按下

do{ //“按下”计数器开始计数

key_down_time++;

delay_ms(10);

}while(key==0);

if(key_down_time<50) //如“按下”计数小于设定值(短击的最大限制值)

{

delay_ms(20); //延时消抖

do { //“释放”计数器开始计数

key_up_time++;

delay_ms(10);

}while((key_up_time<40)&&(key==1));//当超出设定值或再次有“按下”事件发生,结束计数

delay_ms(20); //延时(消抖)

do { //待到第二次的“按下”事件结束

}while(key==0);

if(key_up_time<40) key_double_flag=1;

else key_short_flag=1; //在释放期间提前结束的为双击,否则为短击

}

else

{

key_long_flag=1; //长击标志位置“1”

}

}

}

}

/******************************主函数**********************************/

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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