按键的基础编程.docx

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1、按键程序编写的基础  从这一章开始，我们步入按键程序设计的殿堂。在基于单片机为核心构成的应用系统中，用户输入是必不可少的一部分。输入可以分很多种情况，譬如有的系统支持PS2键盘的接口，有的系统输入是基于编码器，有的系统输入是基于串口或者USB或者其它输入通道等等。在各种输入途径中，更常见的是，基于单个按键或者由单个键盘按照一定排列构成的矩阵键盘(行列键盘)。我们这一篇章主要讨论的对象就是基于单个按键的程序设计，以及矩阵键盘的程序编写。◎按键检测的原理常见的独立按键的外观如下，相信大家并不陌生，各种常见的开发板学习板上

2、随处可以看到他们的身影。(原文件名:1.jpg)     总共有四个引脚，一般情况下，处于同一边的两个引脚内部是连接在一起的，如何分辨两个引脚是否处在同一边呢？可以将按键翻转过来，处于同一边的两个引脚，有一条突起的线将他们连接一起，以标示它们俩是相连的。如果无法观察得到，用数字万用表的二极管挡位检测一下即可。搞清楚这点非常重要，对于我们画PCB的时候的封装很有益。它们和我们的单片机系统的I/O口连接一般如下：(原文件名:2.jpg)   对于单片机I/O内部有上拉电阻的微控制器而言，还可以省掉外部的那个上拉电阻。简单

3、分析一下按键检测的原理。当按键没有按下的时候，单片机I/O通过上拉电阻R接到VCC，我们在程序中读取该I/O的电平的时候，其值为1(高电平);当按键S按下的时候，该I/O被短接到GND，在程序中读取该I/O的电平的时候，其值为0(低电平)。这样，按键的按下与否，就和与该按键相连的I/O的电平的变化相对应起来。结论：我们在程序中通过检测到该I/O口电平的变化与否，即可以知道按键是否被按下，从而做出相应的响应。一切看起来很美好，是这样的吗？◎现实并非理想在我们通过上面的按键检测原理得出上述的结论的时候，其实忽略了一个重要

4、的问题，那就是现实中按键按下时候的电平变化状态。我们的结论是基于理想的情况得出来的，就如同下面这幅按键按下时候对应电平变化的波形图一样：(原文件名:3.jpg)   而实际中，由于按键的弹片接触的时候，并不是一接触就紧紧的闭合，它还存在一定的抖动，尽管这个时间非常的短暂，但是对于我们执行时间以us为计算单位的微控制器来说，它太漫长了。因而，实际的波形图应该如下面这幅示意图一样。(原文件名:4.jpg) 这样便存在这样一个问题。假设我们的系统有这样功能需求：在检测到按键按下的时候，将某个I/O的状态取反。由于这种抖动的

5、存在，使得我们的微控制器误以为是多次按键的按下，从而将某个I/O的状态不断取反，这并不是我们想要的效果，假如该I/O控制着系统中某个重要的执行的部件，那结果更不是我们所期待的。于是乎有人便提出了软件消除抖动的思想，道理很简单：抖动的时间长度是一定的，只要我们避开这段抖动时期，检测稳定的时候的电平不久可以了吗？听起来确实不错，而且实际应用起来效果也还可以。于是，各种各样的书籍中，在提到按键检测的时候，总也不忘说道软件消抖。就像下面的伪代码所描述的一样。(假设按键按下时候，低电平有效)If(0==io_KeyEnter)

6、        //如果有键按下了{  Delayms(20);        //先延时20ms避开抖动时期  If(0==io_KeyEnter)      //然后再检测，如果还是检测到有键按下  {      returnKeyValue;      //是真的按下了，返回键值  }  else {  returnKEY_NULL      //是抖动，返回空的键值}  while(0==io_KeyEnter);  //等待按键释放}乍看上去，确实挺不错，实际中呢？在实际的系统中，一般是不允许这么样做的。为

7、什么呢？首先，这里的Delayms(20),让微控制器在这里白白等待了20ms的时间，啥也没干，考虑我在《学会释放CPU》一章中所提及的几点，这是不可取的。其次while(0==io_KeyEnter);更是程序设计中的大忌(极少的特殊情况例外)。任何非极端情况下，都不要使用这样语句来堵塞微控制器的执行进程。原本是等待按键释放，结果CPU就一直死死的盯住该按键，其它事情都不管了，那其它事情不干了吗？你同意别人可不会同意J所以合理的分配好微控制的处理时间，是编写按键程序的基础。◎消除抖动有必要吗？的确，软件上的消抖确实

8、可以保证按键的有效检测。但是，这种消抖确实有必要吗？有人提出了这样的疑问。抖动是按键按下的过程中产生的，如果按键没有按下，抖动会产生吗？如果没有按键按下，抖动也会在I/O上出现，我会立刻把这个微控制器锤了，永远不用这样一款微控制器。所以抖动的出现即意味着按键已经按下，尽管这个电平还没有稳定。所以只要我们检测到按键按下，即可以返回键值，问题的关键