51单片机单个IO口ADC检测4个按键不稳定

ID:705846 · 发表于 2023-11-23 19:24

15W401AS单片机
单个IO口ADC检测4个按键，采用ADC查询方式。

1，按键检测很不稳定，如何增加稳定性；
2，如何做到松键有效的功能；

      P1M1 = 0x83;
      P1M0 = 0x00;

            while(set_state ==0)
            {
            //CTR按键检测---------------

                     key_vol = GetADCResult_key()*100; //按键电压放大100倍
                     //reset = 375
                     if(key_vol>365 && key_vol<385) //reset按键
                              {
                                    delay_us(10);
                                    if(key_vol>365 && key_vol<385)
                                    {       CTR = CTRoff;
                                             state_cur = 0;
                                    }
                              }

                     //set按键检测
                     if(key_vol>0 && key_vol<100)
                     //set = 0
                              {
                                    delay_us(10);
                                    if(key_vol>0 && key_vol<100)
                                    {
                                    set_state=1;
                                    setplace=0;
                                    }
                              }
                     //while(!key_vol>1 && key_vol<20);
            }  //默认状态结束

            while(set_state==1)//设置状态
                     {
                     key_vol = GetADCResult_key()*100; //按键电压放大100倍
                     //k2-=335,k1+=252,set=0

                              if(setplace==0)
                              {
                                    DisplayData[0]=0x31;//时间设置T00分钟
                                    DisplayData[1]=DIG_CODE[set1/10%10];
                                    DisplayData[2]=DIG_CODE[set1%10];
                              }
                              if(setplace==1)
                              {
                                    DisplayData[0]=0x73;//检测功率阀值设置P00
                                    DisplayData[1]=DIG_CODE[set2/10%10];
                                    DisplayData[2]=DIG_CODE[set2%10];
                              }
                              if(setplace==2)
                              {
                                    DisplayData[0]=0x39;//下降比例设置C00
                                    DisplayData[1]=DIG_CODE[set3/10%10];
                                    DisplayData[2]=DIG_CODE[set3%10];
                              }
                              if(setplace==3)
                              {
                                    DisplayData[0]=0x3F;//过流功率设置
                                    DisplayData[1]=0x3E;
                                    DisplayData[2]=0x73;
                                    DisplayData[3]=DIG_CODE[set4/100];
                                    DisplayData[4]=DIG_CODE[set4/10%10];
                                    DisplayData[5]=DIG_CODE[set4%10];
                              }

                              if(key_vol>240 && key_vol<265)       //K1+按键设置
                              {
                                    delay_us(10);
                                    if(key_vol>240 && key_vol<265)
                                    {
                                             if(setplace==0)
                                             {
                                                      set1++;
                                                      if(set1>10)
                                                      set1=10;
                                             }
                                             if(setplace==1)
                                             {
                                                      set2++;
                                                      if(set2>20)
                                                      set2=20;
                                             }
                                             if(setplace==2)
                                             {
                                                      set3++;
                                                      if(set3>99)
                                                      set3=99;
                                             }
                                             if(setplace==3)
                                             {
                                                      set3++;
                                                      if(set3>150)
                                                      set3=150;
                                             }
                                    }
                                    save();
                                    while(key_vol>240 && key_vol<265);
                              }

                              if(key_vol>325 && key_vol<345)             //K2-按键设置
                              {
                                    delay_us(10);
                                    if(key_vol>325 && key_vol<345)
                                    {
                                             if(setplace==0)
                                             {
                                                      set1--;
                                                      if(set1<1)
                                                      set1=0;
                                             }
                                             if(setplace==1)
                                             {
                                                      set2--;
                                                      if(set2<1)
                                                      set2=1;
                                             }
                                             if(setplace==2)
                                             {
                                                      set3--;
                                                      if(set3<1)
                                                      set3=1;
                                             }
                                             if(setplace==3)
                                             {
                                                      set4--;
                                                      if(set4<1)
                                                      set3=1;
                                             }

                                    }
                                    save();
                                    while(key_vol>325 && key_vol<345);
                              }

                              if(key_vol>0 && key_vol<100)
                              {
                                    delay_us(10);
                                    if(key_vol>0 && key_vol<100)
                                    {
                                             setplace++;
                                             if(setplace>=4)
                                             {
                                                      setplace=0;
                                                      set_state=0;//返回
                                             }
                                    }
                                    while(key_vol>0 && key_vol<100);
                              }
                     } //参数设置结束

ID:213173 · 发表于 2023-11-23 21:12

ADC检测按键不稳定与软、硬件设计密切相关。按键电压放大100倍没有任何实际意义。如果4个分压电阻等值，4个按键的判断值就是0、1/2、2/3、3/4 VCC。一般以10ms周期经3次以上ADC检测取平均值。允许一定的误差。10位ADC的±误差一般不超过10个字。

ID:705846 · 发表于 2023-11-23 23:02

如何做到松按键有效的功能；

ID:213173 · 发表于 2023-11-24 07:30

samxon 发表于 2023-11-23 23:02
如何做到松按键有效的功能；

void KeyScan()//按键扫描函数放在约10ms周期的环境运行
{
static unsigned char count=0;
static bit sign=0;
key_vol = GetADCResult_key();//10位ADC，最大值1023
if(key_vol<1015)//有键按下
{
if(++count>3 && !sign)//丢掉前3次检测，第4次检测值基本稳定
{
sign=1;
if(key_vol<=10)Key_value=1;//xx的值由实际采用的分压电阻计算
else if(key_vol>10 && key_vol<=xx)Key_value=2;
else if(key_vol>xx && key_vol<=xx)Key_value=3;
else if(key_vol>xx && key_vol<=xx)Key_value=4;
}
}
else //key_vol>=1015表示松手或没有键按下
{
count=0;
sign=0;
}
}
void key_service() //按键服务程序
{
switch(Key_value)
{
case 1: /*任务1*/Key_value=0; break;
case 2: /*任务2*/Key_value=0; break;
case 3: /*任务3*/Key_value=0; break;
case 4: /*任务4*/Key_value=0; break;
default: break;
}
}

复制代码

ID:123289 · 发表于 2023-11-24 09:24

1、先调试：每个按键按下去，分别记下各自的按键值作为参考。
2、定标准：以此四个值为中心，给个公差，作为各自按下的界定标准。
这样就可以了。

ID:705846 · 发表于 2023-11-24 19:39

double GetADCResult_key()
{

ADC_CONTR = 0x8F; //按键检测电压采集10001111 P1.7采集器
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
while(!(ADC_CONTR & 0x10)); //等待ADC转换完成
ADC_CONTR &= ~0x10; //CLOSE ADC
return (ADC_RES*256+ADC_RESL)*(5.05)/1024; // 根据电压判定按键
}

ID:705846 · 发表于 2023-11-25 10:27

wulin 发表于 2023-11-24 07:30

请教，把key_scan() 放到1毫秒计时器2内，整个程序都堵死了，是什么原因呢。

void Init_Timer0(void)
{

AUXR |= 0x80; //定时器时钟1T模式
TMOD &= 0xF0; //设置定时器模式
TL0 = 0xCD; //设置定时初始值
TH0 = 0xD4; //设置定时初始值
TR0 = 1; //定时器0开始计时
ET0 = 1; //使能定时器0中断

AUXR |= 0x04; //定时器时钟1T模式
T2L = 0xCD; //设置定时初始值
T2H = 0xD4; //设置定时初始值
AUXR |= 0x10; //定时器2开始计时
IE2 |= 0x04; //使能定时器2中断

}

void Timer2_isr(void) interrupt 12 //定时器2中断入口
{
time_cur++;
if(time_cur == Time1s)
{
time_cur=0;
}
keyadc++;
if(keyadc == 10)
{
KeyScan();
keyadc=0;
}
}

ID:192020 · 发表于 2023-11-25 10:36

                     if(key_vol>365 && key_vol<385) //reset按键
                              {
                                    delay_us(10);
                                    if(key_vol>365 && key_vol<385)
                                    {       CTR = CTRoff;
                                             state_cur = 0;
                                    }
                              }
这个delay_us(10);我猜应该是为了消抖才加的吧？但从程序看是没有消抖作用，key_vol的值延时前后都没有变，应该把延时去掉，多次循环来消抖

ID:705846 · 发表于 2023-11-25 10:52

qq475878026 发表于 2023-11-25 10:36
if(key_vol>365 && key_vol365 && key_vol

没有达到目的。key_scan()设置1秒刷新，程序可以正常，10ms就堵死。另外key_vol, key_value似乎也读取不到值。调整了ADC的采样速度也没有改善，注释掉定时器2的key_scan(),程序可以运行起来。

ID:213173 · 发表于 2023-11-25 14:00

samxon 发表于 2023-11-25 10:27
请教，把key_scan() 放到1毫秒计时器2内，整个程序都堵死了，是什么原因呢。

void Init_Timer0(void)
...

中断中不宜运行较多代码，只要做个时间标志，代码放在主函数中运行。
void Init_Timer0(void)
{
AUXR |= 0x80;                      //定时器时钟1T模式
TMOD &= 0xF0;                      //设置定时器模式
TL0 = 0xCD;                               //设置定时初始值
TH0 = 0xD4;                               //设置定时初始值
TR0 = 1;                               //定时器0开始计时
ET0 = 1;                               //使能定时器0中断

AUXR |= 0x04;                      //定时器时钟1T模式
T2L = 0xCD;                               //设置定时初始值
T2H = 0xD4;                               //设置定时初始值
AUXR |= 0x10;                      //定时器2开始计时
IE2 |= 0x04;                      //使能定时器2中断

}

void Timer2_isr(void) interrupt 12          //定时器2中断入口
{
static unsigned char count=0;
time_cur++;
if(time_cur == Time1s)
{
time_cur=0;
}
if(time_cur%10==0)//10ms
{
flag=1;
}
}

void main()
{
P1M0 = 0x00;
P1M1 = 0x01;//P1.0高阻
Init_Timer0();
InitADC();
while(1)
{
if(flag)
{
flag=0;
KeyScan();
key_service();
}
//其它子程序
}
}

ID:192020 · 发表于 2023-11-25 14:18

samxon 发表于 2023-11-25 10:52
没有达到目的。key_scan()设置1秒刷新，程序可以正常，10ms就堵死。另外key_vol, key_value似乎也读取不 ...

这不是说卡死的原因，是说程序有优化的空间，整个流程下来的delay_us(10)貌似是消抖，实则只检测了一次ad就判断，很容易误触发其他按键。

ID:705846 · 发表于 2023-11-25 18:49

wulin 发表于 2023-11-24 07:30

能不能解释下 if(++count>3 && !sign)//丢掉前3次检测，第4次检测值基本稳定,
!sign是什么意思

ID:213173 · 发表于 2023-11-25 20:28

samxon 发表于 2023-11-25 18:49
能不能解释下 if(++count>3 && !sign)//丢掉前3次检测，第4次检测值基本稳定,
!sign是什么意思

这样写的依据是一旦ADC检测结果小于1015（经验值）就判断有键按下，但由于按键会有抖动，并且ADC检测值也没有稳定，需要延时10~20ms等待稳定。当按键扫描函数在约10ms周期的环境运行时，经过前3次采样（当然可以更多次），ADC检测值基本处于稳定状态。第4次检测值就可以作为判断依据（为简化没有采用多次采样取平均值）。sign位变量既可以反映按键当前状态，也是自锁。长时间持续按住不松手或其它键此时被误按也不会有响应。在此期间count无论加到什么数都不会再次触发。只有等待松手 count、sign清0后按键扫描函数才恢复初始状态。

ID:213173 · 发表于 2023-11-25 21:06

void KeyScan()//按键扫描函数放在约10ms周期的环境运行
{
static unsigned char count=0;
static bit sign=0;
key_vol = GetADCResult_key();//10位ADC，最大值1023
if(key_vol<1015)//有键按下
{
if(++count>3 && !sign)//丢掉前3次检测，第4次检测值基本稳定
{
sign=1;
//ADC值以4个等值(10K)分压电阻计算
if(key_vol<16) Key_value=1;// 0 VCC 0 +/- 16
else if(key_vol>496 && key_vol<528)Key_value=2;//1/2 VCC 512 +/- 16
else if(key_vol>666 && key_vol<698)Key_value=3;//2/3 VCC 682 +/- 16
else if(key_vol>752 && key_vol<784)Key_value=4;//3/4 VCC 768 +/- 16
}
}
else //key_vol>=1015表示松手或没有键按下
{
count=0;
sign=0;
}
}

void key_service() //按键服务程序
{
switch(Key_value)
{
case 1: /*任务1*/Key_value=0; break;
case 2: /*任务2*/Key_value=0; break;
case 3: /*任务3*/Key_value=0; break;
case 4: /*任务4*/Key_value=0; break;
default: break;
}
}

ID:1034262 · 发表于 2023-11-25 21:25

STC15W408AS系列的ADC是10位，我做过比较多的ADC按键是8~32个键，32个键时每个键占读数32，而408AS的误差最大10个字，抖动一般小于4个字，足够的。

ID:705846 · 发表于 2023-11-26 09:27

wulin 发表于 2023-11-25 21:06
void KeyScan()//按键扫描函数放在约10ms周期的环境运行
{
static unsigned char count=0;

虽然问题解决，但还有几个问题不明白，请指点一下：
1）为什么ADC结果换算后就判定不准确；
2）按键检测条件内的sign是如何工作的。

改进后的代码
ADC改为中断模式
keyscan()放在定时器内10ms运行
ADC_init()放定时器内10ms运行

按键问题解决；

以前是：key_vol = (ADC_RES*256+ADC_RESL)*(5.05)/1024 //key_vol换算成电压后，放大100倍再判定值。

现在是：key_vol = (ADC_RES*256+ADC_RESL); //直接判定key_vol

void KeyScan()//按键扫描函数放在约10ms周期的环境运行
{
      static unsigned char count=0;
      static bit sign=0;
      temp_keyvol = key_vol;//10位ADC，最大值1023
      if(key_vol<1000)//有键按下
      {
            if(++count>3 && !sign) //丢掉前3次检测，第4次检测值基本稳定
            {
                     sign=1;
                     if(temp_keyvol<=50)key_value=1;//set键按下
                     else if(temp_keyvol>450 && temp_keyvol<=550)key_value=2; //K1+键按下
                     else if(temp_keyvol>650 && temp_keyvol<=700)key_value=3; //K2-键按下
                     else if(temp_keyvol>750 && temp_keyvol<=800)key_value=4; //Reset键按下
            }
      }
      else //key_vol>=1015表示松手或没有键按下
      {
            count=0;
            sign=0;
      }
}

ID:213173 · 发表于 2023-11-26 14:16

samxon 发表于 2023-11-26 09:27
虽然问题解决，但还有几个问题不明白，请指点一下：
1）为什么ADC结果换算后就判定不准确；
2）按键检 ...

1）为什么ADC结果换算后就判定不准确；
你不是做电压表，转换结果不需要换算成电压值。如果VCC不十分精准或有波动再加上运算后舍弃小数误差就更大。因为转换结果是比值，直接使用转换结果不会因VCC变化而变化。
2）按键检测条件内的sign是如何工作的。
sign初始为0，当检测到有键按下，count开始计数，但计数到4，满足判断条件，执行花括号内代码，sign=1;。当再次运行到 if(++count>3 && !sign) ，判断条件已经不成立。也就不会重复响应。必须等按键松手才能恢复初始状态。sign在这里起到自锁作用。

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