最为精辟和实用的按键处理程序 -

标题: 最为精辟和实用的按键处理程序 [打印本页]

作者: hboy 时间: 2015-12-11 00:39
标题: 最为精辟和实用的按键处理程序
最为精辟和实用的按键处理程序；1.新型的按键扫描程序；不过我在网上游逛了很久，也看过不少源程序了，没有；同时，这里面用到了一些分层的思想，在单片机当中也；以下假设你懂C语言，因为纯粹的C语言描述，所以和；核心算法：；unsignedcharTrg;；unsignedcharCont;；voidKeyRead(void)；unsignedcharReadDat

   最为精辟和实用的按键处理程序

   1.新型的按键扫描程序

   不过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（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。

   如果还是想不懂的话，可以自己演算一下那两个表达式，应该不难理解的。

   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，很实际。不知道大家以前是怎么做的呢？我承认以前做的很郁闷。

   但是看我们这里怎么处理吧，或许你会大吃一惊，原来程序可以这么简单

   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

   {

   cnt_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

   }

   }

   }

   不知道各位感觉如何？我觉得还是挺简单的完成了任务，当然，作为演示用代码。

   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的内容，在这里提为了就是说明原理～～

作者: __qin__ 时间: 2017-12-29 17:15

必须赞一个，哇，想法贼厉害

作者: 前朝铜剑 时间: 2017-12-30 16:05
666摩拜大神

作者: only5784 时间: 2017-12-31 09:33
人才啊，佩服

作者: jmkl128 时间: 2018-2-26 06:02
虽然没看懂，还是再坚持学习

作者: liuqihui66 时间: 2018-3-18 20:35
不错
这个是自己先写的
unsigned char this_key1;
unsigned char this_key2;
unsigned char this_key3;
unsigned char fst_key;
unsigned char key_l1;
unsigned char key_l2;
/*******************************************************
*»ñè¡I/OμÄÖμ
*******************************************************/
unsigned char read_gpio(void)
{
unsigned char ret;

ret = 0;
//Õaàïìí¼ó¶áè¡I/OμÄÖμμÃóï¾ä￡¬
//×￠òa￡¬retÖDμÄêÇ°′Î»μÄ¼ùèô0Î»¶Ôó|P0^0,μú7Î»¶Ôó|P^7
return ret;
}
/*******************************************************
*
*******************************************************/
void key_read_io(void)
{
unsigned char ret;

ret = read_gpio();
this_key2 = this_key1 & ret;
this_key1 = ret;
fst_key = this_key3 & (~this_key2);
this_key3 = this_key2;
if((this_key2 & 0x01) > 0)
{
key_l1++;
}
else
{
key_l1 = 0;
}
if((this_key2 & 0x02) > 0)
{
key_l2++;
}
else
{
key_l2 = 0;
}
}

作者: liuqihui66 时间: 2018-3-18 20:43
这个程序的精元在于，在主程序中while(1)循环中会不断的调用按键程序，好处，代码太精简，坏处是，对长按键处理有点欠缺，当主程序执行的非常快是，对cnt_plus的要求就大了，可能要unsigned long int,否则会将短按键（动作相对迟缓一点的短按键）误认为是长按键，所以，主程序在执行一个循环得有一个估算，否则很难确定 cnt_plus设定为多少

作者: 秋雨绵绵 时间: 2018-4-20 09:26
好贴子，有很大帮助

作者: 秋雨绵绵 时间: 2018-4-25 10:19

秋雨绵绵发表于 2018-4-20 09:26
好贴子，有很大帮助

吊炸天的感觉，太牛了

作者: 秋雨绵绵 时间: 2018-4-25 14:31

liuqihui66 发表于 2018-3-18 20:43
这个程序的精元在于，在主程序中while(1)循环中会不断的调用按键程序，好处，代码太精简，坏处是，对长按键 ...

正解，长按键确实有待研究

作者: hedianzi 时间: 2018-7-5 18:34
看不懂，但是很了不起，膜拜大神

作者: hayden 时间: 2018-7-7 21:47
很早就一直在用这个按键扫描了，的确很精辟！

作者: 学渣与学霸 时间: 2018-7-27 11:28
很精辟的程序，说得也很清楚，大赞。话说不用消抖吗？

作者: sungang1021 时间: 2018-10-9 09:34
路过，看看

作者: Serendipity_ 时间: 2019-9-29 23:28

学渣与学霸发表于 2018-7-27 11:28
很精辟的程序，说得也很清楚，大赞。话说不用消抖吗？

看懂就知道不用啦

作者: 123456兆 时间: 2019-12-17 10:01
很好！！！！

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