簡單按鍵掃描程序

ID:85148 · 發表于 2015-7-9 00:41

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
}
下面是程序解釋：
Trg（triger）代表的是觸發，Cont（continue）代表的是連續按下。
1：讀PORTB的端口數據，取反，然后送到ReadData 臨時變量里面保存起來。
2：算法1，用來計算觸發變量的。一個位與操作，一個異或操作，我想學過C語言都應該懂吧？Trg為全局變量，其它程序可以直接引用。
3：算法2，用來計算連續變量。
看到這里，有種“知其然，不知其所以然”的感覺吧？代碼很簡單，但是它到底是怎么樣實現我們的目的的呢？好，下面就讓我們繞開云霧看青天吧。
我們最常用的按鍵接法如下：AVR是有內部上拉功能的，但是為了說明問題，我是特意用外部上拉電阻。那么，按鍵沒有按下的時候，讀端口數據為1，如果按鍵按下，那么端口讀到0。下面就看看具體幾種情況之下，這算法是怎么一回事。
（1）    沒有按鍵的時候
端口為0xff，ReadData讀端口并且取反，很顯然，就是 0x00 了。
Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont); （初始狀態下，Cont也是為0的）很簡單的數學計算，因為ReadData為0，則它和任何數“相與”，結果也是為0的。
Cont = ReadData; 保存Cont 其實就是等于ReadData，為0；
結果就是：
ReadData ＝ 0；
Trg ＝ 0；
Cont ＝ 0；
（2）    第一次PB0按下的情況
端口數據為0xfe，ReadData讀端口并且取反，很顯然，就是 0x01 了。
Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont); 因為這是第一次按下，所以Cont是上次的值，應為為0。那么這個式子的值也不難算，也就是 Trg = 0x01 & (0x01^0x00) = 0x01
Cont = ReadData = 0x01；
結果就是：
ReadData ＝ 0x01；
Trg ＝ 0x01；Trg只會在這個時候對應位的值為1，其它時候都為0
Cont ＝ 0x01；
（3）    PB0按著不松（長按鍵）的情況
端口數據為0xfe，ReadData讀端口并且取反是 0x01 了。
Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont); 因為這是連續按下，所以Cont是上次的值，應為為0x01。那么這個式子就變成了 Trg = 0x01 & (0x01^0x01) = 0x00
Cont = ReadData = 0x01；
結果就是：
ReadData ＝ 0x01；
Trg ＝ 0x00；
Cont ＝ 0x01；
因為現在按鍵是長按著，所以MCU會每個一定時間（20ms左右）不斷的執行這個函數，那么下次執行的時候情況會是怎么樣的呢？
ReadData ＝ 0x01；這個不會變，因為按鍵沒有松開
Trg ＝ ReadData & (ReadData ^ Cont) ＝ 0x01 & (0x01 ^ 0x01) = 0 ，只要按鍵沒有松開，這個Trg值永遠為 0 ！！！
Cont ＝ 0x01；只要按鍵沒有松開，這個值永遠是0x01！！
（4）    按鍵松開的情況
端口數據為0xff，ReadData讀端口并且取反是 0x00 了。
Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont) = 0x00 & (0x00^0x01) = 0x00
Cont = ReadData = 0x00；
結果就是：
ReadData ＝ 0x00；
Trg ＝ 0x00；
Cont ＝ 0x00；
很顯然，這個回到了初始狀態，也就是沒有按鍵按下的狀態。
總結一下，不知道想懂了沒有？其實很簡單，答案如下：
Trg 表示的就是觸發的意思，也就是跳變，只要有按鍵按下（電平從1到0的跳變），那么Trg在對應按鍵的位上面會置一，我們用了PB0則Trg的值為0x01，類似，如果我們PB7按下的話，Trg 的值就應該為 0x80 ，這個很好理解，還有，最關鍵的地方，Trg 的值每次按下只會出現一次，然后立刻被清除，完全不需要人工去干預。所以按鍵功能處理程序不會重復執行，省下了一大堆的條件判斷，這個可是精粹哦！！Cont代表的是長按鍵，如果PB0按著不放，那么Cont的值就為 0x01，相對應，PB7按著不放，那么Cont的值應該為0x80，同樣很好理解。
如果還是想不懂的話，可以自己演算一下那兩個表達式，應該不難理解的。
應用一：一次觸發的按鍵處理
假設PB0為蜂鳴器按鍵，按一下，蜂鳴器beep的響一聲。這個很簡單，但是大家以前是怎么做的呢？對比一下看誰的方便？
#define KEY_BEEP 0x01
void KeyProc(void)
{
   if (Trg & KEY_BEEP) // 如果按下的是KEY_BEEP
{
      Beep();          // 執行蜂鳴器處理函數
}
}
應用2：長按鍵的處理
這里具個簡單例子，為了只是說明原理，PB0是模式按鍵，短按則切換模式，PB1就是加，如果長按的話則連加（玩過電子表吧？沒錯，就是那個！）
#define KEY_MODE 0x01 // 模式按鍵
#define KEY_PLUS 0x02    // 加
void KeyProc(void)
{
   if (Trg & KEY_MODE) // 如果按下的是KEY_MODE，而且你常按這按鍵也沒有用，
{                   //它是不會執行第二次的哦，必須先松開再按下
      Mode++;       // 模式寄存器加1，當然，這里只是演示，你可以執行你想
                     // 執行的任何代碼
}
if (Cont & KEY_PLUS) // 如果“加”按鍵被按著不放
{
      cnt_plus++;    // 計時
      if (cnt_plus > 100) // 20ms*100 = 2S 如果時間到
      {
            Func();    // 你需要的執行的程序
      }
}
}
應用3：點觸型按鍵和開關型按鍵的混合使用
volatile unsigned char Intrcnt;
void InterruptHandle() // 中斷服務程序
{
   Intrcnt++;       // 1ms 中斷1次，可變
}
void main(void)
{
   SysInit();
while(1)          // 每20ms 執行一次大循環
{
      KeyRead();          // 將每個子程序都掃描一遍
      KeyProc();
      Func1();
      Funt2();
      …
      …
         while(1)
      {
            if (Intrcnt>20)    // 一直在等，直到20ms時間到
            {
               Intrcnt="0";
               break;    // 返回主循環
            }
      }
   }
}

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