Feng HanXiu
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2024开源蓝桥系列(四):独立按键,矩阵按键与按键消抖

2024开源蓝桥系列(四):独立按键,矩阵按键与按键消抖

按键电路

pARTqtx.png
pAR7SnH.png

矩阵按键

将J5的KBD接在一起,使用矩阵按键。就是1.2接在一起。
现在8个I/O口控制16个按键。P34, P35, P42, P44控制四列,单片机通过这四个I/O输出高低电平。P30, P31, P32, P33控制四行,单片机通过这四个I/O接收高低电平。通过这种方式,单片机进行按键扫描。
具体来说,就是先给P44一个低电平,P34, P35, P42一个高电平,这个时候看P30, P31, P32, P33,如果P30给单片机一个低电平,那么表示S7按下,以此类推。
总结来说,按键扫描就是给a列低电平,其实三列高电平,如果b行是低电平,就是a列b行的按键被按下。

独立按键

将J5的BTN接在一起,使用独立按键,就是2.3接在一起。
独立按键由四个一列的按键组成。
独立按键由于2.3接在一起,默认这列是低电平,然后看那行低电平,就是对应的按键。
总结来说,独立按键扫描就是那行低电平,就是那行对应的按键被按下。

按键模块化编程

按键模块化编程原理

由于矩阵按键和独立按键扫描原理差不多,就不分开编程了。
在蓝桥杯单片机开发板中,按键是一个特殊的外设,一般通过它将其他的外设连接起来。例如:按下S7,LED全亮。
所以说,在按键编程时,不仅要编写按键的模块化代码,还要有一个模板来方便各种外设调用。

按键模块化编程代码

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1)按键扫描部分
// key.c头文件代码部分
#include "key.h"
// 根据考题决定是编写独立按键还是矩阵键盘
// --独立按键
unsigned char Key_Read_BTN(void) // 这个独立按键结构简单,代码方便。
{
unsigned char Key_Value;

if (P30 == 0) Key_Value = 7;
else if (P31 == 0) Key_Value = 6;
else if (P32 == 0) Key_Value = 5;
else if (P33 == 0) Key_Value = 4;
else Key_Value = 0;

return Key_Value;
}
// --矩阵键盘
unsigned char Key_Read(void) /* 这个思路是先扫描一列,然后接收P3的低四位,
P3 & 0X0F就是将P3的高四位清空,低四位保持不变。然后让这个低四位左移,而低四位可以代表那一行的按键按下。在keil中,unsigned int是16位变量,通过不断的左移,这个变量前四位是扫描第1列时P3的后四位,以此类推。这个变量就储存着按下的按键位置。 */
{
unsigned int Key_New;
unsigned char Key_Value;

P44 = 0; P42 = 1; P35 = 1; P34 = 1;
Key_New = P3 & 0X0F;

P44 = 1; P42 = 0; P35 = 1; P34 = 1;
Key_New = (Key_New << 4) | (P3 & 0X0F);

P44 = 1; P42 = 1; P35 = 0; P34 = 1;
Key_New = (Key_New << 4) | (P3 & 0X0F);

P44 = 1; P42 = 1; P35 = 1; P34 = 0;
Key_New = (Key_New << 4) | (P3 & 0X0F);

switch (~Key_New)
{
case 0x8000: Key_Value = 4; break;
case 0x4000: Key_Value = 5; break;
case 0x2000: Key_Value = 6; break;
case 0x1000: Key_Value = 7; break;

case 0x0800: Key_Value = 8; break;
case 0x0400: Key_Value = 9; break;
case 0x0200: Key_Value = 10; break;
case 0x0100: Key_Value = 11; break;

case 0x0080: Key_Value = 12; break;
case 0x0040: Key_Value = 13; break;
case 0x0020: Key_Value = 14; break;
case 0x0010: Key_Value = 15; break;

case 0x0008: Key_Value = 16; break;
case 0x0004: Key_Value = 17; break;
case 0x0002: Key_Value = 18; break;
case 0x0001: Key_Value = 19; break;
default: Key_Value = 0;
}
return Key_Value;
} // key.h头文件代码部分
#include "STC15F2K60S2.H"
unsigned char Key_Read_BTN(void); // 独立按键
unsigned char Key_Read(void); // 矩阵键盘

按键消抖

通常按键所用的开关都是机械弹性开关,当机械触点断开、闭合时,由于机械触点的弹性作用,一个开关在闭合时不会马上就稳定接通,在断开时也不会一下子彻底断开,而且在闭合和断开的瞬间伴随一连串的抖动。如图所示。
pAR7pBd.png
pAR7PAI.png
按键稳定闭合时间长短由操作人员决定,通常都会在100ms以上,刻意快速按的话能达到40-50ms,很难再低了。抖动时间是由按键的机械特性决定的,一般都会在10ms以内。为了确保程序对按键的一次闭合或者一次断开只响应一次,必须进行按键的消抖处理。当检测到按键状态变化时,不是去响应动作,而是先等待闭合或者断开稳定后再进行处理。

按键消抖可以分为硬件消抖和软件消抖。硬件消抖是在按键上并联一个电容,利用电容的充放电特性来对抖动中产生的电压毛刺进行平滑处理。但在实际应用中,这种方式的效果往往不是很好,还增加了成本,因此实际中使用的并不多。绝大多数是用软件即程序来消抖。最简单的消抖原理,就是当检测到按键状态变化后,先等待一个10ms左右的延时时间,让抖动消失后再进行一次按键状态检测,如果与刚才检测到的状态相同,就可以确定按键已经稳定动作了。


Main()
{
    unsigned char past = 0; //实时态的前一稳态
    unsigned char now = 0; // 按键开关实时状态
    while(1)
    {
        now = key_read(); //把按键开关的状态赋值给now
        if (past != now) //确认前一个稳态和现在这个实时态不同进入程序,说明状态变化
        {
            delay(); //延时10ms,消抖
            now = key_read();
            if (past != now) //延时后说明按键开关进入新稳态
            {
                if (now != 0) //开关的实时态处于按住状态
                {
                    //
                }
                past = now; //把这个实时态也是新稳态赋值给past
            }
        }
    }
}

Author:Feng HanXiu
Link:http://example.com/2024/11/21/2024%E5%BC%80%E6%BA%90%E8%93%9D%E6%A1%A5%E7%B3%BB%E5%88%97%EF%BC%88%E5%9B%9B%EF%BC%89%EF%BC%9A%E7%8B%AC%E7%AB%8B%E6%8C%89%E9%94%AE%EF%BC%8C%E7%9F%A9%E9%98%B5%E6%8C%89%E9%94%AE%E4%B8%8E%E6%8C%89%E9%94%AE%E6%B6%88%E6%8A%96/
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