新型的按键扫描程序，仅三行程序

zhuhanliang · 发表于 2010-10-8 13:51:57

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～～
好了，这个好用的按键处理算是说完了。可能会有朋友会问，为什么不说延时消抖问题？哈哈，被看穿了。果然不能偷懒。下面谈谈这个问题，顺便也就非常简单的谈谈我自己用时间片轮办法，以及是如何消抖的。
延时消抖的办法是非常传统，也就是第一次判断有按键，延时一定的时间（一般习惯是20ms）再读端口，如果两次读到的数据一样，说明了是真正的按键，而不是抖动，则进入按键处理程序。
当然，不要跟我说你delay（20）那样去死循环去，真是那样的话，我衷心的建议你先放下手上所有的东西，好好的去了解一下操作系统的分时工作原理，大概知道思想就可以，不需要详细看原理，否则你永远逃不出“菜鸟”这个圈子。当然我也是菜鸟。我的意思是，真正的单片机入门，是从学会处理多任务开始的，这个也是学校程序跟公司程序的最大差别。当然，本文不是专门说这个的，所以也不献丑了。
我的主程序架构是这样的：
volatile unsigned char Intrcnt;
void InterruptHandle() // 中断服务程序
{
   Intrcnt++;       // 1ms 中断1次，可变
}
void main(void)
{
   SysInit();
while(1)          // 每20ms 执行一次大循环
{
      KeyRead();          // 将每个子程序都扫描一遍
      KeyProc();
      Func1();
      Funt2();
      …
      …
         while(1)
      {
            if (Intrcnt>20)    // 一直在等，直到20ms时间到
            {
               Intrcnt="0";
               break;    // 返回主循环
            }
      }
   }
}
貌似扯远了，回到我们刚才的问题，也就是怎么做按键消抖处理。我们将读按键的程序放在了主循环，也就是说，每20ms我们会执行一次KeyRead()函数来得到新的Trg 和 Cont 值。好了，下面是我的消抖部分：很简单
基本架构如上，我自己比较喜欢的，一直在用。当然，和这个配合，每个子程序必须执行时间不长，更加不能死循环，一般采用有限状态机的办法来实现，具体参考其它资料咯。
懂得基本原理之后，至于怎么用就大家慢慢思考了，我想也难不到聪明的工程师们。例如还有一些处理，
怎么判断按键释放？很简单，Trg 和Cont都为0 则肯定已经释放了。

zxq6 · 发表于 2010-10-8 13:56:13

真的有那么神奇？

zhuhanliang · 发表于 2010-10-8 13:56:47

楼上的自己试试看不就得啦

atommann · 发表于 2010-10-8 13:59:09

mark，回头细读。

wuzhujian · 发表于 2010-10-8 14:01:40

没什么希奇的，就是定时扫描而已。

20ms扫描一次，太快!
建议80~100ms扫描一次。

hy317 · 发表于 2010-10-8 14:10:42

不错

zhuhanliang · 发表于 2010-10-8 14:11:38

回复【4楼】wuzhujian 吴助建
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谢谢，受教了

virtualbit · 发表于 2010-10-8 14:15:50

謝謝分享

hujg · 发表于 2010-10-8 14:17:51

mark

xiaob135 · 发表于 2010-10-8 14:27:10

不是一般的强啊！好思路！

cyxavr · 发表于 2010-10-8 14:29:22

之前不是有人发过了的吗？

n0831 · 发表于 2010-10-8 14:53:46

貌似不是很神奇。

exploer · 发表于 2010-10-8 14:53:53

mark!

zhuhanliang · 发表于 2010-10-8 15:02:21

回复【11楼】n0831
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那你一般用的什么按键扫描，讲讲看，我也学习学习，呵呵

mcu_lover · 发表于 2010-10-8 15:35:00

不神奇，仔细想想按键状态的变化。抓住状态变化这一特点，就迎刃而解了。

miminzhang · 发表于 2010-10-8 15:37:38

顶下楼主

jack_yu · 发表于 2010-10-8 15:40:56

学习了!谢谢

huwenhui · 发表于 2010-10-8 15:44:29

确实不错，楼主写的很仔细，还有什么好菜记得与大伙分享啊～感谢分享

lhj200304 · 发表于 2010-10-8 15:51:10

http://blog.chinaunix.net/u1/52089/
这里有，是那个福利包里面的文章，还有很多好东西，值得一看

lhj200304 · 发表于 2010-10-8 15:52:30

楼主转帖要给个出处，这样能找到更多好东西哦

hetao7241 · 发表于 2010-10-8 15:54:39

学习了！

zhuhanliang · 发表于 2010-10-8 16:01:42

回复【20楼】lhj200304
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额...第一次发帖有点不知，不过感谢你的提醒

lsw0136 · 发表于 2010-10-8 16:10:01

mark

mashan75 · 发表于 2010-10-8 16:10:53

我是看帖不爱回帖的，但是这个帖子，我一定要说“顶！！！”
思路决定出路，楼主，谢谢了。

linghu2 · 发表于 2010-10-8 16:16:02

好东西,但是不能用在矩阵的按键上面.

James_King · 发表于 2010-10-8 16:34:05

MARK

hisun · 发表于 2010-10-8 16:45:24

标记以方便以后需要了。

fjh120 · 发表于 2010-10-8 17:01:03

先留爪再细读

xiesx1985 · 发表于 2010-10-8 17:35:25

读过留痕……

le_le · 发表于 2010-10-8 17:41:02

KeyRead();
KeyProc();

以上两程序20ms执行一次,如果按键抖动在20ms左右,那么楼主的程序,抖动也被检测到了

lghtjpu · 发表于 2010-10-8 18:02:40

MARK

qingniao · 发表于 2010-10-8 18:21:05

先标记一下，一会细看

zbjshower · 发表于 2010-10-8 18:52:41

mark

cuikai12345 · 发表于 2010-10-8 19:05:50

mark

benladn911 · 发表于 2010-10-8 19:23:23

谢谢提供新思路。很好。

minipc5 · 发表于 2010-10-8 19:28:33

mark

bobqq · 发表于 2010-10-8 19:37:55

MARK

jacobson · 发表于 2010-10-8 19:50:27

一会细看

st547687 · 发表于 2010-10-8 19:51:44

哇！太自愧不如了……自己平时考虑的还是比较少的……一定要学习学习楼主的思路！

wy2000 · 发表于 2010-10-8 20:14:24

确实有点新意

elecfun · 发表于 2010-10-8 20:19:16

神奇啊

mowin · 发表于 2010-10-8 20:27:11

MARK一下，楼主写得详细，值得表扬

Fire_cow · 发表于 2010-10-8 21:00:17

mark
待以后用到了再细读

luy3728000 · 发表于 2010-10-8 21:14:12

mark

ringan865 · 发表于 2010-10-8 21:14:12

mark

yywin · 发表于 2010-10-8 21:21:52

好像以前有人发过了。

jiaowoxiaolu · 发表于 2010-10-8 21:30:29

谢谢分享

afei8856 · 发表于 2010-10-8 21:58:27

好好看看回头自己试试顶楼主

ADO1234 · 发表于 2010-10-8 22:03:05

mark 按键新程序

laolu · 发表于 2010-10-8 22:06:15

如果楼主是转贴，最好请注明。

coslight_dt · 发表于 2010-10-8 22:09:25

mark 按键新程序

hzxiaobao · 发表于 2010-10-8 22:23:51

支持;;;;思路!

zzjjhh250 · 发表于 2010-10-8 22:24:03

新型的按键扫描程序，仅三行程序
很神奇

knight_avr · 发表于 2010-10-8 22:28:36

不错的很精粹但应用起来不怎么灵活

albert_lu · 发表于 2010-10-8 22:34:17

mark

rainyss · 发表于 2010-10-8 22:39:05

用于源代码加密不错,人家拷贝到了也看不懂.

cjr82123 · 发表于 2010-10-8 22:39:14

mark下慢慢研究。。。谢谢咯。

xjavr · 发表于 2010-10-8 23:08:32

回复【57楼】rainyss
用于源代码加密不错,人家拷贝到了也看不懂.
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这有什么,很多加密的算法那么牛B都有人看懂并破_解了,这么几行的代码,还会难倒人.

ndt2000 · 发表于 2010-10-8 23:19:10

回复【25楼】linghu2 令狐二中
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http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=4309376&bbs_page_no=1&bbs_id=9999
一样，这边就是矩阵的

bad_fpga · 发表于 2010-10-8 23:25:27

MARK

watch1030 · 发表于 2010-10-8 23:42:59

mark

rainyss · 发表于 2010-10-9 07:55:17

回复【59楼】xjavr
回复【57楼】rainyss
用于源代码加密不错,人家拷贝到了也看不懂.
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这有什么,很多加密的算法那么牛b都有人看懂并破_解了,这么几行的代码,还会难倒人.
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你...服了.

xiaobendan · 发表于 2010-10-9 08:23:46

80-100扫描几次？比如10次？那样反应太慢了吧

chengluoran · 发表于 2010-10-9 08:51:53

MARK

harng · 发表于 2010-10-9 09:01:09

mark

lzlym182 · 发表于 2010-10-9 09:04:31

顶楼主，很值得借鉴

dragonwww · 发表于 2010-10-9 09:40:21

大体看了一下，MARK 键扫描一下再仔细读，顺便问一下：能否处理组合键呢？

zhuhanliang · 发表于 2010-10-9 10:12:03

回复【68楼】dragonwww
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可以的你可以试一下

MCU678 · 发表于 2010-10-9 11:47:47

mark

zhangliang · 发表于 2010-10-9 12:05:12

mark.

gxy508 · 发表于 2010-10-9 12:47:37

mark

gallle · 发表于 2010-10-9 13:02:05

发重了！

zhangxun0712 · 发表于 2010-10-9 14:08:07

印象好熟,记得以前MARK过.楼主与这位是同一人?
http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=3941614&bbs_page_no=1&search_mode=4&search_text=zhangxun0712&bbs_id=9999.

icerol · 发表于 2010-10-9 14:28:34

Mark 2

zhuhanliang · 发表于 2010-10-9 14:30:29

回复【74楼】zhangxun0712
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不好意思，我不知道已经有了

cnzhy88 · 发表于 2010-10-9 14:31:39

改天试下瞧瞧.

flor · 发表于 2010-10-9 14:43:56

没看懂！

lininglive · 发表于 2010-10-9 15:03:15

没什么希奇的，就是定时扫描而已。

20ms扫描一次，太快!
建议80~100ms扫描一次。

jydq · 发表于 2010-10-9 15:10:21

记号。

mcukillller · 发表于 2010-10-9 15:27:30

的确很精炼！消抖这块好像有点问题，只是熬了20ms :)
另外楼主这个可以识别多个按键按下或是矩阵按键吗？

persistentboy · 发表于 2010-10-9 15:55:34

回复【81楼】mcukillller
的确很精炼！消抖这块好像有点问题，只是熬了20ms :)
另外楼主这个可以识别多个按键按下或是矩阵按键吗？
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就是啊，8*8矩阵键盘，允许同时多个键，每个键随机按下/松开，只要能及时找出有变化的键即可。最好带消抖，有没有十行以内的经典程序啊？

danielzhuang · 发表于 2010-10-9 16:18:38

试下，看有那么神奇吗？

tao3236 · 发表于 2010-10-9 16:30:43

还是没看懂如何防抖的,请明示.

wind2100 · 发表于 2010-10-9 16:30:52

有这个思想和算法的人，而且他的程序也是采用的类似与或运算，只是他没有共享出来，你是共享者顶一个

sanguo · 发表于 2010-10-9 17:00:40

谢谢楼上的某弟兄，下载了福利包

Notting_Hill · 发表于 2010-10-9 17:14:03

是不是和马老师的状态机异曲同工？

camtime · 发表于 2010-10-9 17:26:39

不好，还是用状态机比较好。

le_le · 发表于 2010-10-9 17:52:15

回复【81楼】mcukillller
的确很精炼！消抖这块好像有点问题，只是熬了20ms :)
另外楼主这个可以识别多个按键按下或是矩阵按键吗？
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基本没做按键抖动处理.

rainyss · 发表于 2010-10-9 18:12:47

消抖不是键扫必须的,要看应用,在应用端处理更合适,个人经验.

gc56198 · 发表于 2010-10-9 18:13:57

mark

amaoka · 发表于 2010-10-9 18:31:26

MARK，回家再看～

wuyi · 发表于 2010-10-9 19:09:15

mark

gshuang1 · 发表于 2010-10-9 19:17:47

这种按键扫描方式很久以前就有人在这里发表过了。。。。。

gale · 发表于 2010-10-9 22:26:07

还是很不错的，写的也详细，支持！

bibao · 发表于 2010-10-10 10:49:45

回复【楼主位】zhuhanliang 乏累的蓝靛
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好东西我移植来看看

guozhiyuan · 发表于 2010-10-10 11:13:22

mark,回头仔细研究一下

sunnyqdl · 发表于 2010-10-10 11:14:37

mark

zxy1217 · 发表于 2010-10-10 13:10:39

mark

oldmen · 发表于 2010-10-10 15:00:50

记号一下。

dragonwww · 发表于 2010-10-10 15:21:48

回复【88楼】camtime
不好，还是用状态机比较好。
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能说的更详细些吗？比如如何来用状态机实现？是用VisualSTATE吗？还请指教。

还有就是有的场合需要按键既能单击加一，也可以长按连续增加，而且随按的时间越长增加的速度越快，不知道是用什么结构来实现好啊？

新型的按键扫描程序，仅三行程序

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