zhuhanliang 发表于 2010-10-8 13:51:57

新型的按键扫描程序,仅三行程序

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.
-----------------------------------------------------------------------
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.
-----------------------------------------------------------------------

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?
-----------------------------------------------------------------------

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?
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