簡談單片機(jī)檢測按鍵原理和中斷按鍵檢測的辦法

單片機(jī)檢測按鍵原理

首先說一下獨(dú)立鍵盤檢測，在單片機(jī)外圍電路中 ，通常用到的按鍵都是機(jī)械彈性開關(guān)，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，線路導(dǎo)通，開關(guān)斷開時(shí)，線路斷開。單片機(jī)檢測按鍵的原理：按鍵的一端接地，另一端與單片機(jī)的某個(gè)I/O口相連，開始先給I/O賦一高電平，然后讓單片機(jī)不斷檢測該I/O口是否變?yōu)榈碗娖?，?dāng)按鍵閉合時(shí)，相當(dāng)于I/O口與地相連，就會變?yōu)榈碗娖健Ｔ趩纹瑱C(jī)檢測按鍵是否被按下時(shí)，電壓的實(shí)際波形與理想波形時(shí)有一點(diǎn)=定差別的，波形在按下和釋放瞬間都有抖動現(xiàn)象，抖動時(shí)間的長短和按鍵的機(jī)械特性有關(guān) 。所以單片機(jī)在檢測鍵盤是否被按下都要加上去抖操作，所以在編寫單片機(jī)的鍵盤檢測程序時(shí)，一般在檢測按下時(shí)加入去抖延時(shí)。獨(dú)立鍵盤與單片機(jī)連接時(shí)每一個(gè)按鍵都需要一個(gè)I/O口，會過多占用I/O口資源。所以就引出了矩陣鍵盤。

矩陣鍵盤的連接方式，每一行將每個(gè)按鍵的一端連接在一起構(gòu)成行線，每一列將按鍵的另一端連接在一起構(gòu)成列線。這樣的話，16個(gè)按鍵排成4行4列就只要8根線。它的按鍵檢測，簡單點(diǎn)說，就是先送一列低電平，其余均為高電平，然后輪流檢測，確認(rèn)行列。

這里就要提到另外一個(gè)東西，switch-case語句又稱開關(guān)語句，它是一個(gè)專門用于處理多分支結(jié)構(gòu)的條件選擇語句。使用switch語句可直接處理多個(gè)分支。

按鍵檢測是初學(xué)單片機(jī)的同學(xué)玩的前幾個(gè)例程，按鍵的種類有許多（普通按鈕，矩陣鍵盤等等），按鍵檢測的方法也有許多。對于普通按鈕當(dāng)然你會說設(shè)計(jì)一個(gè)外圍電路通過GPIO口讀一下還不簡單，或許你說通過外部中斷做邊沿檢測，對于矩陣鍵盤來說，往往你會通過行列分別掃描的方法做按鍵檢測，通常我們會加一個(gè)按鍵防抖（經(jīng)典的方法是通過延時(shí)二次確認(rèn)的方法進(jìn)行按鍵防抖，還有就是按鍵釋放的時(shí)候你可能會通過while語句去防抖，也就是按鍵如果一直按下，讓程序一直死在while里），這些都是初學(xué)者常用的方法，但是如果是一個(gè)大的程序，往往是不允許你有這么多延時(shí)和死循環(huán)的。

中斷是一個(gè)經(jīng)常使用的按鍵檢測方法，中斷之間的時(shí)間就可以作為防抖的處理，而且這種方法適用于程序融合，因?yàn)槠渌?a target="_blank">傳感器的數(shù)據(jù)讀取通常也是通過中斷的手段去做的（如攝像頭）。我這里給出一個(gè)問題和一個(gè)解決辦法。

問題：設(shè)計(jì)一個(gè)按鍵檢測程序（多按鍵），通過中斷去讀取，要求只有在按鍵更新的時(shí)候才會在主程序里做出響應(yīng)，否則不理睬，要求設(shè)計(jì)防抖動，只有兩次檢測為真時(shí)，才進(jìn)行鍵值的更新，真值表如下。

IN_old_stable為舊的確定值。

IN_new_stable為新的確定值。

IN_old為上次讀取的按鍵值。

IN_new為最新讀取的按鍵值。

當(dāng)然每次中斷后都需要做一次迭代：

IN_old=IN_new；

IN_old_stable=IN_new_stable；

只有新的確定值是我們值得信賴的。

由真值表的計(jì)算規(guī)則：

IN_new_stable： D

IN_old_stable： A

IN_old： B

IN_new： C

有：

所以有：

解決：我以STM32F103為例，需要讀取GPIO，B口的低四位。

我們首先在中斷里最如下處理：

IN_old=IN_new；

IN_old_stable=IN_new_stable； //前面兩行先做迭代。

IN_new=（GPIO_ReadInputData（GPIOB））&0x00001111；//讀取GPIOB的低四位。

IN_temp=（IN_old^IN_new）&IN_old_stable; //中間變量

IN_temp|=IN_old&IN_new;

IN_new_stable=IN_temp；這就得到了我們最新的鍵值，它是由過去舊的確定值，按鍵前后兩次的值所決定的，所以您看，是不是至少得經(jīng)歷三次中斷才能把一個(gè)鍵值更新。

好了，到了這里我們把按鍵的值檢測出來了，我們還有一步，如何告知主函數(shù)有沒有鍵值更新呢。

我們分析一下可以知道：如果我們比較IN_new_stable和IN_old_stable兩次確定值是不是就知道了

定義temp=IN_new_stable^IN_old_stable;如果低四位上有鍵值更新，則IN_new_stable和IN_old_stable前后兩次確定值是不是就不一樣了，通過異或計(jì)算就反映在了相應(yīng)的位上。

好了我們假設(shè)低四位在硬件設(shè)計(jì)時(shí)是拉高的，我們初始化一個(gè)中間變量sthchange=0x00001111；

我們把sthchange和temp進(jìn)行異或就知道哪一位被置低了。

sthchange^=temp.

則把sthchange給主程序判斷就行了，當(dāng)沒有鍵值更新的時(shí)候sthchange=0，有鍵值更新的時(shí)候sthchange》1，通過位運(yùn)算不就知道哪個(gè)鍵值發(fā)生改變了。