所謂人機交互，無外乎是利用微控制器檢測用戶的輸入指令，以及將設(shè)備的狀態(tài)信息通過顯示器顯示出來，微控制器通過檢測用戶輸入的指令，來及時響應(yīng)用戶的操作；用戶則通過LCD等顯示設(shè)備顯示出來的信息，來實時的了解設(shè)備的運行狀況。因此，一套優(yōu)秀的人機接口，對一個嵌入式設(shè)備來說是多么的重要。有了人機接口，那么嵌入式的所有功能，都可以慢慢實現(xiàn)了。下面就有我來給大家講講人機交互里面最簡單的輸入設(shè)備，按鍵的掃描實現(xiàn)方法吧。

按鍵的掃描方式主要有下面幾種：

1、死循環(huán)掃描方式：這種掃描方式，一般出現(xiàn)在大量的單片機教程及51開發(fā)板的配套例程里面，因此一般單片機初學(xué)者多是用這種掃描方式，因為這種掃描方式簡單直接，也比較好理解。假定按鍵端口為PIN_KEY1，延時函數(shù)為delay_ms(unsined int ms),則死循環(huán)掃描方式的實現(xiàn)方式如下：

//由于超出字數(shù)，具體程序請大家閱讀附件理解，抱歉。

以上就是死循環(huán)掃描方式的按鍵掃描實現(xiàn)方法，是最簡單的方法，這種方法最大的缺點就是占用CPU時間過長。當(dāng)實現(xiàn)的功能比較簡單，例如只控制一個LED燈的亮滅，感覺不出這種方法的缺點。但是當(dāng)功能比較多的時候，就會造成系統(tǒng)比較卡頓的現(xiàn)象，使系統(tǒng)運行不流暢，造成的原因就是delay_ms(20)，因為在延時的20ms里面，CPU完全是死等在那里，不去處理其他任何功能，只有當(dāng)按鍵松開后，才會去處理其他功能，如果到處都充滿了這種死循環(huán)，那么就會有很多功能得不到及時的響應(yīng)，而造成系統(tǒng)卡頓。

2、中斷方式：這種按鍵掃描方式一般是利用外部中斷來實現(xiàn)，因為外部中斷一般具有上升沿觸發(fā)中斷、下降沿觸發(fā)中斷、高電平觸發(fā)中斷、低電平觸發(fā)中斷等，當(dāng)按鍵沒有按下時為高電平，按下按鍵后，會有一個下降沿或者是低電平，外部中斷檢測到該信號后，進入外部中斷處理程序，從而實現(xiàn)按鍵掃描。這種方式一般利用在一些需要低功耗應(yīng)用的場合，當(dāng)MCU進入低功耗模式時，需要一個外部中斷來喚醒MCU，進入運行模式，這時我們可以利用一個外部中斷來喚醒MCU，并且通過外部中斷來檢測掃描按鍵是否按下，實現(xiàn)特定的功能。外部中斷掃描方式的主要優(yōu)點是，平時不需要MCU的參與，也就不消耗MCU的運行時間，只有當(dāng)檢測到外部中斷時，才處理按鍵事件；缺點是一般MCU的外部中斷口不多，而外部中斷一般是用來處理一些比較緊急的功能，比如過零檢測等功能的。因此，外部中斷掃描方式也不是最常用的按鍵掃描方法。

3、ADC檢測按鍵：這種方法一般是使用在具有ADC功能的單片機上，當(dāng)IO口不足時，可以使用一個AD口來檢測按鍵，每個按鍵按下時，AD采集到的數(shù)據(jù)不一樣，從而來實現(xiàn)按鍵的檢測。

4、定時器定時掃描方式：這種方法和方法1有點類似，只是不會像方法1那樣死等在那里消耗MCU運行時間，而是通過定時器掃描來實現(xiàn)。首先，MCU檢測到按鍵后，定時器定時，達到一定時間后，繼續(xù)掃描按鍵是否按下，然后計時按鍵按下的時間，當(dāng)20ms以后按鍵還是按下狀態(tài)，則執(zhí)行按鍵操作，反之則認為是抖動。下面是我利用狀態(tài)機實現(xiàn)的一個按鍵掃描程序，先貼出源代碼再講解實現(xiàn)過程。

//由于貼源代碼超出字數(shù)，此處程序請大家看附件資料理解，抱歉，大家可以安裝Source Insight 3閱讀，里面已經(jīng)附件里面已經(jīng)建好了工程。

//main函數(shù)如下：

void main(void)

{

//系統(tǒng)初始化

SystemInit();

while(1)

{

if(SystemFlag.fTimer_5ms)//a

{

SystemFlag.fTimer_5ms = 0;//b

process_key();//c

}

}

}

注解：

a、查詢5ms標(biāo)志是否為真，這個標(biāo)志是在定時器中斷里面置位的，5ms定時到，就置位該標(biāo)志。

b、清楚5ms到標(biāo)志；

c、調(diào)用按鍵掃描函數(shù)，這樣按鍵掃描函數(shù)是5ms執(zhí)行一次。

process_key()函數(shù)里面的具體的按鍵功能執(zhí)行函數(shù)請查看附件，里面注釋的很清楚了。

以上程序?qū)崿F(xiàn)的功能是，短按K1，LED1亮，LED2滅；短按K2，LED1滅，LED2亮；長按K1兩秒，LED1翻轉(zhuǎn)；長按K2兩秒，LED2翻轉(zhuǎn)；K1和K2同時按下2秒，LED1和LED2都翻轉(zhuǎn)。附件使用的是瑞薩R5F100FC單片機編程實現(xiàn)的，大家可以移植到任何平臺。

我想經(jīng)過了上面的講解，大家對按鍵的幾種掃描實現(xiàn)方式都有了一個足夠的認識了，大家也可以看出狀態(tài)機編程應(yīng)用比較實用。將一個功能，分解成多個不同的狀態(tài)，每個狀態(tài)處理一個步驟，簡單易懂，而且也更加容易實現(xiàn)。

如果你是個單片機初學(xué)者，或者是還在使用死循環(huán)掃描按鍵的程序員，那么請趕緊拋棄死循環(huán)吧，盡量用定時器中斷來實現(xiàn)一個簡單的前后臺系統(tǒng)。