標題: 單片機基于事件的按鍵處理編程思想（原創） [打印本頁]
作者: zyhlove813 時間: 2021-9-25 09:39
標題: 單片機基于事件的按鍵處理編程思想（原創）
本帖最后由 zyhlove813 于 2021-9-25 10:57 編輯
單片機處理按鍵，網上的思路也是五花八門。入門的，可能是直接判斷端口，老手的，可能是通過鍵值計算；不管是誰學單片機，都逃不了做按鍵處理的程序。我在做項目的過程中，參考一些網上的思路，結合自己的算法，通過項目調試和驗證，終于做出了比較優化和滿意的按鍵處理程序，功能有如下幾個方面：
1、多鍵掃描處理，提高處理速度
2、支持長按處理（單次觸發或一直觸發）
3、支持按下、彈起、按住、松開、長按的事件
4、項目中只需要修改掃描鍵值，然后在各事件中判斷對應鍵值（單鍵或多鍵）
主要編程思路如下：
1、變量的說明
- //長按鍵的時長
- #define longkey_times 2000
- //長按單次模式定義，如果要長按時一直執行，請注釋下一行
- #define LONG_PROCESS_ONCE
- uint8_t KEY_PRESS; //當前按下的鍵值
- uint8_t KEY_NOT_PRESS; //當前未被按的鍵值
- uint8_t KEY_LAST; //上一次的鍵值
- uint8_t KEY_LONG; //長按的鍵值
- uint8_t KEY_DOWN; //按下的鍵值
- uint8_t KEY_UP; //彈起的鍵值
- uint8_t KEY_UP_NL; //彈起的鍵值不帶長按鍵
- uint32_t KEY_TICKS; //按鍵時間，用于長按計時
2、按鍵相關函數說明
- //按鍵處理程序
- void JUDGE_KEY(bool SINGLE_KEY); //鍵值掃描及邏輯處理
- void KEY_LONG_PROCESS(void); //長按事件
- void KEY_PRESS_PROCESS(void); //按住狀態事件
- void KEY_NOT_PRESS_PROCESS(void); //松開狀態事件
- void KEY_DOWN_PROCESS(void); //按下事件
- void KEY_UP_PROCESS(void); //彈起事件
3、按鍵掃描及邏輯處理思路
- //bool SINGLE_KEY 防抖開關，True時打開
- void JUDGE_KEY(bool SINGLE_KEY)
- {
- uint8_t TEMP_KEY; //臨時的鍵值緩存
- TEMP_KEY = PIND & 0x0C; //批量掃描IO，并生成鍵值，用戶需結合項目自已修改，PIND
- //此處表示PD0-7的端口，不同單片機不一樣，0x0C只取出
- //PD2 PD3的值
- TEMP_KEY ^= 0x0C; //此處主要是把鍵值取反，如果你的按鍵是低電平觸發的話
- //如果你的按鍵是高電平觸發，則刪除此行，不需要取反
- if(TEMP_KEY > 0) //鍵值大于0，表示有按鍵按著
- {
- delay(10); //防抖延時
- //以下再一次批量掃描鍵值
- KEY_PRESS = PIND & 0x0C;
- KEY_PRESS ^= 0x0C;
- //如果防抖開關有效且兩次鍵值不一致，返回不處理
- if(TEMP_KEY!=KEY_PRESS && SINGLE_KEY)
- {
- return;
- }
- }
- else //無按鍵動作，當前按下的鍵值=0
- {
- KEY_PRESS=0;
- }
- //核心按鍵邏輯判斷
- KEY_DOWN=(KEY_LAST^KEY_PRESS) & KEY_PRESS; //按下的鍵值
- KEY_UP=(KEY_LAST^KEY_PRESS) & KEY_LAST;//彈起的鍵值（包含長按鍵）
- KEY_UP_NL=(~KEY_LONG) & KEY_UP; //彈起的鍵值（不包含長按鍵）
- KEY_NOT_PRESS=~KEY_PRESS; //未按的鍵狀態值
- if(KEY_LONG & KEY_UP)
- {
- KEY_LONG=0;
- }
- if(KEY_PRESS > 0) //當前有按鍵值按下
- {
- if(KEY_LAST & KEY_PRESS) //如果當前的值與上次按下的值有相同的地方
- //表示有鍵一直按著，否則可能只是切換了其他按鍵
- {
- //millis()函數是Arduino的開機時間毫秒計數，其他單片機自己實現
- if(millis() - KEY_TICKS > longkey_times) //按鍵時間大于長按時間
- {
- KEY_LONG =KEY_LAST & KEY_PRESS; //長按鍵值等于一直按住的值
- KEY_LONG_PROCESS(); //長按鍵處理
- #ifdef LONG_PROCESS_ONCE //如果是長按單次處理
- KEY_TICKS=millis(); //更新長按時間標記，避免進入長按判斷
- #endif
- }
- }
- else
- {
- KEY_TICKS=millis(); //切換了其他鍵，更新長按時間標記，避免進入長按判斷
- }
- }
- else //當前無按鍵按下
- {
- KEY_TICKS=millis(); //更新長按時間標記，避免進入長按判斷
- }
- if(KEY_UP > 0) //如果有彈起的按鍵值
- {
- KEY_UP_PROCESS(); //按鍵彈起時處理
- KEY_UP = 0; //復位彈起的鍵值
- }
- if(KEY_DOWN > 0)
- {
- KEY_DOWN_PROCESS(); //按鍵按下時處理
- }
- if(KEY_PRESS > 0)
- {
- KEY_PRESS_PROCESS(); //按鍵按著狀態處理
- }
- if(KEY_NOT_PRESS)
- {
- KEY_NOT_PRESS_PROCESS(); //按鍵彈起狀態處理
- }
- KEY_LAST=KEY_PRESS; //更新上一次的鍵值
- }
4、按鍵邏輯處理算法詳解
4.1首次按下的鍵，先用異或^進行上次掃描鍵值和本次掃描鍵值計算，取得不一樣的鍵位，不一樣的鍵位和本次掃描鍵位相同，則表示首次按下。
如 0000 0010表示上次掃描的鍵，第1位是按下的狀態
0000 0110 表示本次掃描的鍵，第1位和第2位是按下的，
我們要算出第2位是首次按下，則
0000 0010 ^ 0000 0110=0000 0100
0000 0100 & 0000 0110=0000 0100
又如 000 0010表示上次掃描的鍵，第1位是按下的
0000 0100表示本次掃描的鍵，第2位是按下的，第1位已經松開
我們要算出第2位是首次按下，則
0000 0010 ^ 0000 0100=0000 0110
0000 0110 & 0000 0100=0000 0100
（所以與本次掃描的鍵值與，可以得到首次按下的鍵值）
KEY_DOWN=(KEY_LAST^KEY_PRESS) & KEY_PRESS; //按下的鍵值
4.2彈起的鍵值
與按下的原理一樣，不同的是要和上次掃描的鍵值相與
如 0000 0010表示上次掃描的鍵，第1位是按下的狀態
0000 0100 表示本次掃描的鍵，第2位是按下的，
我們要算出第1位是彈起，則
0000 0010 ^ 0000 0100=0000 0110
0000 0110 & 0000 0010=0000 0010
KEY_UP=(KEY_LAST^KEY_PRESS) & KEY_LAST;//彈起的鍵值（包含長按鍵）
4.3長按鍵一般單獨處理，彈起時如果要排除，避免多次觸發事件，需要計算出
不包含長按鍵的鍵值，用如下公式
KEY_UP_NL=(~KEY_LONG) & KEY_UP; //彈起的鍵值（不包含長按鍵）
4.4 長按鍵的計算邏輯，見程序注釋
5、如何使用
5.1 設置好長按的時間
#define longkey_times 2000 //這里表示2秒
5.2 修改掃描鍵值
TEMP_KEY = PIND & 0x0C; //批量掃描IO，并生成鍵值，用戶需結合項目自已修改，PIND
//此處表示PD0-7的端口，不同單片機不一樣，0x0C只取出 PD2 PD3的值
TEMP_KEY ^= 0x0C; //此處主要是把鍵值取反，如果你的按鍵是低電平觸發的話
//還有一處地方也要一起改
KEY_PRESS = PIND & 0x0C;
KEY_PRESS ^= 0x0C;
注意：51或其他單片機中，如果按鍵不在同一序列，比如P01 P03 P14 P16，則可以如下設置
TEMP_KEY = P0 & 0x0A; //取出 P01 P03
TEMP_KEY |=（P1 & 0x50）; //取出 P14 P16
TEMP_KEY ^= （0x0A|0x50); //此處主要是把鍵值取反，如果你的按鍵是低電平觸發的話,
//如果你的按鍵是高電平觸發，則刪除此行，不需要取反
//還有一處地方也要一起改
KEY_PRESS = P0 & 0x0A; //取出 P01 P03
KEY_PRESS |=（P1 & 0x50）; //取出 P14 P16
KEY_PRESS ^= （0x0A|0x50); //此處主要是把鍵值取反，如果你的按鍵是低電平觸發的話,
//如果你的按鍵是高電平觸發，則刪除此行，不需要取反
為了編程方便，盡量使用同一序列的口，如果不同序列的口，那端口號也要能錯開，如用了P01，就不要用P11了。
這樣的話，才能方便計算，提高掃描效率，如果非要用，只能通過移位處理
如51或其他單片機中，想判斷 P01 P02 P12 P13的鍵
TEMP_KEY = P1 & 0x0C; //取出 P12 P13
TEMP_KEY =TEMP_KEY<<1; //左移1位，避開P12和P02交叉重疊
TEMP_KEY |= （P0 & 0x06）; //取出 P01 P02
TEMP_KEY ^= （0x18|0x06); //此處主要是把鍵值取反，如果你的按鍵是低電平觸發的話
//如果你的按鍵是高電平觸發，則刪除此行，不需要取反
這樣鍵值里，0x02表示P01，0x04表示P02，0x08表示P12，0x10表示P13
5.3在單片機循環程序或定時器里，周期性調用掃描程序
void loop()
{
JUDGE_KEY(true);
}
5.4在對應事件里進行其他編程
如：
void KEY_NOT_PRESS_PROCESS() //按鍵彈起狀態處理
{
if(KEY_NOT_PRESS & 0x04)
{
//Serial.println("KEY PD2 is NOT PRESSING");
}
}
void KEY_PRESS_PROCESS() //按鍵按著狀態處理
{
if(KEY_PRESS & 0x04)
{
//Serial.println("KEY PD2 is PRESSING");
}
}
void KEY_LONG_PROCESS() //長按鍵處理
{
if(KEY_LONG & 0x04)
{
Serial.println("KEY PD2 is LONG PRESS");
}
if(KEY_LONG & 0x08)
{
Serial.println("KEY PD3 is LONG PRESS");
}
}
void KEY_DOWN_PROCESS() //按鍵按下時處理
{
if(KEY_DOWN & 0x04)
{
Serial.println("KEY PD2 is DOWN NOW");
}
if(KEY_DOWN & 0x08)
{
Serial.println("KEY PD3 is DOWN NOW");
}
Serial.println("---------------------");
}
void KEY_UP_PROCESS() //按鍵彈起時處理
{
if(KEY_UP_NL & 0x04)
{
Serial.println("KEY PD2 is UP_NL NOW");
}
if(KEY_UP_NL & 0x08)
{
Serial.println("KEY PD3 is UP NOW");
}
Serial.println("---------------------");
}
附上Arduino的測試程序,注意Arduino Uno中PD2表示數字腳2，PD3表示數字腳3
作者: ximao 時間: 2021-9-27 04:11
謝了
好資料，51黑有你更精彩!!!
作者: zyhlove813 時間: 2021-9-27 10:16
有用就好
作者: kavin21513 時間: 2021-10-6 17:53
先收藏一下，以后用得上
作者: 1009214562 時間: 2021-10-12 16:19
好資料，51黑有你更精彩!!!
作者: 窮書生 時間: 2021-10-13 20:27
不錯，值得學習
作者: zyhlove813 時間: 2021-10-25 11:16
一起學習，如果你有好的建議也不妨提出，給大家學習一下
作者: adad2 時間: 2021-11-1 17:00
好資料，51黑有你更精彩!!!
作者: linyin 時間: 2021-11-9 12:47
一起學習,51黑一定輝煌起來
作者: lddy123456 時間: 2021-11-19 08:18
很深奧的內容。
作者: 小送送 時間: 2022-1-12 11:01
剛好，我這個小白去學習學習！
作者: 溫xyz 時間: 2022-1-31 09:28
很好的資料！
作者: qidiao007 時間: 2022-3-11 09:54
這個模塊很方便
作者: chinomango 時間: 2022-3-19 03:39
本帖最后由 chinomango 于 2022-3-19 03:41 編輯
這個適合別的uP和C編譯嗎？最好前面有#if以自動適合不同的C編譯。
看到晚了，上個月還自己寫了一個，不過支持連續按鍵2次，以即時關閉電源；單次則是延遲3分鐘關閉。不知用你這個要如何改動? 先謝過。這個是堵塞式的嗎還是定時中斷掃描鍵盤？
作者: zyhlove813 時間: 2022-3-30 08:10
這個只是把按鍵值用計算的方式來產生按下、彈長、長按等事件動作，連續兩次按鍵，你可以在按下或彈起的事件里，用一個值來判斷按了幾次，再加上一個時長，如果超時或者中間按了其他按鍵，這個值就初始化到初值；
這個程序主要作用是產生事件，至少邏輯處理，要做什么事情，是你要在事件里進行編程。我這個程序，如果 JUDGE_KEY(true)在定時器里中斷調用，就變成是中斷式，如果在Loop循環里調用，就成了堵塞式�？茨愕某绦蛐枨�
作者: lhtlhtl 時間: 2022-5-19 18:29
收藏一下
作者: mrzhou 時間: 2022-6-23 09:35
非常好的設計思路，如果能提高實時性就更好了
作者: zyhlove813 時間: 2022-6-25 11:37
多個項目應用證明，一般的項目都能應對，如果有擔心的話，也可以把調用放在定時中斷里
作者: y1z2f4 時間: 2022-8-19 22:45
很好的經驗，謝謝分享。
作者: tzs233 時間: 2022-8-20 09:03
按鍵IO那里還是要做的更通用些就好了，我自己的項目應用中因為IO口緊張，是不太可能按鍵分布在連續IO口上的。
作者: zmc419 時間: 2022-9-3 17:52
太好了，也上個51的源碼好了
作者: nanjingcxy2008 時間: 2022-11-2 15:48
樓主寫的很詳細，謝謝分享。
作者: xiaoshongdh009 時間: 2022-11-10 07:54
好資料，51黑有你更精彩!!!
作者: cooltao2008 時間: 2022-12-3 17:28
很不錯的按鍵邏輯處理。收藏了。
作者: qhp777 時間: 2023-5-12 16:47
既然都用事件了，為什么還要延時防抖呢？
作者: likejian 時間: 2023-8-21 23:26
值得慢慢研究，加入到我的代碼上去
作者: zyhlove813 時間: 2024-6-8 08:28
核心思想是把按鍵的IO轉化為數值，然后通過新舊數據的運算，篩選出IO對應的不同狀態值，然后使用時通過判斷是否為需要的IO值。
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