ATmega8仿真——键盘扫描的学习

1.按键的使用特点

　　按键的应用主要是在按键闭合时改变电路的电平，但是一般情况下按键的开关都是机械弹性触点开关，即利用触点的接触和分离来实现电路的通断，所以在按键按下和释放时往往会产生抖动干扰。

消除抖动干扰的两种方式：

　　（1）硬件设计：硬件消抖要在硬件设计上增加消抖电路，如用R-S触发器等，这样就会增加系统成本。

　　（2）软件设计：在软件中对按键进行二次测试确认，即当第一次检测到按键被按下后，间隔10 毫秒左右再次检测该按键是否被按下，只有两次都册到按键按下时才确认该按键被按下了，从而消除抖动干扰。

2.单键盘扫描应用

用PB口接一个LED数码管，来显示按下按键的次数；

用PC0端口接一个按键电路；

　　实现的功能是每一次按键，LED数码管显示的数据加1，到9回0。

#include <iom8v.h>
#include "Delay.h"
/**
  *PB口:连接一个LED数码管
  *PC0:连接一个按键电路，按下呈低电平
  *
  */
unsigned char CountNum; //全局变量，用来计数

//按键扫描函数
void ScanKey(void)
{
    unsigned char key;
    
    key = PINC; //检测按键状态
    if(0x01 == key) //未按下，退出
        return;
    delay_ms(10);
    
    key = PINC;  //再次检测，防抖动
    if(0x01 == key) //未按下，退出
        return;
    CountNum++;
    while(0 == key&0x01) //等到按键释放
        key = PINC;
}

//主函数，扫描按键显示数据
void main()
{
    unsigned char num[10] = {0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};
    //初始化端口
    DDRB = 0xFF; //设置B口为输出模式
    PORTB = 0xFF; //置高电平
    DDRC = 0x00; //设置C口为输入模式
    
    CountNum = 0; //初始化全局变量
    while(1)
    {
        ScanKey(); //扫描按键
        if(CountNum >= 10)
            CountNum -= 10;
        PORTB = num[CountNum];
    }
}

//按键长按的情况
void ScanKey_Long(void)
{
    unsigned char key;
    
    key = PINC; //检测按键状态
    if(0x01 == key) //未按下，退出
        return;
    delay_ms(10);
    
    key = PINC;  //再次检测，防抖动
    if(0x01 == key) //未按下，退出
        return;
        
    while(0x00 == key) //按键长按，不断加加
    {
        CountNum++;
        key = PINC;
    }
}

 问：上面的程序没有考虑长按的情况，如果向我们使用的键盘一样，长时间按下一个按键，在屏幕上就不断的打印该字符，在这个例子里怎样实现：若长时间按下按键，CountNum就不断加加？

答：只需要更改ScanKey函数，更改结果如下

//按键长按的情况
void ScanKey_Long(void)
{
    unsigned char key;
    
    key = PINC; //检测按键状态
    if(0x01 == key) //未按下，退出
        return;
    delay_ms(10);
    
    key = PINC;  //再次检测，防抖动
    if(0x01 == key) //未按下，退出
        return;
        
    while(0x00 == key) //按键长按，不断加加
    {
        CountNum++;
        key = PINC;
    }
}

 

3.矩阵按键（键盘）扫描的应用

　　按键太多的情况下，为了节省I/O资源，通常采用矩阵式的接口。矩阵键盘由行和列组成，每个键都有它的行值和列值，行值和列值的组合就是识别每个键盘的编码。

确定是哪个按键的流程：（？？？）

（1）在行和列的一个口中输出高电平，在另一个行列口读取一个扫描码；

（2）在后一个行列口中输出高电平，在前一行列口读取第二个扫描码；

（3）查表确定哪个按键被按下。

电路图如下：

程序实现步骤：

（1）确定有无按键按下；

（2）确定是哪个按键；

（3）返回该按键值或处理对应的任务；

（4）再加上，考虑抖动消除，等待按键的断开。

要实现每按下一个按键，就在LED数码管显示出该按键对应的值，按键断开后或默认显示“－”：

#include <iom8v.h>
#include "Delay.h"
/**
  *PB口:连接一个LED数码管
  *PC0-PC5:连接9个按键电路，按下呈低电平
  *        PC0-PC2:按键的行
  *        PC3-PC5:按键的列
  *
  *1:确定有无按键按下,main函数两次判断实现；
  *2:确定是哪个按键,ScanKey函数实现；
  *3:返回该键值或处理对应的任务,main函数中处理。
  */
  

//按键扫描函数，确定是哪个按键，返回按键的值
unsigned char ScanKey(void)
{
    unsigned char tempH,tempL,key;
    
    tempH = PINC & 0x07; //取PC0-PC2用于判断行
    switch (tempH)
    {
        case 0x06:
            DDRC = 0x07; PORTC = 0x38;//将PC3-PC5(列)置为输入模式
            delay_us(1);
            tempL = PINC & 0x38; //取PC3-PC5用于判断列
            switch (tempL)
            {
                case 0x30: key = 0x01; //得到键值
                    break;
                case 0x28: key = 0x02;
                    break;
                case 0x18: key = 0x03;
                    break;
                default:   key = 0;
                    break;
            }
            DDRC = 0x38; PORTC = 0x07;//输入完毕恢复默认输出模式
            break;
            
        case 0x05:
            DDRC = 0x07; PORTC = 0x38;//将PC3-PC5(列)置为输入模式
            delay_us(1);
            tempL = PINC & 0x38; //取PC3-PC5用于判断列
            switch (tempL)
            {
                case 0x30: key = 0x04; //得到键值
                    break;
                case 0x28: key = 0x05;
                    break;
                case 0x18: key = 0x06;
                    break;
                default:   key = 0;
                    break;
            }
            DDRC = 0x38; PORTC = 0x07;//输入完毕恢复默认输出模式
            break;
            
        case 0x03:
            DDRC = 0x07; PORTC = 0x38;//将PC3-PC5(列)置为输入模式
            delay_us(1);
            tempL = PINC & 0x38; //取PC3-PC5用于判断列
            switch (tempL)
            {
                case 0x30: key = 0x07; //得到键值
                    break;
                case 0x28: key = 0x08;
                    break;
                case 0x18: key = 0x09;
                    break;
                default:   key = 0;
                    break;
            }
            DDRC = 0x38; PORTC = 0x07;//输入完毕恢复默认输出模式
            break;
            
        default:
            key = 0;
            break;
    }
    return (key);
    
}

//主函数，扫描按键显示数据
void main()
{
    unsigned char temp,keynum;
    unsigned char num[10] = {0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};
    //初始化端口
    DDRB = 0xFF; //设置B口为输出模式
    PORTB = 0xFF; //置高电平
        //将PC0-PC2(行)置为输入模式
    DDRC = 0x38;
    PORTC = 0x07;
    
    while(1) //两次检测行中有没有按下
    {
        PORTC = 0x40; //没有按键时，LED默认显示－
        //第一次检验
        temp = PINC & 0x07;
        if(0x07 == temp)
            continue;
        delay_ms(10);
        //第二次检验
        temp = PINC & 0x07;
        if(0x07 == temp)
            continue;
        
        //有按下，LED显示键值
        keynum = ScanKey();
        PORTB = num[keynum];
        //等到按键被释放
        while(0x07 != temp)
            temp = PINC & 0x07;
    }
}

代码总结：

　　主函数：判断是否有按键按下，并消除抖动干扰，若有则将获得的键值显示在LED数码管中；

　　ScanKey函数：得到扫描码确定是哪个按键，等待按键释放，返回该按键的值。

方法扩展：

（1）除了像上面的对按键的接口不停的扫描，

（2）还可以使用定时扫描，例如用一个定时器，每隔10MS 对按键接口进行扫描，看是否有按键按下；

（3）也可以使用中断的方式去扫描，当按键按下时由硬件电路产生一个中断，MCU 响应该中断，确定哪个按键被按下，处理相应函数。