按键

什么是按键

按键的物理特性

• 平时没人按的时候，弹簧把按键按钮弹开，此时内部断开的。
• 有人按下的时候，手的力量克服弹簧的弹力，将按钮按下，此时内部保持接通状态；如果手拿开，则弹簧作用下按钮又弹开，同时内部又断开
• 一般的按键都有4个引脚，这4个引脚成2对：其中一对是常开触点（像上面描述的，按下则断开，按下则闭合）；一对常闭触点（平时不按是闭合的，按下后是断开的）

按键的电学原理（结合原理图分析）

• 硬件接法：　　SW5：GPH0_2　　SW6：GPH0_3　　SW7/8/9/10：GPH2_0/1/2/3
• 按键的电路连接分析：平时按钮没有按下，按钮内部断开，GPIO引脚处电压为高电平，当有人按下按钮是，按钮内部导通，外部VDD经过电阻和按钮连接到地，形成回路。此时GPIO引脚处电压就变成低电平。此时VDD电压全部分压在电阻上（这个电阻就叫做分压电阻，这点点租不能太小，因为电阻的功率：U*U/R，会大量发热。）

总结：按键的工作方法：其实就是按键的按下与弹开，分别对应GPIO的两种电平状态（按下则为低电平，弹开则GPIO为高电平）。此时SoC可以通过检测这个GPIO的电平高低，来判断按键有没有按下，这个判断结果即可作为SoC的输入信号。

按键属于输入类设备

按键一般用来做输入设备（由人向SoC发送信息的设备），由人向SoC发送按键信号（按键信号有2种：按下信号和弹开信号）

有些设备就是单纯的输入设备，譬如按键触摸屏等；有些设备就是单纯的输出设备，譬如LCD；还有一些设备既能输入又能输出的，叫输入输出设备（IO），譬如串口

按键的2种响应方法

SoC处理按键有2种思路：轮询方式和中断方式

• 轮询方式，就是SoC主动的每隔一段时间去读取（按键所对应的GPIO电平的高低），以此获得按键信息。

此方法缺点在于：CPU要一直注意按键事件，会影响CPU做其他事情

中断方式就是SoC事先设定好GPIO出发的中断处理程序，当外部按键按下或者弹开时，会自动出发GPIO对应的外部中断，导致ISR执行，从而自动处理按键信息。

轮询方式处理按键

X210开发板的按键接法

• 查看原理图，找到按键对应的GPIO：SW5：GPH0_2　　SW6：GPH0_3　　SW7/8/9/10：GPH2_0/1/2/3

原理图上可以看出：按下时是低电平，弹起时是高电平

按键对应的GPIO模式设置

• 按键接到GPIO上，按键按下还是弹起，决定外部电路的接通与否，从而决定这个GPIO引脚电压是高还是低；这个电压可以作为这个 GPIO引脚的输入信号，此时GPIO设置为输入模式，即可从SoC内部读取该引脚电平为1还是0（1对应高电平，0对应低电平）
• GPHOCON（0xE0200C00） 　　 GPH0DAT(0xE0200C04)　　　GPH2CON（0xE0200C40）　　　GPH2DAT(0xE0200C44)
• 应该将CON寄存器中将GPIO设置为input模式。然后去读取DAT寄存器相应位（读取到相应位的值为1表示外部为高电平（按键弹起），读取到位为0表示外部为低电平（按键按下））

轮询方式处理按键的程序流程

• （1）先初始化GPIO模式位input模式；
• （2）循环读取GPIO的电平值，然后判断有无按键按下

代码编写和调试

 

串口输出和按键消抖

基于串口标准输出的按键调试

• 以之前的串口stdio的工程为基础来一直添加轮询方式按键处理
• 注意USB下载方式可能有错误（有可能不下载），解决方案就是用SD卡代替

什么是按键消抖

• 按键这种无理器件本身会有抖动信号，抖动信号是指电平信号由高到低（也就是按键按下时）或者电平由高到低（也就是按键弹起时）的过程中，电平的辩护啊不会死立刻变化，而是经过了一段时间的不稳定期才完成，在这个不稳定期，电平可能会时高时低，反复变化，这就叫抖动（抖动期内获取信息时不可靠的）。
• 什么叫消抖？消抖就是用硬件或者软件方法尽量减少抖动起对按键获取的影响。
• 消抖常见的两种思路：硬件消抖和软件消抖

第一：硬件消抖，消抖的思路是尽量减少抖动时间，具体方法是增加一些电容原件等来消抖

第二：软件消抖，消抖的思路是发现一次按键按下/弹起事件后，不立即处理而是延长一段时间（一般10~20ms，这就是消抖时间）后再去获取键值，如果这次键值和上次的一样那么就认为真的按下/弹起。

一般比较精密需要的时候，需要硬件消抖和软件消抖一起配合。

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