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2016-8-6 排版 单片机按键处理技巧及编程方式
By:XiaoHe
单片机按键处理技巧及编程方式
2010-10-23 15:01
从这一章开始，我们步入按键程序设计的殿堂。在基于单片机为核心构成的应用系统中，用户输入是
必不可少的一部分。输入可以分很多种情况，譬如有的系统支持PS2 键盘的接口，有的系统输入是基于编
码器，有的系统输入是基于串口或者USB 或者其它输入通道等等。在各种输入途径中，更常见的是，基于
单个按键或者由单个键盘按照一定排列构成的矩阵键盘(行列键盘) 。我们这一篇章主要讨论的对象就是基于
单个按键的程序设计，以及矩阵键盘的程序编写。
◎按键检测的原理
常见的独立按键的外观如下，相信大家并不陌生，各种常见的开发板学习板上随处可以看到他们的身
影。
总共有四个引脚，一般情况下，处于同一边的两个引脚内部是连接在一起的，如何分辨两个引脚是否
处在同一边呢？可以将按键翻转过来，处于同一边的两个引脚，有一条突起的线将他们连接一起，以标示
它们俩是相连的。如果无法观察得到，用数字万用表的二极管挡位检测一下即可。搞清楚这点非常重要，
对于我们画PCB 的时候的封装很有益。
它们和我们的单片机系统的I/O 口连接一般如右图所示：
对于单片机I/O 内部有上拉电阻的微控制器而言，还可以省掉外部的那个上拉电
阻。简单分析一下按键检测的原理。当按键没有按下的时候，单片机I/O 通过上拉电阻
R1 接到VCC ，我们在程序中读取该I/O 的电平的时候，其值为1(高电平); 当按键S1
按下的时候，该I/O 被短接到GND，在程序中读取该I/O 的电平的时候，其值为0(低
电平) 。这样，按键的按下与否，就和与该按键相连的I/O 的电平的变化相对应起来。
结论：我们在程序中通过检测到该I/O 口电平的变化与否，即可以知道按键是否被按下，
从而做出相应的响应。一切看起来很美好，是这样的吗？
◎现实并非理想
在我们通过上面的按键检测原理得出上述的结论的时候，其实忽略了一个重要的问题，那就是现实中
按键按下时候的电平变化状态。我们的结论是基于理想的情况得出来的，就如同下面这幅按键按下时候对
应电平变化的波形图一样：
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而实际中，由于按键的弹片接触的时候，并不是一接触就紧紧的闭合，它还存在一定的抖动，尽管这
个时间非常的短暂，但是对于我们执行时间以us 为计算单位的微控制器来说，
它太漫长了。因而，实际的波形图应该如下面这幅示意图一样：
这样便存在这样一个问题。假设我们的系统有这样功能需求：在检测到按键按下的时候，将某个I/O 的
状态取反。由于这种抖动的存在，使得我们的微控制器误以为是多次按键的按下，从而将某个I/O 的状态不
断取反，这并不是我们想要的效果，假如该I/O 控制着系统中某个重要的执行的部件，那结果更不是我们所
期待的。于是乎有人便提出了软件消除抖动的思想，道理很简单：抖动的时间长度是一定的，只要我们避
开这段抖动时期，检测稳定的时候的电平不久可以了吗？听起来确实不错，而且实际应用起来效果也还可
以。于是，各种各样的书籍中，在提到按键检测的时候，总也不忘说道软件消抖。就像下面的伪代码所描
述的一样。(假设按键按下时候，低电平有效)
If(0 == io_KeyEnter) //如果有键按下了
{
Delayms(20) ; //先延时20ms 避开抖动时期
If(0 == io_KeyEnter) //然后再检测，如果还是检测到有键按下
{
return KeyValue ; //是真的按下了，返回键值
}
else
{
return KEY_NULL //是抖动，返回空的键值
}
while (0 == io_KeyEnter) ; //等待按键释放
}
乍看上去，确实挺不错，实际中呢？在实际的系统中，一般是不允许这么
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