按键处理的几种方法

新型的按键扫描程序
核心算法：
unsigned char Trg;
unsigned char Release;
unsigned char Cont;
void KeyRead( void )
{
unsigned char ReadData = PINB^0xff; // 1 读键值
Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont); // 2 得到按下触发值
Release=(ReadData^Trg^Cont); //3 得到释放触发值
Cont = ReadData; //4 得到所有未释放的键值
}
下面是程序解释：
Trg（triger）代表的是触发，Cont（continue）代表的是连续按下。

1：读PORTB的端口数据，取反，然后送到ReadData 临时变量里面保存起来。

2：算法1，用来计算触发变量的。

一个位与操作，一个异或操作，我想学过C语言都应该懂吧？Trg为全局变量，其它程序可以直接引用。

3：算法2，用来计算连续变量。

我们最常用的按键接法如下：AVR是有部上拉功能的，但是为了说明问题，我是特意用外部上拉电阻。

那么，按键没有按下的时候，读端口数据为1，如果按键按下，那么端口读到0。

下面就看看具体几种情况之下，这算法是怎么一回事。

（1）没有按键的时候
端口为0xff，ReadData读端口并且取反，很显然，就是 0x00 了。

Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont); （初始状态下，Cont也是为0的）很简单的数学计算，因为ReadData为0，则它和任何数“相与”，结果也是为0的。

Cont = ReadData; 保存Cont 其实就是等于ReadData，为0；
结果就是：
ReadData ＝ 0；
Trg ＝ 0；
Cont ＝ 0；
（2）第一次PB0按下的情况
端口数据为0xfe，ReadData读端口并且取反，很显然，就是 0x01 了。

Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont); 因为这是第一次按下，所以Cont是上次的值，应为为0。

那么这个式子的值也不难算，也就是 Trg = 0x01 & (0x01^0x00) = 0x01
Cont = ReadData = 0x01；
结果就是：
ReadData ＝ 0x01；
Trg ＝ 0x01；Trg只会在这个时候对应位的值为1，其它时候都为0
Cont ＝ 0x01；
（3） PB0按着不松（长按键）的情况
端口数据为0xfe，ReadData读端口并且取反是 0x01 了。

Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont); 因为这是连续按下，所以Cont是上次的值，应为为0x01。

那么这个式子就变成了 Trg = 0x01 & (0x01^0x01) = 0x00
Cont = ReadData = 0x01；
结果就是：
ReadData ＝ 0x01；
Trg ＝ 0x00；
Cont ＝ 0x01；
因为现在按键是长按着，所以MCU会每个一定时间（20ms左右）不断的执行这个函数，那么下次执行的时候情况会是怎么样的呢？
ReadData ＝ 0x01；这个不会变，因为按键没有松开
Trg ＝ ReadData & (ReadData ^ Cont) ＝ 0x01 & (0x01 ^ 0x01) = 0 ，只要按键没有松开，这个Trg值永远为 0 ！！！
Cont ＝ 0x01；只要按键没有松开，这个值永远是0x01！！
（4）按键松开的情况
端口数据为0xff，ReadData读端口并且取反是 0x00 了。

Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont) = 0x00 & (0x00^0x01) = 0x00
Cont = ReadData = 0x00；
结果就是：
ReadData ＝ 0x00；
Trg ＝ 0x00；
Cont ＝ 0x00；
很显然，这个回到了初始状态，也就是没有按键按下的状态。

总结一下，不知道想懂了没有？其实很简单，答案如下：
Trg 表示的就是触发的意思，也就是跳变，只要有按键按下（电平从1到0的跳变），那么Trg 在对应按键的位上面会置一，我们用了PB0则Trg的值为0x01，类似，如果我们PB7按下的话，Trg 的值就应该为 0x80 ，这个很好理解，还有，最关键的地方，Trg 的值每次按下只会出现一次，然后立刻被清除，完全不需要人工去干预。

所以按键功能处理程序不会重复执行，省下了一大堆的条件判断，这个可是精粹哦！！Cont代表的是长按键，如果PB0按着不放，那么Cont的值就为 0x01，相对应，PB7按着不放，那么Cont的值应该为0x80，同样很好理解。

因为有了这个支持，那么按键处理就变得很爽了，下面看应用：
应用一：一次触发的按键处理
假设PB0为蜂鸣器按键，按一下，蜂鸣器beep的响一声。

这个很简单，但是大家以前是怎么做的呢？对比一下看谁的方便？
#define KEY_BEEP 0x01
void KeyProc(void)
{
if (Trg & KEY_BEEP) // 如果按下的是KEY_BEEP
{
Beep(); // 执行蜂鸣器处理函数
}
}
怎么样？够和谐不？记得前面解释说Trg的精粹是什么？精粹就是只会出现一次。

所以你按下按键的话，Trg & KEY_BEEP 为“真”的情况只会出现一次，所以处理起来非常的方便，蜂鸣器也不会没事乱叫，hoho～～～
或者你会认为这个处理简单，没有问题，我们继续。

应用2：长按键的处理
项目中经常会遇到一些要求，例如：一个按键如果短按一下执行功能A，如果长按2秒不放的话会执行功能B，又或者是要求3秒按着不放，计数连加什么什么的功能.
这里具个简单例子，为了只是说明原理，PB0是模式按键，短按则切换模式，PB1就是加，如果长按的话则连加（玩过电子表吧？没错，就是那个！）
#define KEY_MODE 0x01 // 模式按键
#define KEY_PLUS 0x02 // 加
void KeyProc(void)
{
if (Trg & KEY_MODE) // 如果按下的是KEY_MODE，而且你常按这按键也没有用，
{ //它是不会执行第二次的哦，必须先松开再按下
Mode++; // 模式寄存器加1，当然，这里只是演示，你可以执行你想
// 执行的任何代码
}
if (Cont & KEY_PLUS) // 如果“加”按键被按着不放
{
t_plus++; // 计时
if (cnt_plus > 100) // 20ms*100 = 2S 如果时间到
{
Func(); // 你需要的执行的程序
}
}
}
应用3：点触型按键和开关型按键的混合使用
点触形按键估计用的最多，特别是单片机。

开关型其实也很常见，例如家里的电灯，那些按下就不松开，除非关。

这是两种按键形式的处理原理也没啥特别，但是你有没有想过，如果一个系统里面这两种按键是怎么处理的？我想起了我以前的处理，分开两个非常类似的处理程序，现在看起来真的是笨的不行了，但是也没有办法啊，结构决定了程序。

不过现在好了，用上面介绍的办法，很轻松就可以搞定。

原理么？可能你也会想到，对于点触开关，按照上面的办法处理一次按下和长按，对于开关型，我们只需要处理Cont就OK了，为什么？很简单嘛，把它当成是一个长按键，这样就找到了共同点，屏蔽了所有的细节。

程序就不给了，完全就是应用2的容，在这里提为了就是说明原理～～
好了，这个好用的按键处理算是说完了。

可能会有朋友会问，为什么不说延时消抖问题？哈哈，被看穿了。

果然不能偷懒。

下面谈谈这个问题，顺便也就非常简单的谈谈我自己用时间片轮办法，以及是如何消抖的。

延时消抖的办法是非常传统，也就是第一次判断有按键，延时一定的时间（一般习惯是20ms）再读端口，如果两次读到的数据一样，说明了是真正的按键，而不是抖动，则进入按键处理
程序。

当然，不要跟我说你delay（20）那样去死循环去，真是那样的话，我衷心的建议你先放下手上所有的东西，好好的去了解一下操作系统的分时工作原理，大概知道思想就可以，不需要详细看原理，否则你永远逃不出“菜鸟”这个圈子。

当然我也是菜鸟。

我的意思是，真正的单片机入门，是从学会处理多任务开始的，这个也是学校程序跟公司程序的最大差别。

当然，本文不是专门说这个的，所以也不献丑了。

我的主程序架构是这样的：
volatile unsigned char Intrcnt;
void InterruptHandle() // 中断服务程序
{
Intrcnt++; // 1ms 中断1次，可变
}
void main(void)
{
SysInit();
while(1) // 每20ms 执行一次大循环
{
KeyRead(); // 将每个子程序都扫描一遍
KeyProc();
Func1();
Funt2();
…
…
while(1)
{
if (Intrcnt>20) // 一直在等，直到20ms时间到
{
Intrcnt="0";
break; // 返回主循环
}
}
}
}
貌似扯远了，回到我们刚才的问题，也就是怎么做按键消抖处理。

我们将读按键的程序放在了主循环，也就是说，每20ms我们会执行一次KeyRead()函数来得到新的Trg 和 Cont 值。

好了，下面是我的消抖部分：很简单
基本架构如上，我自己比较喜欢的，一直在用。

当然，和这个配合，每个子程序必须执行时间不长，更加不能死循环，一般采用有限状态机的办法来实现，具体参考其它资料咯。

懂得基本原理之后，至于怎么用就大家慢慢思考了，我想也难不到聪明的工程师们。

例如还有一些处理，
怎么判断按键释放？很简单，Trg 和Cont都为0 则肯定已经释放了。

把程序稍改一下，可以兼容所有的电平变化：
Unsigned char PreKey;
Unsigned char NewKey;
Volaitile unsigned char KeyCode;
Void ReadKey(void)
{
PreKey = NewKey;
NewKey = Pinx;
KeyCode = PreKey^NewKey^KeyCode; //注意：等式左边的KeyCode是本次读按键的结果，等式右边的KeyCode是上次读按键的结果
}
KeyCode 是全局变量，和Cont一样。

题目：多功能按键设计。

利用一个I/O口，接一个按键，实现3功能操作：单击 + 双击 + 长按。

============================================================================
用户基本操作定义：
1。

短按操作：按键按下，按下时间<1s，属于一次短按操作
2。

长按操作：按键按下，按下时间>1s，属于一次长按操作
在正常0.5s无按键操作为启始按键扫描条件下，扫描按键将产生以下3种按键事件：
1。

长按事件：任何1次出现的长按操作都属于长按事件
2。

单击事件：1次短按操作后，间隔0.5没有短按操作
3。

双击事件：2次短按操作间隔时间<0.5s，则2次短按操作为1次双击事件，且2次短按都取消
特别操作情况定义：
1。

短按操作和长按操作间隔<0.5s，以及，长按操作和短按操作间隔<0.5s，均不产生双击事件
2。

连续n次（n为奇数）短按操作，且间隔均<0.5s，产生(n-1)/2次双击事件+1次单击事件
3。

连续n次（n为偶数）短按操作，且间隔均<0.5s，产生n/2次双击事件
对按键操作者的建议：
由于按键的多功能性质，建议操作者每次在单击/长按/双击按键事件发生后，隔0.5s 后再进行下一次的按键操作。

因为在特别操作情况下，程序是保证按定义进行判断和处理的，主要是怕操作者自己记不清楚导致操作失误。

对软件设计者的要求：
1。

应该全面进行分析，给出严格定义和判断条件，如上所示。

如果自己都不清楚，你的设计出的系统就不稳定，不可靠。

2。

在1的基础上，编写出符合要求的程序，并进行全面测试。

/*=============
低层按键（I/0）扫描函数，即低层按键设备驱动，只返回无键、短按和长按。

具体双击不在此处判断。

参考本人教材的例9-1，稍微有变化。

教材中为连_发。

===============*/
#define key_input PIND.7 // 按键输入口
#define N_key 0 //无键
#define S_key 1 //单键
#define D_key 2 //双键
#define L_key 3 //长键
#define key_state_0 0
#define key_state_1 1
#define key_state_2 2
unsigned char key_driver(void)
{
static unsigned char key_state = key_state_0, key_time = 0;
unsigned char key_press, key_return = N_key;
key_press = key_input; // 读按键I/O电平
switch (key_state)
{
case key_state_0: // 按键初始态
if (!key_press) key_state = key_state_1; // 键被按下，状态转换到按键消抖和确认状态
break;
case key_state_1: // 按键消抖与确认态
if (!key_press)
{
key_time = 0; //
key_state = key_state_2; // 按键仍然处于按下，消抖完成，状态转换到按下键时间的计时状态，但返回的还是无键事件
}
else
key_state = key_state_0; // 按键已抬起，转换到按键初始态。

此处完成和实现软件消抖，其实按键的按下和释放都在此消抖的。

break;
case key_state_2:
if(key_press)
{
key_return = S_key; // 此时按键释放，说明是产生一次短操作，回送S_key
key_state = key_state_0; // 转换到按键初始态
}
else if (++key_time >= 100) // 继续按下，计时加10ms（10ms为本函数循环执行间隔）
{
key_return = L_key; // 按下时间>1000ms，此按键为长按操作，返回长键事件
key_state = key_state_3; // 转换到等待按键释放状态
}
break;
case key_state_3: // 等待按键释放状态，此状态只返回无按键事件
if (key_press) key_state = key_state_0; //按键已释放，转换到按键初始态 break;
}
return key_return;
}
/*=============
中间层按键处理函数，调用低层函数一次，处理双击事件的判断，返回上层正确的无键、单键、双键、长键4个按键事件。

本函数由上层循环调用，间隔10ms
===============*/
unsigned char key_read(void)
{
static unsigned char key_m = key_state_0, key_time_1 = 0;
unsigned char key_return = N_key,key_temp;
key_temp = key_driver();
switch(key_m)
{
case key_state_0:
if (key_temp == S_key )
{
key_time_1 = 0; // 第1次单击，不返回，到下个状态判断后面是否出现双击
key_m = key_state_1;
}
else
key_return = key_temp; // 对于无键、长键，返回原事件
break;
case key_state_1:
if (key_temp == S_key) // 又一次单击（间隔肯定<500ms） {
key_return = D_key; // 返回双击键事件，回初始状态
key_m = key_state_0;
}
else
{ // 这里500ms肯定读到的都是无键事件，因为长键>1000ms，在1s前低层返回的都是无键
if(++key_time_1 >= 50)
{
key_return = S_key; // 500ms没有再次出现单键事件，返回上一次的单键事件
key_m = key_state_0; // 返回初始状态
}
}
break;
}
return key_return;
}
下面，根据程序分析按键事件的反映时间：
1。

对于长键，按下超过1s马上响应，反映最快
2。

对于双键，第2次按键释放后马上得到反映。

3。

对于单键，释放后延时拖后500ms才能响应，反映最慢。

这个与需要判断后面是否有双击操作有关，只能这样。

实际应用中，可以调整两次单击间隔时间定义，比如为300ms，这样单击的响应回快一点，单按键操作人员需要加快按键的操作过程。

如果产品是针对老年人的，这个时间不易太短，因为年纪大的人，反映和动作都比较慢。

当然，上面两段可以合在一起。

我这样做的目的，是为了可以方便的扩展为N击（当然，需要做修改）。

可是最底层的就是最基本的操作处理短按和长按，不用改动的。

至于双击，还是N击，在中间层处理。

这就是程序设计中分层结构的优点。

测试代码环境如下：
interrupt [TIM0_COMP] void timer0_comp_isr(void) // 定时器10ms中断服务{
time_10ms_ok = 1;
}
main(viod)
{
.........
while
{
if (time_10ms_ok) //每10ms执行一次，
{
time_10ms_ok =0;
key = key_read(); //《====== 10ms一次调用按键中间层函数，根据返回键值，点亮不同的LED灯，全面测试按键操作是否正常
if (key == L_key)
........//点亮A_LED，关闭B_LED和C_LED else if(key == D_key)
........//点亮B_LED，关闭A_LED和C_LED else if(key == S_key)
........//点亮C_LED，关闭A_LED和B_LED }
}
}
=================================================
单个按键复用：单击，长按，双击。

2011-09-16 11:13
闲着无事在网上逛，产生按键复用的想法。

前些天找按键复用程序，在网上很难找到，有些收费的代码是我们不会买的。

所以借鉴了一位老师的代码，自己改了改。

刚开始调试不成功，后来成了。

/****************************************************************************** **
实验目的：按键的长按,短按,双击检测
******************************************************************************* */
#include <reg52.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
uchar key_num; //按键计数变量
bit key_long_flag,key_short_flag,key_double_flag; //长按标志位，短按标志位，双击标志位
sbit key=P1^0; //独立按键接P1^0
/************************ms延时函数**************************/
void delay_ms(uint ms)
{
uchar x;
while(ms--)
for(x=0;x<123;x++);
}
/***************************按键扫描*************************/
void key_scan()
{
uchar key_down_time,key_up_time; //”按下“时长
key_down_time=0; //“按下”时长计数器清零
key_up_time=0; //“释放”时长计数器清零
if(key==0) //如按键key按下
{
delay_ms(20); //延时消抖
if(key==0)
{ //如按键key按下
do{ //“按下”计数器开始计数
key_down_time++;
delay_ms(10);
}while(key==0);
if(key_down_time<50) //如“按下”计数小于设定值（短击的最大限制值）
{
delay_ms(20); //延时消抖
do { //“释放”计数器开始计数
key_up_time++;
delay_ms(10);
}while((key_up_time<40)&&(key==1));//当超出设定值或再次有“按下”事件发生，结束计数
delay_ms(20); //延时（消抖）
do { //待到第二次的“按下”事件结束
}while(key==0);
if(key_up_time<40) key_double_flag=1;
else key_short_flag=1; //在释放期间提前结束的为双击，否则为短击
}
else
{
key_long_flag=1; //长击标志位置“1”
}
}
}
}
/******************************主函数**********************************/
void main()
{
while(1) //不断循环，检测按键
{
key_scan();
if(key_short_flag==1)
{
P0=0xfe; //单击亮1个灯
key_short_flag=0; //清零标志位
}
if(key_long_flag==1)
{
P0=0x00; //长按全亮
key_long_flag=0;
}
if(key_double_flag==1)
{
P0=0xf0; //双击亮4个灯
key_double_flag=0;
}
}
}。