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();

     key = PINC;  //再次检测，防抖动
     if(0x01 == key) //未按下，退出
         return;
     CountNum++;
     while( == 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[] = {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 = ; //初始化全局变量
     while()
     {
         ScanKey(); //扫描按键
         if(CountNum >= )
             CountNum -= ;
         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();

     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;
     }
 }

按键一次LED加一

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();

     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;
     }
 }

长按按键不断加加

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();
             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 = ;
                     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();
             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 = ;
                     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();
             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 = ;
                     break;
             }
             DDRC = 0x38; PORTC = 0x07;//输入完毕恢复默认输出模式
             break;

         default:
             key = ;
             break;
     }
     return (key);

 }

 //主函数，扫描按键显示数据
 void main()
 {
     unsigned char temp,keynum;
     unsigned char num[] = {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() //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();
         //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;
     }
 }

矩阵键盘，LED显示其值

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。