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十（5）单片机长短按键的应用

　　在单片机系统中应用按键的时候，如果只需要按下一次按键加 1 或减 1，那用第 8 章学到的知识就可以完成了，但如果想连续加很多数字的时候，要一次次按下这个按键确实有点不方便，这时我们会希望一直按住按键，数字就自动持续增加或减小，这就是所谓的长短按键应用。 

　　当检测到一个按键产生按下动作后，马上执行一次相应的操作，同时在程序里记录按键按下的持续时间，该时间超过 1 秒后(主要是为了区别短按和长按这两个动作，因短按的时间通常都达到几百 ms)，每隔 200ms(如果你需要更快那就用更短的时间，反之亦然)就自动再执行一次该按键对应的操作，这就是一个典型的长按键效果。 

　　对此，我们做了一个模拟定时炸弹效果的实例，提供给大家作为参考。打开开关后，数码管显示数字 0，按向上的按键数字加 1，按向下的按键数字减 1，长按向上按键 1 秒后，数字会持续增加，长按向下按键 1 秒后，数字会持续减小。设定好数字后，按下回车按键，时间就会进行倒计时，当倒计时到 0 的时候，用蜂鸣器和板子上的 8 个 LED 小灯做炸弹效果，蜂鸣器持续响，LED 小灯全亮。

 
  1. #include <reg52.h>  
  2.   
  3. sbit BUZZ = P1^6;  
  4. sbit ADDR3 = P1^3;  
  5. sbit ENLED = P1^4;  
  6. sbit KEY_IN_1 = P2^4;  
  7. sbit KEY_IN_2 = P2^5;  
  8. sbit KEY_IN_3 = P2^6;  
  9. sbit KEY_IN_4 = P2^7;  
  10. sbit KEY_OUT_1 = P2^3;  
  11. sbit KEY_OUT_2 = P2^2;  
  12. sbit KEY_OUT_3 = P2^1;  
  13. sbit KEY_OUT_4 = P2^0;  
  14.   
  15. unsigned char code LedChar[] = { //数码管显示字符转换表  
  16.     0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8,  
  17.     0x80, 0x90, 0x88, 0x83, 0xC6, 0xA1, 0x86, 0x8E  
  18. };  
  19. unsigned char LedBuff[7] = { //数码管+独立 LED 显示缓冲区  
  20.     0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF  
  21. };  
  22. unsigned char code KeyCodeMap[4][4] = { //矩阵按键编号到标准键盘键码的映射表  
  23.     { 0x31, 0x32, 0x33, 0x26 }, //数字键 1、数字键 2、数字键 3、向上键  
  24.     { 0x34, 0x35, 0x36, 0x25 }, //数字键 4、数字键 5、数字键 6、向左键  
  25.     { 0x37, 0x38, 0x39, 0x28 }, //数字键 7、数字键 8、数字键 9、向下键  
  26.     { 0x30, 0x1B, 0x0D, 0x27 } //数字键 0、ESC 键、 回车键、 向右键  
  27. };  
  28. unsigned char KeySta[4][4] = { //全部矩阵按键的当前状态  
  29.     {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}  
  30. };  
  31. unsigned long pdata KeyDownTime[4][4] = { //每个按键按下的持续时间，单位 ms  
  32.     {0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0}  
  33. };  
  34.   
  35. bit enBuzz = 0; //蜂鸣器使能标志  
  36. bit flag1s = 0; //1 秒定时标志  
  37. bit flagStart = 0; //倒计时启动标志  
  38. unsigned char T0RH = 0; //T0 重载值的高字节  
  39. unsigned char T0RL = 0; //T0 重载值的低字节  
  40. unsigned int CountDown = 0; //倒计时计数器  
  41.   
  42. void ConfigTimer0(unsigned int ms);  
  43. void ShowNumber(unsigned long num);  
  44. void KeyDriver();  
  45.   
  46. void main(){  
  47.     EA = 1; //使能总中断  
  48.     ENLED = 0; //选择数码管和独立 LED  
  49.     ADDR3 = 1;  
  50.     ConfigTimer0(1); //配置 T0 定时 1ms  
  51.     ShowNumber(0); //上电显示 0  
  52.      
  53.     while (1){  
  54.         KeyDriver(); //调用按键驱动函数  
  55.         if (flagStart && flag1s){ //倒计时启动且 1 秒定时到达时，处理倒计时  
  56.             flag1s = 0;  
  57.             if (CountDown > 0){ //倒计时未到 0 时，计数器递减  
  58.                 CountDown--;  
  59.                 ShowNumber(CountDown); //刷新倒计时数显示  
  60.                 if (CountDown == 0){ //减到 0 时，执行声光报警  
  61.                     enBuzz = 1;  
  62.                     //启动蜂鸣器发声  
  63.                     LedBuff[6] = 0x00; //点亮独立 LED  
  64.                 }  
  65.             }  
  66.         }  
  67.     }  
  68. }  
  69. /* 配置并启动 T0，ms-T0 定时时间 */  
  70. void ConfigTimer0(unsigned int ms){  
  71.     unsigned long tmp; //临时变量  
  72.     tmp = 11059200 / 12; //定时器计数频率  
  73.     tmp = (tmp * ms) / 1000; //计算所需的计数值  
  74.     tmp = 65536 - tmp; //计算定时器重载值  
  75.     tmp = tmp + 28; //补偿中断响应延时造成的误差  
  76.     T0RH = (unsigned char)(tmp>>8); //定时器重载值拆分为高低字节  
  77.     T0RL = (unsigned char)tmp;  
  78.     TMOD &= 0xF0; //清零 T0 的控制位  
  79.     TMOD |= 0x01; //配置 T0 为模式 1  
  80.     TH0 = T0RH; //加载 T0 重载值  
  81.     TL0 = T0RL;  
  82.     ET0 = 1; //使能 T0 中断  
  83.     TR0 = 1; //启动 T0  
  84. }  
  85.     /* 将一个无符号长整型的数字显示到数码管上，num-待显示数字 */  
  86. void ShowNumber(unsigned long num){  
  87.     signed char i;  
  88.     unsigned char buf[6];  
  89.     for (i=0; i<6; i++){ //把长整型数转换为 6 位十进制的数组  
  90.         buf[i] = num % 10;  
  91.         num = num / 10;  
  92.     }  
  93.     for (i=5; i>=1; i--){ //从最高位起，遇到 0 转换为空格，遇到非 0 则退出循环  
  94.         if (buf[i] == 0){  
  95.             LedBuff[i] = 0xFF;  
  96.         }else{  
  97.             break;  
  98.         }  
  99.     }  
  100.      
  101.     for ( ; i>=0; i--){ //剩余低位都如实转换为数码管显示字符  
  102.         LedBuff[i] = LedChar[buf[i]];  
  103.     }  
  104. }  
  105. /* 按键动作函数，根据键码执行相应的操作，keycode-按键键码 */  
  106. void KeyAction(unsigned char keycode){ //按键动作函数，根据键码执行相应动作  
  107.     if (keycode == 0x26){ //向上键，倒计时设定值递增  
  108.         if (CountDown < 9999){ //最大计时 9999 秒  
  109.             CountDown++;  
  110.             ShowNumber(CountDown);  
  111.         }  
  112.     }else if (keycode == 0x28){ //向下键，倒计时设定值递减  
  113.         if (CountDown > 1){ //最小计时 1 秒  
  114.             CountDown--;  
  115.             ShowNumber(CountDown);  
  116.         }  
  117.     }else if (keycode == 0x0D){ //回车键，启动倒计时  
  118.         flagStart = 1; //启动倒计时  
  119.     }else if (keycode == 0x1B){ //Esc 键，取消倒计时  
  120.         enBuzz = 0; //关闭蜂鸣器  
  121.         LedBuff[6] = 0xFF; //关闭独立 LED  
  122.         flagStart = 0; //停止倒计时  
  123.         CountDown = 0; //倒计时数归零  
  124.         ShowNumber(CountDown);  
  125.     }  
  126. }  
  127. /* 按键驱动函数，检测按键动作，调度相应动作函数，需在主循环中调用 */  
  128. void KeyDriver(){  
  129.     unsigned char i, j;  
  130.     static unsigned char pdata backup[4][4] = { //按键值备份，保存前一次的值  
  131.         {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}  
  132.     };  
  133.     static unsigned long pdata TimeThr[4][4] = { //快速输入执行的时间阈值  
  134.         {1000, 1000, 1000, 1000}, {1000, 1000, 1000, 1000},  
  135.         {1000, 1000, 1000, 1000}, {1000, 1000, 1000, 1000}  
  136.     };  
  137.      
  138.     for (i=0; i<4; i++){ //循环扫描 4*4 的矩阵按键  
  139.         for (j=0; j<4; j++){  
  140.             if (backup[i][j] != KeySta[i][j]){ //检测按键动作  
  141.                 if (backup[i][j] != 0){ //按键按下时执行动作  
  142.                     KeyAction(KeyCodeMap[i][j]); //调用按键动作函数  
  143.                 }  
  144.             }  
  145.             backup[i][j] = KeySta[i][j];  
  146.             if (KeyDownTime[i][j] > 0){  
  147.                 if (KeyDownTime[i][j] >= TimeThr[i][j]){ //达到阈值时执行一次动作  
  148.                     KeyAction(KeyCodeMap[i][j]); //调用按键动作函数  
  149.                     TimeThr[i][j] += 200; //时间阈值增加 200ms，以准备下次执行  
  150.                 }  
  151.             }else{ //按键弹起时复位阈值时间  
  152.                 TimeThr[i][j] = 1000; //恢复 1s 的初始阈值时间  
  153.             }  
  154.         }  
  155.     }  
  156. }  
  157. /* 按键扫描函数，需在定时中断中调用 */  
  158. void KeyScan(){  
  159.     unsigned char i;  
  160.     static unsigned char keyout = 0; //矩阵按键扫描输出索引  
  161.      
  162.     static unsigned char keybuf[4][4] = { //矩阵按键扫描缓冲区  
  163.         {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}, {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF},  
  164.         {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}, {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}  
  165.     };  
  166.      
  167.     //将一行的 4 个按键值移入缓冲区  
  168.     keybuf[keyout][0] = (keybuf[keyout][0] << 1) | KEY_IN_1;  
  169.     keybuf[keyout][1] = (keybuf[keyout][1] << 1) | KEY_IN_2;  
  170.     keybuf[keyout][2] = (keybuf[keyout][2] << 1) | KEY_IN_3;  
  171.     keybuf[keyout][3] = (keybuf[keyout][3] << 1) | KEY_IN_4;  
  172.     //消抖后更新按键状态  
  173.     for (i=0; i<4; i++){ //每行 4 个按键，所以循环 4 次  
  174.         //连续 4 次扫描值为 0，即 4*4ms 内都是按下状态时，可认为按键已稳定的按下  
  175.         if ((keybuf[keyout][i] & 0x0F) == 0x00){  
  176.             KeySta[keyout][i] = 0;  
  177.             KeyDownTime[keyout][i] += 4; //按下的持续时间累加  
  178.         //连续 4 次扫描值为 1，即 4*4ms 内都是弹起状态时，可认为按键已稳定的弹起  
  179.         }else if ((keybuf[keyout][i] & 0x0F) == 0x0F){  
  180.             KeySta[keyout][i] = 1;  
  181.         }  
  182.     }  
  183.     KeyDownTime[keyout][i] = 0; //按下的持续时间清零  
  184.     //执行下一次的扫描输出  
  185.     keyout++; //输出索引递增  
  186.     keyout &= 0x03; //索引值加到 4 即归零  
  187.     switch (keyout){ //根据索引，释放当前输出引脚，拉低下次的输出引脚  
  188.         case 0: KEY_OUT_4 = 1; KEY_OUT_1 = 0; break;  
  189.         case 1: KEY_OUT_1 = 1; KEY_OUT_2 = 0; break;  
  190.         case 2: KEY_OUT_2 = 1; KEY_OUT_3 = 0; break;  
  191.         case 3: KEY_OUT_3 = 1; KEY_OUT_4 = 0; break;  
  192.         default: break;  
  193.     }  
  194. }  
  195. /* LED 动态扫描刷新函数，需在定时中断中调用 */  
  196. void LedScan(){  
  197.     static unsigned char i = 0; //动态扫描索引  
  198.     P0 = 0xFF; //关闭所有段选位，显示消隐  
  199.     P1 = (P1 & 0xF8) | i; //位选索引值赋值到 P1 口低 3 位  
  200.     P0 = LedBuff[i]; //缓冲区中索引位置的数据送到 P0 口  
  201.     if (i < 6){ //索引递增循环，遍历整个缓冲区  
  202.         i++;  
  203.     }else{  
  204.         i = 0;  
  205.     }  
  206. }  
  207. /* T0 中断服务函数，完成数码管、按键扫描与秒定时 */  
  208. void InterruptTimer0() interrupt 1{  
  209.     static unsigned int tmr1s = 0; //1 秒定时器  
  210.     TH0 = T0RH; //重新加载重载值  
  211.     TL0 = T0RL;  
  212.     if (enBuzz){ //蜂鸣器发声处理  
  213.         BUZZ = ~BUZZ; //驱动蜂鸣器发声  
  214.     }else{  
  215.         BUZZ = 1; //关闭蜂鸣器  
  216.     }  
  217.     LedScan(); //LED 扫描显示  
  218.     KeyScan(); //按键扫描  
  219.     if (flagStart){ //倒计时启动时处理 1 秒定时  
  220.         tmr1s++;  
  221.         if (tmr1s >= 1000){  
  222.             tmr1s = 0;  
  223.             flag1s = 1;  
  224.         }  
  225.     }else{ //倒计时未启动时 1 秒定时器始终归零  
  226.         tmr1s = 0;  
  227.     }  
  228. }   

　　长按键功能实现的重点有两个：第一，是在原来的矩阵按键扫描函数 KeyScan 内，当检测到按键按下后，持续的对一个时间变量进行累加，其目的是用这个时间变量来记录按键按下的时间;第二，是在按键驱动函数 KeyDriver 里，除了原来的检测到按键按下这个动作时执行按键动作函数 KeyAction 外，还监测表示按键按下时间的变量，根据它的值来完成长按时的连续快速按键动作功能。

永不止步步 发表于01-29 10:04 浏览65535次
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