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| -- 作者：wangxinxin -- 發(fā)布時間：2010-12-8 10:47:17 -- 從單片機初學(xué)者邁向單片機工程師,之KEY主題討論第二章,基于狀 關(guān)于這部分的按鍵處理，我基本上是沒有按照原作者的思路了。因為前幾章節(jié)作者都是把所有的代碼都放出來，我只要稍作修改就能在自己的板子上看到結(jié)果，這一章節(jié)原作者僅僅貼出部分代碼。而且原作者一次性把多個按鍵，單擊，連發(fā)都一次性解決了，對于我這種菜鳥來說，一時還真反應(yīng)不過來。于是自己重新查找了些資料，個人感覺還是能把這部分弄懂了。要看原作者的文章請進入：http://www.eehome.cn/read-htm-tid-30530.html。我這里主要是通過馬潮的《基于AVR的單片嵌入式系統(tǒng)原理與實踐應(yīng)用》來講解的。http://wenku.baidu.com/view/c98cc97931b765ce050814 98.html 好了，言歸正傳。上一節(jié)我們已經(jīng)講到按鍵的一些基本情況。這章節(jié)我主要講講怎么用狀態(tài)機的方式來處理按鍵。我們把單個按鍵作為一個簡單的系統(tǒng)，根據(jù)狀態(tài)機的原理對其動作和確認(rèn)的過程進行分析，并用狀態(tài)圖表示出來，然后根據(jù)狀態(tài)圖編寫出按鍵接口程序。把單個按鍵看成是一個狀態(tài)機話，首先需要對一次按鍵操作和確認(rèn)的實際過程進行分析，根據(jù)實際的情況和系統(tǒng)的需要確定按鍵在整個過程的狀態(tài)，每個狀態(tài)的輸入信號和輸出信號，以及狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。最后還要考慮時間序列的間隔。采用狀態(tài)機對一個系統(tǒng)進行分析是一項非常細致的工作，它實際上是建立在對真實系統(tǒng)有了全面深入的了解和認(rèn)識的基礎(chǔ)之上，進行綜合和抽象化的模型建立的過程。這個模型必須與真實的系統(tǒng)相吻合，既能正確和全面的對系統(tǒng)進行描述，也能夠適合使用軟件或硬件方式來實現(xiàn)。在一個嵌入式系統(tǒng)中，按鍵的操作是隨機的，因此系統(tǒng)軟件對按鍵需要一直循環(huán)查詢。由于按鍵的檢測過程需要進行消抖處理，因此取狀態(tài)機的時間序列的周期為10ms左右，這樣不僅可以跳過按鍵抖動的影響，同時也遠小于按鍵0.3-0.5秒的穩(wěn)定閉合期，不會將按鍵操作過程丟失。很明顯，系統(tǒng)的輸入信號是與按鍵連接的I/O口電平，"1"表示按鍵處于開放狀態(tài)，"0"表示按鍵處于閉合狀態(tài)。而系統(tǒng)的輸出信號則表示檢測和確認(rèn)到一次按鍵的閉合操作，用"1"表示。 上圖給出了一個簡單按鍵狀態(tài)機的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。在圖中，將一次按鍵完整的操作過程分解為3個狀態(tài)，采用時間序列周期為10ms。下面對該圖做進一步的分析和說明，并根據(jù)狀態(tài)圖給出軟件的實現(xiàn)方法。首先，讀者要充分體會時間序列的作用。在這個系統(tǒng)中，采用的時間序列周期為10ms，它意味著，每隔10ms檢測一次按鍵的輸入信號，并輸出一次按鍵的確認(rèn)信號，同時按鍵的狀態(tài)也發(fā)生一次轉(zhuǎn)換。圖中"狀態(tài)0"為按鍵的初始狀態(tài)，當(dāng)按鍵輸入為"1"時，表示按鍵處于開放，輸出"0"（1/0），下一狀態(tài)仍舊為"狀態(tài)0"。當(dāng)按鍵輸入為"0"，表示按鍵閉合，但輸出還是"0"（0/0）（沒有經(jīng)過消抖，不能確認(rèn)按鍵真正按下），下一狀態(tài)進入"狀態(tài)1"。"狀態(tài)1"為按鍵閉合確認(rèn)狀態(tài)，它表示了在10ms前按鍵為閉合的，因此當(dāng)再次檢測到按鍵輸入為"0"時，可以確認(rèn)按鍵被按下了（經(jīng)過10ms的消抖），輸出"1"表示確認(rèn)按鍵閉合（0/1），下一狀態(tài)進入"狀態(tài)2"。而當(dāng)再次檢測到按鍵的輸入為"1"時，表示按鍵可能處在抖動干擾，輸出為"0"（1/0），下一狀態(tài)返回到"狀態(tài)0"。這樣，利用狀態(tài)1，實現(xiàn)了按鍵的消抖處理。"狀態(tài)2"為等待按鍵釋放狀態(tài)，因為只有等按鍵釋放后，一次完整的按鍵操作過程才算完成。從對上圖的分析中可以知道，在一次按鍵操作的整個過程，按鍵的狀態(tài)是從"狀態(tài)0"->"狀態(tài)1"->"狀態(tài)2"，最后返回到"狀態(tài)0"的。并且在整個過程中，按鍵的輸出信號僅在"狀態(tài)1"時給出了唯一的一次確認(rèn)按鍵閉合的信號"1"（其它狀態(tài)均輸出"0"）。所以上面狀態(tài)機所表示的按鍵系統(tǒng)，不僅克服了按鍵抖動的問題，同時也確保在一次按鍵整個的過程中，系統(tǒng)只輸出一次按鍵閉合信號（"1"）。換句話講，不管按鍵被按下的時間保持多長，在這個按鍵的整個過程中都只給出了一次確認(rèn)的輸出，因此在這個設(shè)計中，按鍵沒有"連發(fā)"功能，它是一個最簡單和基本的按鍵。一旦有了正確的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，就可以根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖編寫軟件了。在軟件中實現(xiàn)狀態(tài)機的方法和程序結(jié)構(gòu)通常使用多分支結(jié)構(gòu)（IF-ELSEIF-ELSE、CASE等）實現(xiàn)。下面是根據(jù)上圖、基于狀態(tài)機方式編寫的簡單按鍵接口函數(shù)GetKey()。 uchar GetKey() { uchar keyRetu=0; //返回的按鍵值 static uchar s_keyState=0; //按鍵狀態(tài) switch (s_keyState) { case 0: if(key1==0) //檢測到有按鍵，轉(zhuǎn)到狀態(tài)1，相當(dāng)于是消抖過程 { s_keyState=1; } break; case 1: if(key1==0) //再次檢測到有按鍵，確認(rèn)按鍵按下，返回一個值，并轉(zhuǎn)到狀態(tài)2 { keyRetu=1; s_keyState=2; } else { s_keyState=0; //沒有檢測到按鍵，說明狀態(tài)0檢測到是一個抖動，重新轉(zhuǎn)到狀態(tài)0 } break; case 2: if(key1==1) //檢測到按鍵松開，狀態(tài)轉(zhuǎn)到狀態(tài)0，一次完整的按鍵過程結(jié)束 { s_keyState=0; } break; } return keyRetu; } 該簡單按鍵接口函數(shù)GetKey()在整個系統(tǒng)程序中應(yīng)每隔10ms調(diào)用執(zhí)行一次，每次執(zhí)行時進入用switch結(jié)構(gòu)構(gòu)成的狀態(tài)機。switch結(jié)構(gòu)中的case語句分別實現(xiàn)了3個不同狀態(tài)的處理判別過程，在每個狀態(tài)中將根據(jù)狀態(tài)的不同，以及key1的值（狀態(tài)機的輸入）確定輸出值（keyRetu），和確定下一次按鍵的狀態(tài)值（s_keyState）。函數(shù)GetKey()的返回參數(shù)提供上層程序使用。返回值為0時，表示按鍵無動作；而返回1表示有一次按鍵閉合動作，需要進入按鍵處理程序做相應(yīng)的鍵處理。在函數(shù)GetKey()中定義了2個局部變量，其中keyRetu為一般普通的局部變量，每次函數(shù)執(zhí)行時，key_return為函數(shù)的返回值，總是先初始化為0，只有在狀態(tài)1中重新置1，作為表示按鍵確認(rèn)的標(biāo)志返回。變量s_keyState非常重要，它保存著按鍵的狀態(tài)值，該變量的值在函數(shù)調(diào)用結(jié)束后不能消失，必須保留原值，因此在程序中定義為"局部靜態(tài)變量"，用static聲明。如果使用的語言環(huán)境不支持static類型的局部變量，則應(yīng)將s_keyState定義為全局變量（關(guān)于局部靜態(tài)變量的特點請參考我以前的文章：http://hi.baidu.com/dxstar/blog/item/90bdbe02d9e50 c8be950cdcd.html）。 最后，我們來測試一下效果。這里要達到的效果就是：數(shù)碼管循環(huán)顯示00-99，每按一次鍵，數(shù)字加1。 -----------------------const.h-------------------- ------- #ifndef _CONST_H_ #define _CONST_H_ typedef unsigned char uchar; typedef unsigned int uint; #endif -----------------------main.c--------------------- -- #include<reg52.h> #include"const.h" #include"Timer.h" #include"Display.h" #include"key.h" void main() { Timer0Init(); EA=1; while(1) { if(g_systTime2Ms) //每2ms掃描顯示 { g_systTime2Ms=0; DsipNum(); } if(g_time10Ms) //每10ms掃描一次按鍵 { g_time10Ms=0; if(GetKey()==1) //接收到的值是否為1，即是否按鍵按下 { if(++g_num>=100) { g_num=0; |