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按键设计一览

作者:不详 ; 发布时间:2017-6-19 8:37:32 ; 来源:互联网  点击:

按键——在嵌入式系统应用里,占有非常重要的地位。按键——也是用户交互系统里最重要的一个部分。虽然,目前大行其道的触摸屏,电容屏吞噬了大壁江山,但是按键依然不可替代。于是,我们就来看看按键是如何设计的吧!

  1、单个I/O口的实现方式

  这种方式硬件设计最为简单,软件实现也最为容易,但是其占用I/O口比例较高,如果按键大于4个,则此方案就值得商榷。硬件原理示意图如图1所示:

  图1 单个I/O口实现方式

  软件的实现方式较多,各有各自特点,无论是大师级的,还是菜鸟级的都能胜任。下面版主给大家介绍这种被誉为“最经典的按键扫描方法”。

  源代码如下:

  unsigned char Trg;

  unsigned char Cont;

  void KeyRead( void )

  {

  unsigned char ReadData = PINB^0xff; // 1

  Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont); // 2

  Cont = ReadData; // 3

  }

  Trg(triger) 代表的是触发,Cont(continue)代表的是连续按下。这两个变量均被声明为全局变量,被用做标志符。我们在使用时,需要以一个定时间隔(如20ms)来查询这两个变量,并计数来判断去抖与长按。

  2、矩阵扫描方式(一)

  矩阵扫描的方式,我想大家在学习嵌入式时,教程一定会介绍的。因此这里版主也就不再多说了。硬件设计如图2所示:

  图2 矩阵扫描方式(一)

  软件设计上,一个行扫描,一个列检测。基本在所有的教程里都有这个软件示例。这里,版主不再赘述。

  此方法的缺点是中规中矩。

  3、矩阵扫描方式(二)

  看完课本的教程后,下面的方法也许会给大家耳目一新的感觉。硬件设计如图3所示:

  图3 课本设计升级版

  软件设计也是相当简单的,假定键盘行列IO口标号分别为H1/H2/H3和V1/V2/V3,扫键流程通常如下:Step1、H1/H2/H3和V1/V2/V3都设置为输入;Step2、读H1/H2/H3和V1/V2/V3状态,如果Hx和Vy读到的状态均为0,则认为Hx与Vy交叉位置的键按下。

  从上面流程可以看出程序代码要简单不少,既能减少扫键的代码量,又能加快扫键处理的时间,站在软件的角度看此方法要较课本的方式先进的多。

  此方法的缺点是:貌似这样三个触点的按键不太好找。

  4、矩阵扫描方式(三)

  当现实情况相当复杂时,仅有有限个IO口,但是依然需要大量按键输入时,我们就必须要开动脑筋了。正如下图4所示的硬件电路

  图4 新型按键扫描矩阵设计

  3个IO口扫出9个键!我们再分析一下分析通得过才能真正使用。假设扫键流程:先扫对地的3个键,再扫描上面2排按键。先扫对地3个键,判断没有按键,接着对逐一对IO口进行扫键。但当对某一IO口扫键时,如果有对地的键按下,这时有可能会误判按键,因为对地键比其他键有更高的响应优先级。例如:扫IO1,IO1 输出“0”,恰好此时S4按下,IO2 检测到有按键,那就不能判断是S4还是S9。我们可以在程序上避免这种按键误判:若IO2 检测到有按键,那下一步就去判断是否有对地键按下,如果没有,那就可以正确地判断是S4了。

  这种方法的缺点是这个电路设计已经被申请专利了,所以小伙伴们~~这个电路设计千万不要在工作中使用哟~~~

  5、专用按键扫描芯片实现方式

  这个版主并不想多说了,我们最最常用的101键盘就是属于此类的实现方式。当然,对于嵌入式使用的小型按键也有小型的按键扫描芯片。这里版主推荐给大家的是周立功的按键扫描专用芯片zlg7920。这个芯片是通过I2C方式通讯,不再占用系统的IO引脚,实现也非常方式,参考资料百度也是非常多的。这里版主就不多说了,广告已经打了不少了,嘿嘿~~

  总结:在版主的实际工作中,主要以引脚方式来实现按键,再多的按键推荐还是用专用芯片来做吧~~

 
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