学习目标

  1. 能够读取按键操作

  2. 能够处理按键消抖

    学习内容

    原理图

    61.png

    按键消抖

  3. 软件延时法：在按键按下时，使用软件延时一段时间，例如10毫秒，然后再检测按键是否还处于按下状态，如果是，则认为按键有效。这种方法简单易行，但会浪费一定的处理器时间，同时需要根据实际情况调整延时时间。

  4. 硬件滤波法：在按键输入引脚上添加RC滤波电路，可以有效地去除按键信号上的瞬间噪声。这种方法对于高频噪声的去除效果较好，但需要一定的电路设计能力。
  5. 程序消抖法：在程序中记录按键前后两次的状态，如果两次状态不同，则认为按键有效。这种方法可以根据需要调整检测时间，消抖效果较好，但需要额外的程序设计。

我们采用程序消抖法。

软件设计

要求

当用户按下，或者松开按键时，捕获到这个事件。将事件通过串口发出来。

分析

监控引脚的高低电平变化。记录状态，比对实时状态。

  • 监控：死循环去读取电平信息
  • 记录与比对：通过变量记录，实时拿到当前状态，与记录的上一次进行比对。

    实现单个按钮

    ```c

    include “Config.h”

    include “Delay.h”

    include “GPIO.h”

    include “UART.h”

    include “NVIC.h”

    include “Switch.h”

define KEY1 P51

void GPIO_config(void) { P5_MODE_IO_PU(GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4); }

void UART_config(void) { COMx_InitDefine COMx_InitStructure; //结构定义 COMx_InitStructure.UART_Mode = UART_8bit_BRTx; //模式, UART_ShiftRight,UART_8bit_BRTx,UART_9bit,UART_9bit_BRTx COMx_InitStructure.UART_BRT_Use = BRT_Timer1; //选择波特率发生器, BRT_Timer1, BRT_Timer2 (注意: 串口2固定使用BRT_Timer2) COMx_InitStructure.UART_BaudRate = 115200ul; //波特率, 一般 110 ~ 115200 COMx_InitStructure.UART_RxEnable = ENABLE; //接收允许, ENABLE或DISABLE COMx_InitStructure.BaudRateDouble = DISABLE; //波特率加倍, ENABLE或DISABLE UART_Configuration(UART1, &COMx_InitStructure); //初始化串口1 UART1,UART2,UART3,UART4

  1.   NVIC_UART1_Init(ENABLE,Priority_1);        //中断使能, ENABLE/DISABLE; 优先级(低到高) Priority_0,Priority_1,Priority_2,Priority_3
  2. UART1_SW(UART1_SW_P30_P31);        // 引脚选择, UART1_SW_P30_P31,UART1_SW_P36_P37,UART1_SW_P16_P17,UART1_SW_P43_P44

}

u8 last_key_state = 1; // 抬起

void main(){

  1. GPIO_config();
  2. UART_config();
  4. EA = 1;
  6. while(1){
  7.     if(KEY1 == 1 && last_key_state == 0){ // 当前是抬起Up 1, 上一次是按下Down 0
  8.         printf("KEY1 up\n");
  9.         last_key_state = 1;
  10.     }else if(KEY1 == 0 && last_key_state == 1){// 当前是按下Down 0, 上一次是抬起Up 1
  11.         printf("KEY1 down\n");    
  12.         last_key_state = 0;
  13.     }
  14.     delay_ms(20);
  15. }

}

  1. <a name="jAsDH"></a>
  2. #### 实现多个按钮
  3. ```c
  4. #include "Config.h"
  5. #include "Delay.h"
  6. #include "GPIO.h"
  7. #include "UART.h"
  8. #include "NVIC.h"
  9. #include "Switch.h"
  11. #define KEY1 P51
  12. #define KEY2 P52
  13. #define KEY3 P53
  14. #define KEY4 P54
  16. void GPIO_config(void) {
  17.     P5_MODE_IO_PU(GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4);
  18. }
  21. void UART_config(void) {
  22.     COMx_InitDefine        COMx_InitStructure;                    //结构定义
  23.     COMx_InitStructure.UART_Mode      = UART_8bit_BRTx;    //模式, UART_ShiftRight,UART_8bit_BRTx,UART_9bit,UART_9bit_BRTx
  24.     COMx_InitStructure.UART_BRT_Use   = BRT_Timer1;            //选择波特率发生器, BRT_Timer1, BRT_Timer2 (注意: 串口2固定使用BRT_Timer2)
  25.     COMx_InitStructure.UART_BaudRate  = 115200ul;            //波特率, 一般 110 ~ 115200
  26.     COMx_InitStructure.UART_RxEnable  = ENABLE;                //接收允许,   ENABLE或DISABLE
  27.     COMx_InitStructure.BaudRateDouble = DISABLE;            //波特率加倍, ENABLE或DISABLE
  28.     UART_Configuration(UART1, &COMx_InitStructure);        //初始化串口1 UART1,UART2,UART3,UART4
  30.       NVIC_UART1_Init(ENABLE,Priority_1);        //中断使能, ENABLE/DISABLE; 优先级(低到高) Priority_0,Priority_1,Priority_2,Priority_3
  31.     UART1_SW(UART1_SW_P30_P31);        // 引脚选择, UART1_SW_P30_P31,UART1_SW_P36_P37,UART1_SW_P16_P17,UART1_SW_P43_P44
  32. }
  35. #define    DOWN    0
  36. #define    UP        1
  38. u8 last_key_states[] = {UP, UP, UP, UP};        // key的最后一次状态
  40. // 判断指定位置【是否是】按下或抬起
  41. #define    IS_KEY_DOWN(i)        last_key_states[i] == DOWN
  42. #define    IS_KEY_UP(i)        last_key_states[i] == UP
  44. // 将指定位置值【设置】为按下或抬起
  45. #define SET_KEY_DOWN(i)        last_key_states[i] = DOWN
  46. #define SET_KEY_UP(i)        last_key_states[i] = UP
  48. void main(){
  50.     GPIO_config();
  51.     UART_config();
  53.     EA = 1;
  55.     while(1){
  56.         if(KEY1 && IS_KEY_DOWN(0)){ // 这次是抬起Up 1, 上一次是按下Down 0
  57.             printf("KEY1 up\n");
  58.             SET_KEY_UP(0);
  59.         }else if(!KEY1 && IS_KEY_UP(0)){// 这次是按下Down 0, 上一次是抬起Up 1
  60.             printf("KEY1 down\n");    
  61.             SET_KEY_DOWN(0);
  62.         }
  64.         if(KEY2 && IS_KEY_DOWN(1)){ // 这次是抬起Up 1, 上一次是按下Down 0
  65.             printf("KEY2 up\n");
  66.             SET_KEY_UP(1);
  67.         }else if(!KEY2 && IS_KEY_UP(1)){// 这次是按下Down 0, 上一次是抬起Up 1
  68.             printf("KEY2 down\n");    
  69.             SET_KEY_DOWN(1);
  70.         }
  72.         if(KEY3 && IS_KEY_DOWN(2)){ // 这次是抬起Up 1, 上一次是按下Down 0
  73.             printf("KEY3 up\n");
  74.             SET_KEY_UP(2);
  75.         }else if(!KEY3 && IS_KEY_UP(2)){// 这次是按下Down 0, 上一次是抬起Up 1
  76.             printf("KEY3 down\n");    
  77.             SET_KEY_DOWN(2);
  78.         }
  80.         if(KEY4 && IS_KEY_DOWN(3)){ // 这次是抬起Up 1, 上一次是按下Down 0
  81.             printf("KEY4 up\n");
  82.             SET_KEY_UP(3);
  83.         }else if(!KEY4 && IS_KEY_UP(3)){// 这次是按下Down 0, 上一次是抬起Up 1
  84.             printf("KEY4 down\n");    
  85.             SET_KEY_DOWN(3);
  86.         }
  88.         delay_ms(20);
  89.     }
  90. }

使用位操作存储状态

  1. // P51, P52, P53, P54
  2. //u8 last_key_states[] = {UP, UP, UP, UP}; 
  3. // 0b 0 0 0 0 - 1 1 1 1
  4. u8 last_key_states = 0x0F;     // KEY最后一次状态的8个位（只使用低4位）
  6. // 判断指定位置【是否】是按下
  7. //  0b 0 0 0 0 - 0 0 0 0
  8. //& 0b 0 0 0 0 - 0 1 0 0        ----- 判断指定位i=2是否是0
  9. //  0b 0 0 0 0 - 0 0 0 0            == 0
  10. #define IS_KEY_DOWN(i)            (last_key_states & (1 << i)) == 0
  12. // 判断指定位置【是否】是抬起
  13. //  0b 0 0 0 0 - 1 1 0 0
  14. //& 0b 0 0 0 0 - 1 0 0 0        ----- 判断指定位i=3是否是1
  15. //  0b 0 0 0 0 - 1 0 0 0            > 0
  16. #define IS_KEY_UP(i)            (last_key_states & (1 << i)) > 0
  19. // 将指定位置值【设置】为按下
  20. //   0b 0 0 0 0 - 1 1 0 0            
  21. //&= 0b 1 1 1 1 - 1 0 1 1        ------ 将指定位i=2设置为0，按下
  22. //&=~0b 0 0 0 0 - 0 1 0 0
  23. //     0b 0 0 0 0 - 1 0 0 0        
  24. #define SET_KEY_DOWN(i)            last_key_states &= ~(1 << i)
  26. // 将指定位置值【设置】为抬起
  27. //   0b 0 0 0 0 - 1 1 0 0            
  28. //|= 0b 0 0 0 0 - 0 0 1 0        ------ 将指定位i=1设置为1，抬起
  29. //   0b 0 0 0 0 - 1 1 1 0
  30. #define SET_KEY_UP(i)            last_key_states |= (1 << i)
  • u16存储状态: 16个 1 << i 只能存 16 位
  • u32存储状态: 32个, 1 << i要改成 1L << i 能存32位

练习题

  1. 实现按键操作
  2. 通过按键控制震动马达震动