一、認識開發(fā)板上的鍵盤

開發(fā)板上的鍵盤主要分為獨立鍵盤和矩陣鍵盤兩種，通過J5跳線帽切換這兩種鍵盤。開發(fā)板上面分別標有KBD和BTN，其中KBD就是key board，鍵盤的意思（矩陣鍵盤），BTN表示button，獨立按鍵，知道了這個我們就能很好的記憶。下面為開發(fā)板的實物圖：

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當J5跳線帽接2，3的時候為獨立鍵盤，接1，2的時候為矩陣鍵盤。下圖為獨立鍵盤的示意圖：

此處的S4,S5,S6,S7四個按鍵組成了獨立鍵盤，當我們按下S4時，P33與GND接通，此時單片機的P33口讀取到的電壓為0，那么其它三個端口的電壓為多少呢？我們看下面的圖片：

我們現(xiàn)在使用的STC15F2K60S2系列的P3口默認都為準雙向口，通過上面的圖片可以看到，如果端口引腳沒有輸入的時候，其輸入數(shù)據(jù)會被上拉電阻強行置為高電平。再看最后一句，準雙向口讀取外部狀態(tài)前，要先鎖存為"1"才可讀到外部正確的狀態(tài)，我們使用的15系列單片機在上電的時候就會把引腳置為高電平，已經(jīng)默認鎖存為1，可以直接讀取外部狀態(tài)。

2.矩陣鍵盤

當J5跳線帽接1，2的時候，此部分就會由獨立鍵盤變?yōu)榫仃囨I盤。

對于按鍵狀態(tài)的識別，我們常用的方法有兩種：線翻轉(zhuǎn)法和行掃描法。

下面是官方書籍中的介紹(采用行掃描法)
矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤顯然比直接法要復(fù)雜一些，識別也要復(fù)雜一些，列線通過電阻接正電源，并將行線所接的單片機的 I/O 口作為輸出端，而列線所接的 I/O 口則作為輸入端。這樣，當按鍵沒有按下時，所有的輸入端都是高電平，代表無鍵按下。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會被拉低，這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。 矩陣鍵盤中按鍵的識別有行掃描和線翻轉(zhuǎn)兩種方法，其中 行掃描法是一種最常用的按鍵識別方法，過程如下：
（1）逐行輸出 0，檢查列線是否非全高；
（2）如果某行輸出 0 時，查到列線非全高，則該行有按鍵按下；
（3）根據(jù)輸出 0 的行線和讀入 0 的列線，即可判斷按下按鍵的位置。

行掃描法的工作原理

P30，P31，P32，P33作為單片機輸入引腳，P34，P35，P42，P44作為單片機的輸出引腳。當開始工作時，我們把單片機四個輸出引腳分別置0，然后在輸入引腳處讀取數(shù)值從而判斷到底是哪個按鍵被按下。

舉個栗子：我們假設(shè)S9按鍵被按下。首先，我們將單片機的P44引腳置0，由于S4~S7未有按鍵按下，因此單片機由于上拉電阻的作用，在輸入端讀取的數(shù)值都為1。然后我們把P44重新置為1，把P42置為0，由于S9被按下，此線路導(dǎo)通，因此P32引腳被置為0，其它為1，由此我們可以得知S9按鍵被按下了，往后以此類推。

代碼原理分析

unsigned int Key_New; //16位無符號整數(shù)

P44 = 0; P42 = 1; P35 = 1; P34 = 1; // 第 1 列
//此時若有按鍵按下，則P30~P33對應(yīng)的引腳置零
Key_New = P3 & 0x0f; //只保留末四位的數(shù)據(jù)

P44 = 1; P42 = 0; // 第 2 列 切換掃描的行
Key_New = (Key_New<< 4) | (P3 & 0x0f); //先把先前的數(shù)據(jù)往高四位移動，然后保留末四位數(shù)據(jù)

P42 = 1; P35 = 0; // 第 3 列
Key_New = (Key_New<< 4) | (P3 & 0x0f); 

P35 = 1; P34 = 0; // 第 4 列
Key_New = (Key_New<< 4) | (P3 & 0x0f);

以上為代碼的工作原理，按照4位一組，最終的結(jié)果為0x0400，對應(yīng)S9按鍵被按下。

二、代碼編寫 1.獨立鍵盤

#include "key.h"

unsigned char Key_Read_BTN(void){
    unsigned char Key_Value;
    
    if(P30 == 0) Key_Value = 7;
    else if(P31 == 0) Key_Value = 6;
    else if(P32 == 0) Key_Value = 5;
    else if(P33 == 0) Key_Value = 4;
    else Key_Value = 0;
    
    return Key_Value;
}

2. 矩陣鍵盤

😋此處代碼的switch()里面非常有規(guī)律。

// 運行程序時，將 J5 調(diào)整為 KBD 模式（1、2 腳短接）
#include "key.h"

unsigned char Key_Read(void){
    unsigned int  Key_New;
    unsigned char Key_Val;

    P44 = 0; P42 = 1; P35 = 1; P34 = 1;
    Key_New = P3;
    P44 = 1; P42 = 0;					
    Key_New = (Key_New<< 4) | (P3 & 0x0f);
    P42 = 1; P35 = 0;					
    Key_New = (Key_New<< 4) | (P3 & 0x0f);
	P35 = 1; P34 = 0;				
    Key_New = (Key_New<< 4) | (P3 & 0x0f);

    switch(~Key_New) {
        
        case 0x8000: Key_Val = 4; break;	// S4
        case 0x4000: Key_Val = 5; break;	// S5
        case 0x2000: Key_Val = 6; break;	// S6
        case 0x1000: Key_Val = 7; break;	// S7
        
        case 0x0800: Key_Val = 8; break;	// S8
        case 0x0400: Key_Val = 9; break;	// S9
        case 0x0200: Key_Val = 10; break;	// S10
        case 0x0100: Key_Val = 11; break;	// S11
        
        case 0x0080: Key_Val = 12; break;	// S12
        case 0x0040: Key_Val = 13; break;	// S13
        case 0x0020: Key_Val = 14; break;	// S14
        case 0x0010: Key_Val = 15; break;	// S15
        
        case 0x0008: Key_Val = 16; break;	// S16
        case 0x0004: Key_Val = 17; break;	// S17
        case 0x0002: Key_Val = 18; break;	// S18
        case 0x0001: Key_Val = 19; break;	// S19
        default: Key_Val = 0;
    }
    return Key_Val;
}

三、按鍵消抖

（純手畫，比例不是很對，按下和松手的抖動時間<10ms，穩(wěn)定期>數(shù)百ms）

1.按鍵抖動原理

通常的按鍵所用開關(guān)為機械彈性開關(guān)，當機械觸點斷開、閉合時，由于機械觸點的彈性作用，一個按鍵開關(guān)在閉合時不會馬上穩(wěn)定地接通，在斷開時也不會一下子斷開。因而在閉合及斷開的瞬間均伴隨有一連串的抖動，為了不產(chǎn)生這種現(xiàn)象而作的措施就是按鍵消抖。

2.按鍵消抖的方法 1）普通軟件延時

軟件延時和松手檢測都會占用CPU資源（delay）

while(1) {
    if(key==0) {
	Delay10ms();
	    if(key==0) {
              //按鍵按下執(zhí)行相關(guān)功能代碼                   
                while(!key);
	    }
    }
}

2）標志位軟件延時

通過引入按下標志位，省去了while(!KEY)的松手檢測，將按下時穩(wěn)定期的數(shù)百ms釋放出來，只占用了按下和松手時的共20ms的消抖時間。

3）標志位定時器延時

使用定時器進行延時消抖，使用標志位代替松手檢測（不會對主函數(shù)進行明顯干擾）

4）狀態(tài)機

算法成熟但代碼量大（設(shè)置三種狀態(tài)）

5）三行代碼（位運算）

unsigned char Key_Value,Key_Down,Key_Old;//定義全局變量

Key_Value = Key_Read(); //讀取10ms更新一次的I/O電平狀態(tài)，并儲存于變量Key_Value
Key_Down = Key_Value & (Key_Old ^ Key_Value);   //按下為按鍵值，其它為0
Key_Old = Key_Value;//把讀取到的臨時按鍵值Key_Value更新到Key_Old中，作為下一次舊的按鍵值

假設(shè)S4被按下了：

Key_Old	Key_Value	對應(yīng)的按鍵過程	Key_Old ^ Key_Value	Key_Down
0	0	未按下	0	0
0	4	按下過程中	4	4
4	4	按下穩(wěn)定期間	0	0
4	0	抬起過程中	4	0

拓展：Key_Up = ~Key_Value & (Key_Old ^ Key_Value);

Key_Old	Key_Value	對應(yīng)的按鍵過程	Key_Old ^ Key_Value	Key_Up
0	4	未按下	0	0
0	0	按下過程中	4	0
4	0	按下穩(wěn)定期間	0	0
4	4	抬起過程中	4	4

長按：if(Key_Old == 4 {(......)}
雙擊：設(shè)置一個標志位，每次加一

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本文標題：物協(xié)寒假培訓(xùn)Day12—鍵盤-創(chuàng)新互聯(lián)
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