单片机编程学习资料:键盘驱动【C语言版】
指提供一些函数给任务调用,获取按键信息,或读取按键值。
#define _KEY_H_ //只要引用过一次,即 #include <key.h>,则定义符号 _KEY_H_
unsigned char keyHit( void ); //如果按键,则返回非0,否则返回0
unsigned char keyGet( void ); //读取按键值,如果没有按键则等待到按键为止
void keyPut( unsigned char ucKeyVal ); //保存按键值ucKeyVal到按键缓冲队列末
void keyBack( unsigned char ucKeyVal ); //退回键值ucKeyVal到按键缓冲队列首
#define KeyBufSize 16 //定义按键缓冲队列字节数
unsigned char KeyBuf[ KeyBufSize ]; //定义一个无符号字符数组作为按键缓冲队列。该队列为先进
//先出,循环存取,下标从0到 KeyBufSize-1
unsigned char KeyBufWp=0; //作为数组下标变量,记录存入位置
unsigned char KeyBufRp=0; //作为数组下标变量,记录读出位置
//如果存入位置与读出位置相同,则表明队列中无按键数据
unsigned char keyHit( void )
{ if( KeyBufWp == KeyBufRp ) return( 0 ); else return( 1 ); }
unsigned char keyGet( void )
{ unsigned char retVal; //暂存读出键值
while( keyHit()==0 ); //等待按键,因为函数keyHit()的返回值为 0 表示无按键
retVal = KeyBuf[ KeyBufRp ]; //从数组中读出键值
if( ++KeyBufRp >= KeyBufSize ) KeyBufRp=0; //读位置加1,超出队列则循环回初始位置
return( retVal );
}
void keyPut( unsigned char ucKeyVal )
{ KeyBuf[ KeyBufWp ] = ucKeyVal; //键值存入数组
if( ++KeyBufWp >= KeyBufSize ) KeyBufWp=0; //存入位置加1,超出队列则循环回初始位置
}
/*****************************************************************************************
由于某种原因,读出的按键,没有用,但其它任务要用该按键,但传送又不方便。此时可以退回按键队列。就如取错了信件,有必要退回一样
******************************************************************************************/
void keyBack( unsigned char ucKeyVal )
{
/*
如果KeyBufRp=0; 减1后则为FFH,大于KeyBufSize,即从数组头退回到数组尾。或者由于干扰使得KeyBufRp超出队列位置,也要调整回到正常位置,
*/
if( --KeyBufRp >= KeyBufSize ) KeyBufRp=KeyBufSize-1;
KeyBuf[ KeyBufRp ] = ucKeyVal; //回存键值
电路共同点:P2端口接一共阴数码管,共阴极接GND,P2.0接a段、P2.1接b段、…、P2.7接h段。
软件共同点:code unsigned char Seg7Code[10] 是七段数码管共阴编码表。
Code unsigned char Seg7Code[16]=
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F
{0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71};
例一:P1.0接一按键到GND,键编号为‘6’,显示按键。
#include <at89x52.h>
#include “KEY.H”
void main( void )
{ P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平
while( 1 ) //永远为真,即死循环
{ if( P1_0 == 0 ) //如果按键,则为低电平
{ keyPut( 6 ); //保存按键编号值为按键队列
while( P1_0 == 0 ); //如果一直按着键,则不停地执行该循环,实际是等待松键
}
if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键
P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上
}
}
例二:在例一中考虑按键20ms抖动问题。
#include <at89x52.h>
#include “KEY.H”
void main( void )
{ P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平
while( 1 ) //永远为真,即死循环
{ if( P1_0 == 0 ) //如果按键,则为低电平
{ delay20ms(); //延时20ms,跳过接下抖动
keyPut( 6 ); //保存按键编号值为按键队列
while( P1_0 == 0 ); //如果一直按着键,则不停地执行该循环,实际是等待松键
delay20ms(); //延时20ms,跳过松开抖动
}
if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键
P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上
}
}
例三:在例二中考虑干扰问题。即小于20ms的负脉冲干扰。
#include <at89x52.h>
#include “KEY.H”
void main( void )
{ P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平
while( 1 ) //永远为真,即死循环
{ if( P1_0 == 0 ) //如果按键,则为低电平
{ delay20ms(); //延时20ms,跳过接下抖动
if( P1_0 == 1 ) continue; //假按键
keyPut( 6 ); //保存按键编号值为按键队列
while( P1_0 == 0 ); //如果一直按着键,则不停地执行该循环,实际是等待松键
delay20ms(); //延时20ms,跳过松开抖动
}
if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键
P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上
}
}
例四:状态图编程法。通过20ms周期中断,扫描按键。
/****************************************************************************************
采用晶体为12KHz时,指令周期为1ms(即主频为1KHz),这样T0工作在定时器方式2,8位自动重载。计数值为20,即可产生20ms的周期性中断,在中断服务程序中实现按键扫描
*****************************************************************************************/
#include <at89x52.h>
#include “KEY.H”
void main( void )
{
TMOD = (TMOD & 0xf0 ) | 0x02; //不改变T1的工作方式,T0为定时器方式2
TH0 = -20; //计数周期为20个主频脉,即20ms
TL0=TH0; //先软加载一次计数值
TR0=1; //允许T0开始计数
ET0=1; //允许T0计数溢出时产生中断请求
EA=1; //允许CPU响应中断请求
while( 1 ) //永远为真,即死循环
{
if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键
P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上
}
}
void timer0int( void ) interrupt 1 //20ms;T0的中断号为1
{ static unsigned char sts=0;
P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平
switch( sts )
{
case 0: if( P1_0==0 ) sts=1; break; //按键则转入状态1
case 1:
if( P1_0==1 ) sts=0; //假按错,或干扰,回状态0
else{ sts=2; keyPut( 6 ); } //确实按键,键值入队列,并转状态2
break;
case 2: if( P1_0==1 ) sts=3; break; //如果松键,则转状态3
case 3:
if( P1_0==0 ) sts=2; //假松键,回状态2
else sts=0; //真松键,回状态0,等待下一次按键过程
}
}
例五:状态图编程法。
/****************************************************************************************
如果采用晶体为12MHz时,指令周期为1us(即主频为1MHz),要产生20ms左右的计时,则计数值达到20000,T0工作必须为定时器方式1,16位非自动重载,即可产生20ms的周期性中断,在中断服务程序中实现按键扫描
*****************************************************************************************/
#include <at89x52.h>
#include “KEY.H”
void main( void )
{
TMOD = (TMOD & 0xf0 ) | 0x01; //不改变T1的工作方式,T0为定时器方式1
TL0 = -20000; //计数周期为20000个主频脉,自动取低8位
TH0 = (-20000)>>8; //右移8位,实际上是取高8位
TR0=1; //允许T0开始计数
ET0=1; //允许T0计数溢出时产生中断请求
EA=1; //允许CPU响应中断请求
while( 1 ) //永远为真,即死循环
{
if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键
P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上
}
}
void timer0int( void ) interrupt 1 //20ms;T0的中断号为1
{ static unsigned char sts=0;
TL0 = -20000; //方式1为软件重载
TH0 = (-20000)>>8; //右移8位,实际上是取高8位
P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平
switch( sts )
{
case 0: if( P1_0==0 ) sts=1; break; //按键则转入状态1
case 1:
if( P1_0==1 ) sts=0; //假按错,或干扰,回状态0
else{ sts=2; keyPut( 6 ); } //确实按键,键值入队列,并转状态2
break;
case 2: if( P1_0==1 ) sts=3; break; //如果松键,则转状态3
case 3:
if( P1_0==0 ) sts=2; //假松键,回状态2
else sts=0; //真松键,回状态0,等待下一次按键过程
}
}
例六:4X4按键。
/****************************************************************************************
由P1端口的高4位和低4位构成4X4的矩阵键盘,本程序只认为单键操作为合法,同时按多键时无效。
这样下面的X,Y的合法值为0x7, 0xb, 0xd, 0xe, 0xf,通过表keyCode影射变换可得按键值
*****************************************************************************************/
#include <at89x52.h>
#include “KEY.H”
unsigned char keyScan( void ) //返回0表示无按键,或无效按键,其它值为按键编码值
{ code unsigned char keyCode[16]=
/0x0, 0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5, 0x6, 0x7, 0x8, 0x9, 0xA, 0xB, 0xC, 0xD, 0xE, 0xF
{ 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 2, 0, 3, 4, 0 };
unsigned char x, y, retVal;
P1=0x0f; //低四位输入,高四位输出0
x=P1&0x0f; //P1输入后,清高四位,作为X值
P1=0xf0; //高四位输入,低四位输出0
y=(P1 >> 4) & 0x0f; //P1输入后移位到低四位,并清高四位,作为Y值
retVal = keyCode[x]*4 + keyCode[y]; //根据本公式倒算按键编码
if( retVal==0 ) return(0); else return( retVal-4 );
}
//比如按键‘1’,得X=0x7,Y=0x7,算得retVal= 5,所以返回函数值1。
//双如按键‘7’,得X=0xb,Y=0xd,算得retVal=11,所以返回函数值7。
void main( void )
{
TMOD = (TMOD & 0xf0 ) | 0x01; //不改变T1的工作方式,T0为定时器方式1
TL0 = -20000; //计数周期为20000个主频脉,自动取低8位
TH0 = (-20000)>>8; //右移8位,实际上是取高8位
TR0=1; //允许T0开始计数
ET0=1; //允许T0计数溢出时产生中断请求
EA=1; //允许CPU响应中断请求
while( 1 ) //永远为真,即死循环
{
if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键
P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上
}
}
void timer0int( void ) interrupt 1 //20ms;T0的中断号为1
{ static unsigned char sts=0;
TL0 = -20000; //方式1为软件重载
TH0 = (-20000)>>8; //右移8位,实际上是取高8位
P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平
switch( sts )
{
case 0: if( keyScan()!=0 ) sts=1; break; //按键则转入状态1
case 1:
if( keyScan()==0 ) sts=0; //假按错,或干扰,回状态0
else{ sts=2; keyPut( keyScan() ); } //确实按键,键值入队列,并转状态2
break;
case 2: if(keyScan()==0 ) sts=3; break; //如果松键,则转状态3
case 3:
if( keyScan()!=0 ) sts=2; //假松键,回状态2
else sts=0; //真松键,回状态0,等待下一次按键过程
}
}
定义一个头文档 <KEY.H>,描述可用函数,如下:
#ifndef _KEY_H_ //防止重复引用该文档,如果没有定义过符号 _KEY_H_,则编译下面语句#define _KEY_H_ //只要引用过一次,即 #include <key.h>,则定义符号 _KEY_H_
unsigned char keyHit( void ); //如果按键,则返回非0,否则返回0
unsigned char keyGet( void ); //读取按键值,如果没有按键则等待到按键为止
void keyPut( unsigned char ucKeyVal ); //保存按键值ucKeyVal到按键缓冲队列末
void keyBack( unsigned char ucKeyVal ); //退回键值ucKeyVal到按键缓冲队列首
定义函数体文档 KEY.C,如下:
#include “key.h”#define KeyBufSize 16 //定义按键缓冲队列字节数
unsigned char KeyBuf[ KeyBufSize ]; //定义一个无符号字符数组作为按键缓冲队列。该队列为先进
//先出,循环存取,下标从0到 KeyBufSize-1
unsigned char KeyBufWp=0; //作为数组下标变量,记录存入位置
unsigned char KeyBufRp=0; //作为数组下标变量,记录读出位置
//如果存入位置与读出位置相同,则表明队列中无按键数据
unsigned char keyHit( void )
{ if( KeyBufWp == KeyBufRp ) return( 0 ); else return( 1 ); }
unsigned char keyGet( void )
{ unsigned char retVal; //暂存读出键值
while( keyHit()==0 ); //等待按键,因为函数keyHit()的返回值为 0 表示无按键
retVal = KeyBuf[ KeyBufRp ]; //从数组中读出键值
if( ++KeyBufRp >= KeyBufSize ) KeyBufRp=0; //读位置加1,超出队列则循环回初始位置
return( retVal );
}
void keyPut( unsigned char ucKeyVal )
{ KeyBuf[ KeyBufWp ] = ucKeyVal; //键值存入数组
if( ++KeyBufWp >= KeyBufSize ) KeyBufWp=0; //存入位置加1,超出队列则循环回初始位置
}
/*****************************************************************************************
由于某种原因,读出的按键,没有用,但其它任务要用该按键,但传送又不方便。此时可以退回按键队列。就如取错了信件,有必要退回一样
******************************************************************************************/
void keyBack( unsigned char ucKeyVal )
{
/*
如果KeyBufRp=0; 减1后则为FFH,大于KeyBufSize,即从数组头退回到数组尾。或者由于干扰使得KeyBufRp超出队列位置,也要调整回到正常位置,
*/
if( --KeyBufRp >= KeyBufSize ) KeyBufRp=KeyBufSize-1;
KeyBuf[ KeyBufRp ] = ucKeyVal; //回存键值
}
下面渐进讲解键盘物理层的驱动。电路共同点:P2端口接一共阴数码管,共阴极接GND,P2.0接a段、P2.1接b段、…、P2.7接h段。
软件共同点:code unsigned char Seg7Code[10] 是七段数码管共阴编码表。
Code unsigned char Seg7Code[16]=
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F
{0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71};
例一:P1.0接一按键到GND,键编号为‘6’,显示按键。
#include <at89x52.h>
#include “KEY.H”
void main( void )
{ P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平
while( 1 ) //永远为真,即死循环
{ if( P1_0 == 0 ) //如果按键,则为低电平
{ keyPut( 6 ); //保存按键编号值为按键队列
while( P1_0 == 0 ); //如果一直按着键,则不停地执行该循环,实际是等待松键
}
if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键
P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上
}
}
例二:在例一中考虑按键20ms抖动问题。
#include <at89x52.h>
#include “KEY.H”
void main( void )
{ P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平
while( 1 ) //永远为真,即死循环
{ if( P1_0 == 0 ) //如果按键,则为低电平
{ delay20ms(); //延时20ms,跳过接下抖动
keyPut( 6 ); //保存按键编号值为按键队列
while( P1_0 == 0 ); //如果一直按着键,则不停地执行该循环,实际是等待松键
delay20ms(); //延时20ms,跳过松开抖动
}
if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键
P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上
}
}
例三:在例二中考虑干扰问题。即小于20ms的负脉冲干扰。
#include <at89x52.h>
#include “KEY.H”
void main( void )
{ P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平
while( 1 ) //永远为真,即死循环
{ if( P1_0 == 0 ) //如果按键,则为低电平
{ delay20ms(); //延时20ms,跳过接下抖动
if( P1_0 == 1 ) continue; //假按键
keyPut( 6 ); //保存按键编号值为按键队列
while( P1_0 == 0 ); //如果一直按着键,则不停地执行该循环,实际是等待松键
delay20ms(); //延时20ms,跳过松开抖动
}
if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键
P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上
}
}
例四:状态图编程法。通过20ms周期中断,扫描按键。
/****************************************************************************************
采用晶体为12KHz时,指令周期为1ms(即主频为1KHz),这样T0工作在定时器方式2,8位自动重载。计数值为20,即可产生20ms的周期性中断,在中断服务程序中实现按键扫描
*****************************************************************************************/
#include <at89x52.h>
#include “KEY.H”
void main( void )
{
TMOD = (TMOD & 0xf0 ) | 0x02; //不改变T1的工作方式,T0为定时器方式2
TH0 = -20; //计数周期为20个主频脉,即20ms
TL0=TH0; //先软加载一次计数值
TR0=1; //允许T0开始计数
ET0=1; //允许T0计数溢出时产生中断请求
EA=1; //允许CPU响应中断请求
while( 1 ) //永远为真,即死循环
{
if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键
P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上
}
}
void timer0int( void ) interrupt 1 //20ms;T0的中断号为1
{ static unsigned char sts=0;
P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平
switch( sts )
{
case 0: if( P1_0==0 ) sts=1; break; //按键则转入状态1
case 1:
if( P1_0==1 ) sts=0; //假按错,或干扰,回状态0
else{ sts=2; keyPut( 6 ); } //确实按键,键值入队列,并转状态2
break;
case 2: if( P1_0==1 ) sts=3; break; //如果松键,则转状态3
case 3:
if( P1_0==0 ) sts=2; //假松键,回状态2
else sts=0; //真松键,回状态0,等待下一次按键过程
}
}
例五:状态图编程法。
/****************************************************************************************
如果采用晶体为12MHz时,指令周期为1us(即主频为1MHz),要产生20ms左右的计时,则计数值达到20000,T0工作必须为定时器方式1,16位非自动重载,即可产生20ms的周期性中断,在中断服务程序中实现按键扫描
*****************************************************************************************/
#include <at89x52.h>
#include “KEY.H”
void main( void )
{
TMOD = (TMOD & 0xf0 ) | 0x01; //不改变T1的工作方式,T0为定时器方式1
TL0 = -20000; //计数周期为20000个主频脉,自动取低8位
TH0 = (-20000)>>8; //右移8位,实际上是取高8位
TR0=1; //允许T0开始计数
ET0=1; //允许T0计数溢出时产生中断请求
EA=1; //允许CPU响应中断请求
while( 1 ) //永远为真,即死循环
{
if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键
P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上
}
}
void timer0int( void ) interrupt 1 //20ms;T0的中断号为1
{ static unsigned char sts=0;
TL0 = -20000; //方式1为软件重载
TH0 = (-20000)>>8; //右移8位,实际上是取高8位
P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平
switch( sts )
{
case 0: if( P1_0==0 ) sts=1; break; //按键则转入状态1
case 1:
if( P1_0==1 ) sts=0; //假按错,或干扰,回状态0
else{ sts=2; keyPut( 6 ); } //确实按键,键值入队列,并转状态2
break;
case 2: if( P1_0==1 ) sts=3; break; //如果松键,则转状态3
case 3:
if( P1_0==0 ) sts=2; //假松键,回状态2
else sts=0; //真松键,回状态0,等待下一次按键过程
}
}
例六:4X4按键。
/****************************************************************************************
由P1端口的高4位和低4位构成4X4的矩阵键盘,本程序只认为单键操作为合法,同时按多键时无效。
这样下面的X,Y的合法值为0x7, 0xb, 0xd, 0xe, 0xf,通过表keyCode影射变换可得按键值
*****************************************************************************************/
#include <at89x52.h>
#include “KEY.H”
unsigned char keyScan( void ) //返回0表示无按键,或无效按键,其它值为按键编码值
{ code unsigned char keyCode[16]=
/0x0, 0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5, 0x6, 0x7, 0x8, 0x9, 0xA, 0xB, 0xC, 0xD, 0xE, 0xF
{ 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 2, 0, 3, 4, 0 };
unsigned char x, y, retVal;
P1=0x0f; //低四位输入,高四位输出0
x=P1&0x0f; //P1输入后,清高四位,作为X值
P1=0xf0; //高四位输入,低四位输出0
y=(P1 >> 4) & 0x0f; //P1输入后移位到低四位,并清高四位,作为Y值
retVal = keyCode[x]*4 + keyCode[y]; //根据本公式倒算按键编码
if( retVal==0 ) return(0); else return( retVal-4 );
}
//比如按键‘1’,得X=0x7,Y=0x7,算得retVal= 5,所以返回函数值1。
//双如按键‘7’,得X=0xb,Y=0xd,算得retVal=11,所以返回函数值7。
void main( void )
{
TMOD = (TMOD & 0xf0 ) | 0x01; //不改变T1的工作方式,T0为定时器方式1
TL0 = -20000; //计数周期为20000个主频脉,自动取低8位
TH0 = (-20000)>>8; //右移8位,实际上是取高8位
TR0=1; //允许T0开始计数
ET0=1; //允许T0计数溢出时产生中断请求
EA=1; //允许CPU响应中断请求
while( 1 ) //永远为真,即死循环
{
if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键
P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上
}
}
void timer0int( void ) interrupt 1 //20ms;T0的中断号为1
{ static unsigned char sts=0;
TL0 = -20000; //方式1为软件重载
TH0 = (-20000)>>8; //右移8位,实际上是取高8位
P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平
switch( sts )
{
case 0: if( keyScan()!=0 ) sts=1; break; //按键则转入状态1
case 1:
if( keyScan()==0 ) sts=0; //假按错,或干扰,回状态0
else{ sts=2; keyPut( keyScan() ); } //确实按键,键值入队列,并转状态2
break;
case 2: if(keyScan()==0 ) sts=3; break; //如果松键,则转状态3
case 3:
if( keyScan()!=0 ) sts=2; //假松键,回状态2
else sts=0; //真松键,回状态0,等待下一次按键过程
}
}