51单片机——按键，定时器消抖，短按，长按，三行代码，状态机

ゝ一世哀愁。 2022-10-22 15:57 293阅读 0赞

# 0. 序 #

今天太晚了，先不写介绍了，代码中注释非常详细，很方便移植

双击，三击等操作，可以在状态机的短按操作中做更改。

组合键需要重新构思，在扫描中确定被按下和被抬起的是哪个键。

# 1. 分析 #

### （1）按键扫描函数 ###

首先要看电路图，搞清楚按键按下是低电平还是高电平有效，我在这里栽了一波，电平弄反会导致接收不到正确的返回值。

以下以按键按下低电平有效进行分析。

![20210326164631866.png][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM1Njk3OTc4_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

### （2）定时器消抖 ###

如图按键按下的波形，因为机械性质，在按键按下一瞬间，电位会都一个急剧的变化，在波形上呈现几个尖锐的波形，在板子上的表现，如小灯会闪烁几下。可以称之为按键抖动。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM1Njk3OTc4_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

抖动的时间在10ms之内，而我们按下的时间基本都是在100ms左右。因此当我们按下瞬间开始计时，此时是低电平，然后间隔10ms之后再来看，若10ms之后还维持在低电平说明按键处于按下状态。

如果不进行延时，会发现按键按下马上弹起然后又按下疯狂抖动，抖完了才是真正的按下状态。这样会造成误操作，比如我们想按一下关机，因为抖动会出现不停开关机，可能按下去是关机，因为抖动发现他一直关不掉。

下图是10ms计时结束把uc\_Key\_flag置零，实际上如果不用全局变量不用extern也可以，直接写一个函数，然后调用，但是这样会造成函数增多，不如一个变量方便。当然，如果变量很多，那一定要用函数封装调用，不要写太多外部变量全局变量。我现在维护的一个项目，开局main函数里面400多个变量没有一个注释，看着脑阔疼。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM1Njk3OTc4_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

如图，这个函数在主函数里面的while(1)里面调用，如果主函数够快，比如我现在用的51，他的计时器指令周期是1us，就是1m的时钟频率，主函数可以参考这个参数。执行100个指令也才不到1ms，可以看做一直在进行按键检测，如果使用delay之类的进行延时太多，会造成按键检测不及时，因此我们在写一些延时函数时，尽量不要在主函数里面进行阻塞式延时。最开始给这个uc\_Key\_flag置0，让他可以在按键按下时进入函数执行后续操作，然后计时器开始计时，在10ms计时结束后重新置为0，可以进行后续操作。这个是定时器延时的核心代码。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM1Njk3OTc4_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

### （3）按键扫描值处理 ###

此为三行代码

//三行代码得到按下或者弹起瞬间的值  
        Key_Down = Key_Temp & (Key_Old ^ Key_Temp);   //按下为按键值，其它为0
        Key_Up  = ~Key_Temp & (Key_Old ^ Key_Temp);  //松手为抬起前的按键值，其他为0
        Key_Old = Key_Temp;

### ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM1Njk3OTc4_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][] ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM1Njk3OTc4_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

### （4）简单状态机 ###

使用状态机来判断是按下哪个键，是长按还是短按

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM1Njk3OTc4_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][]

这个简单状态机的意思是这样的

switch(keyState) //短按，长按处理（状态机处理）
        {
        	case 0: //
        	    判断是哪个按键
        	    是1则keyState=1
        	    是2则keyState=2
        	    是3则keyState=3
        	    break;
        	case 1:
        	    短按处理
        	    长按处理
        	    break;
        	case 2:
        	    短按处理
        	    长按处理
        	    break;
        	case 3:
        	    短按处理
        	    长按处理
        	    break;
        	}
    		default：
    			break；
        }

正常的按下动作处理的事件要在按下瞬间操作，要不然长按然后弹起时候再进行操作会让人等很久，因此事件应该是在按下瞬间被触发，而不是弹起时候被触发。

长按短按：短按瞬间keyPressFlag置1在定时器里面对ul\_ms开始++，按下超过800ms就认为开始长按。每800ms进行一次长按操作，比如买橘子添加购物车，长按会一直接++，这样就不用每次加一个按很多次。在弹起瞬间让keyPressFlag**置**0，认为此时已经松开按键就不用再继续计时。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM1Njk3OTc4_size_16_color_FFFFFF_t_70 7][]

# 2. 代码 #

KEY.c

#include <KEY.H>
    
    // 按键 Key0-P4.6  Key1-P3.6  Key2-P3.5
    sbit key0=P4^6;
    sbit key1=P3^6;
    sbit key2=P3^5;
    
    u16 ul_ms=0;  //在定时器中++
    u8 uc_Key_flag = 0;  //在定时器中每10ms置1，定时器延时
    u8 keyPressFlag = 0; //按键按下，定时器中打开ul_ms开始计时
    
    
    /*------------------独立按键扫描函数,读取键值-------------------------*/
    u8 Key_Read(void)    
    {
        u8 Key_Value;
    
        if(key0==0) //按下低电平有效
        {
            Key_Value=1;
        }
        else if(key1==0) //按下低电平有效
        {
            Key_Value=2;
        }
        else if(key2==0) //按下低电平有效
        {
            Key_Value=3;
        }
        else 
        {
            Key_Value=0; //没有按键按下
        }
        return Key_Value;
    }
    
    
    /*-----------------------------------------独立按键处理函数-----------------------------------*/
    u8 Key_Proc(void)     //独立按键处理函数
    {
        u8 Key_Temp,Key_Down,Key_Up,uc_Key_Value;
        static u8 Key_Old = 0;
        static u8 keyState = 0;
    
        if(uc_Key_flag) return 0;  //uc_Key_flag在定时器中每10ms清零一次，定时器消抖
        uc_Key_flag = 1;
    
        Key_Temp = Key_Read(); //读取按键值
    
        //三行代码得到按下或者弹起瞬间的值  
        Key_Down = Key_Temp & (Key_Old ^ Key_Temp);   //按下为按键值，其它为0
        Key_Up  = ~Key_Temp & (Key_Old ^ Key_Temp);  //松手为抬起前的按键值，其他为0
        Key_Old = Key_Temp;  
    
        
        keyPressFlag=1; //进入次函数就认为按下，开始计时，没有按下则在下面状态机里面置0
        switch(keyState) //短按，长按处理（状态机处理）
        {
        case 0: //
            switch(Key_Down) //有按键按下
            {
            case 1:
                keyState=1;
                P23=~P23; //按下瞬间业务代码
                break;
            case 2:
                keyState=2;
                           //按下瞬间业务代码
                break;
            case 3:
                keyState=3;
                            //按下瞬间业务代码
                break;
            default:
                keyState=0;
                keyPressFlag=0; //没有按键按下keyPressFlag置0，关闭计时
                break;
            }
            break;
        case 1:
            if(Key_Up==1)  //短按业务代码
            {
                //P23=~P23;
                keyState=0; //回到没有按下的状态
                ul_ms=0;
            }
            else if(ul_ms>800)  //长按业务代码
            {
                P22=~P22;
                ul_ms=0;  //800ms清零一次，避免长按到ul_ms溢出
            }
            break;
        case 2:
            if(Key_Up==2)  //短按业务代码
            {
                //P23=~P23;
                keyState=0;  //回到没有按下的状态
                ul_ms=0;
            }
            else if(ul_ms>800) //长按业务代码
            {
                
                ul_ms=0;
            }
            break;
        case 3:
            if(Key_Up==3)  //短按业务代码
            {
                //P23=~P23;
                keyState=0; //回到没有按下的状态
                ul_ms=0;
            }
            else if(ul_ms>800) //长按业务代码
            {
                
                ul_ms=0;
            }
            break;
        }
        return uc_Key_Value;
    
    }

KEY.h

#ifndef KEY_H
    #define KEY_H
    
    #include <STC15.H>
    
    
    extern u16 ul_ms;
    extern u8 uc_Key_flag;
    extern u8 keyPressFlag;
    
    u8 Key_Read(void); //读按键状态 被Key_Proc函数调用
    u8 Key_Proc(void); //每10ms执行一次，用标志位方法，标志位在计时器中清零
    
    
    #endif

# 3.调用 #

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# ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM1Njk3OTc4_size_16_color_FFFFFF_t_70 9][] #

# 4. 参考 #

[https://methadone-no1.blog.csdn.net/article/details/114108489][https_methadone-no1.blog.csdn.net_article_details_114108489]

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