按鍵設(shè)計(jì)一覽

　　按鍵——在嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用里，占有非常重要的地位。按鍵——也是用戶交互系統(tǒng)里最重要的一個(gè)部分。雖然，目前大行其道的觸摸屏，電容屏吞噬了大壁江山，但是按鍵依然不可替代。于是，我們就來看看按鍵是如何設(shè)計(jì)的吧!

　　1、單個(gè)I/O口的實(shí)現(xiàn)方式

　　這種方式硬件設(shè)計(jì)最為簡(jiǎn)單，軟件實(shí)現(xiàn)也最為容易，但是其占用I/O口比例較高，如果按鍵大于4個(gè)，則此方案就值得商榷。硬件原理示意圖如圖1所示：

　　圖1 單個(gè)I/O口實(shí)現(xiàn)方式

　　軟件的實(shí)現(xiàn)方式較多，各有各自特點(diǎn)，無論是大師級(jí)的，還是菜鳥級(jí)的都能勝任。下面版主給大家介紹這種被譽(yù)為“最經(jīng)典的按鍵掃描方法”。

　　源代碼如下：

　　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) 代表的是觸發(fā)，Cont(continue)代表的是連續(xù)按下。這兩個(gè)變量均被聲明為全局變量，被用做標(biāo)志符。我們?cè)谑褂脮r(shí)，需要以一個(gè)定時(shí)間隔(如20ms)來查詢這兩個(gè)變量，并計(jì)數(shù)來判斷去抖與長(zhǎng)按。

　　2、矩陣掃描方式(一)

　　矩陣掃描的方式，我想大家在學(xué)習(xí)嵌入式時(shí)，教程一定會(huì)介紹的。因此這里版主也就不再多說了。硬件設(shè)計(jì)如圖2所示：

　　圖2 矩陣掃描方式(一)

　　軟件設(shè)計(jì)上，一個(gè)行掃描，一個(gè)列檢測(cè)。基本在所有的教程里都有這個(gè)軟件示例。這里，版主不再贅述。

　　此方法的缺點(diǎn)是中規(guī)中矩。

　　3、矩陣掃描方式(二)

　　看完課本的教程后，下面的方法也許會(huì)給大家耳目一新的感覺。硬件設(shè)計(jì)如圖3所示：

　　圖3 課本設(shè)計(jì)升級(jí)版

　　軟件設(shè)計(jì)也是相當(dāng)簡(jiǎn)單的，假定鍵盤行列IO口標(biāo)號(hào)分別為H1/H2/H3和V1/V2/V3，掃鍵流程通常如下：Step1、H1/H2/H3和V1/V2/V3都設(shè)置為輸入;Step2、讀H1/H2/H3和V1/V2/V3狀態(tài)，如果Hx和Vy讀到的狀態(tài)均為0，則認(rèn)為Hx與Vy交叉位置的鍵按下。

　　從上面流程可以看出程序代碼要簡(jiǎn)單不少，既能減少掃鍵的代碼量，又能加快掃鍵處理的時(shí)間，站在軟件的角度看此方法要較課本的方式先進(jìn)的多。

　　此方法的缺點(diǎn)是：貌似這樣三個(gè)觸點(diǎn)的按鍵不太好找。

　　4、矩陣掃描方式(三)

　　當(dāng)現(xiàn)實(shí)情況相當(dāng)復(fù)雜時(shí)，僅有有限個(gè)IO口，但是依然需要大量按鍵輸入時(shí)，我們就必須要開動(dòng)腦筋了。正如下圖4所示的硬件電路。

　　圖4 新型按鍵掃描矩陣設(shè)計(jì)

　　3個(gè)IO口掃出9個(gè)鍵!我們?cè)俜治鲆幌路治鐾ǖ眠^才能真正使用。假設(shè)掃鍵流程：先掃對(duì)地的3個(gè)鍵，再掃描上面2排按鍵。先掃對(duì)地3個(gè)鍵，判斷沒有按鍵，接著對(duì)逐一對(duì)IO口進(jìn)行掃鍵。但當(dāng)對(duì)某一IO口掃鍵時(shí)，如果有對(duì)地的鍵按下，這時(shí)有可能會(huì)誤判按鍵，因?yàn)閷?duì)地鍵比其他鍵有更高的響應(yīng)優(yōu)先級(jí)。例如：掃IO1，IO1 輸出“0”，恰好此時(shí)S4按下，IO2 檢測(cè)到有按鍵，那就不能判斷是S4還是S9。我們可以在程序上避免這種按鍵誤判：若IO2 檢測(cè)到有按鍵，那下一步就去判斷是否有對(duì)地鍵按下，如果沒有，那就可以正確地判斷是S4了。

　　這種方法的缺點(diǎn)是這個(gè)電路設(shè)計(jì)已經(jīng)被申請(qǐng)專利了，所以小伙伴們~~這個(gè)電路設(shè)計(jì)千萬不要在工作中使用喲~~~

　　5、專用按鍵掃描芯片實(shí)現(xiàn)方式

　　這個(gè)版主并不想多說了，我們最最常用的101鍵盤就是屬于此類的實(shí)現(xiàn)方式。當(dāng)然，對(duì)于嵌入式使用的小型按鍵也有小型的按鍵掃描芯片。這里版主推薦給大家的是周立功的按鍵掃描專用芯片zlg7920。這個(gè)芯片是通過I2C方式通訊，不再占用系統(tǒng)的IO引腳，實(shí)現(xiàn)也非常方式，參考資料百度也是非常多的。這里版主就不多說了，廣告已經(jīng)打了不少了，嘿嘿~~

　　總結(jié)：在版主的實(shí)際工作中，主要以引腳方式來實(shí)現(xiàn)按鍵，再多的按鍵推薦還是用專用芯片來做吧~~