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单片机按键不会设计？这就奉上单片机按键软硬件设计技巧！
- 发布：嵌入式培训
- 来源：电子发烧友
- 时间：2018-08-27 17:41
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今天我们的嵌入式培训主要分享给大家的是单片机按键软硬件设计技巧，希望对大家有所帮助!
在单片机系统里，按键是常见的输入设备，在本文江介绍几种按键硬件、软件设计方面的技巧。一般的在按键的设计上，一般有四种方案。
一是GPIO口直接检测单个按键，如图1.1所示;
二是按键较多则使用矩阵键盘，如图1.2所示;
三是将按键接到外部中断引脚上，利用按键按下产生的边沿信号进行按键检测，如图1.3所示;
四是利用单片机的ADC，在不同的按键按下后，能够使得ADC接口上的电压不同，根据电压的不同，则可以识别按键，如图1.4所示。
图1.1方案一
图1.2方案二
图1.3方案三
图1.4方案四
在以上四种设计上，各有优点和不足。
第一种是最简单和最基础的，对于单片机初学者很容易理解和使用，但是缺点是，需要在主循环中不断检测按键是否按下，并且需要做消抖处理。若主循环中某个函数任务占用时间较长，则按键会有不同程度的“失灵”。
第二种，优点是能够在有限的GPIO情况下，扩展尽可能多的按键。但缺点同上，需要不停检测按键是否按下。
第三种方式是效率最高，不需要循环检测按键是否按下，但是缺点是，需要单片机有足够的外部中断接口以供使用。
第四种的优点是，只需要单片机的一个ADC接口，一根线，就能对多个按键进行识别，缺点是按键一旦内部接触不良，则可能按键串位，且按键产生的抖动，会造成一定的识别错误。
在以上的三种常见按键设计的基础上，现在分享我学习和工作中总结的按键方案。
改进一：在原方案一的基础上，加上与门电路，使得任何一个按键按下，都能产生中断，然后在中断里面识别是哪个按键被按下。因此不需要循环扫描，大大提高了效率。方案如图1.5所示。只需要每个按键对应地增加一个二极管，利用二极管的线与特性，可以实现按下任何按键，都能产生中断信号，但是按键之间互不影响。二极管选用普通整流二极管即可，本人亲测可行。
图1.5 改进一
改进二：在原有的ADC按键的基础上，也可用增加二极管的方式，实现按键中断，并在中断服务程序里进行AD转换，从而识别按键。电路如图1.6所示。
图1.6 改进二
改进三：因为按键不可避免的有抖动，因此按键消抖可以通过硬件消痘和软件消抖。现在分享一个十分简单且有效的硬件消痘方法：给按键并联一个104左右的电容。软件上基本不用处理即可避免抖动。
改进四：在按键扫描检测的方案下，如果主循环中有某个函数占用时间较长，则按键会发生或长或短的“失灵”，现分享我的一个解决方案。将按键扫描放到定时器中断里面，这样就可周期性地检测按键按下情况，不受主循环的影响。
并且，能解析出按键的不同状态，即按下、按住、弹起、为按下这四种状态，用以实现更丰富的功能。
但需注意两点：一是定时器的定时时间，不可过长也不可过短，过长容易检测不到按下，过短会占用大量时间资源。二是中断服务程序需简单明了，只做检测用，通过全局变量传递，在主循环内完成按键响应，中断服务函数内尽量不要占用太多时间。(转自电子发烧友)
感谢您的阅读，以上就是单片机按键软硬件设计技巧的相关分享， 你都学会了吗?更多嵌入式相关的知识尽在达内嵌入式培训机构，敬请关注!
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