上海羊羽卓进出口贸易有限公司单片机如何识别按键长按和短按？
单片机工程师在面试的过程中，经常会碰到一些相同的问题，笔者总结了十个提问率较高的问题，供大家参考。现在我们来分析单片机工程师常遇面试问题之二：单片机如何区别按键长按和短按？
图(1)连接线路图
首先，我们来看一下按键和单片机的线路连接图(图1)，KEY1直接连接到单片机IO口，单片机IO口设置为上拉输入状态，注意如果IO口内部无上拉电阻，那么还需外部增加上拉电阻，这一点在设计单片机线路时需要特别注意，不然将会拖慢项目进度。我们先来分析一下单片机是如何识别按键按下的，如下图所示，当按键未按下时，单片机IO口和地不相连接，因为我们设置了内部上拉，所以现在读取该IO口状态为高电平，也就是逻辑1，当按键按下时，单片机IO和地相连接，那么此时读取该IO口状态为低电平，也就是逻辑0，按键按下和未按下的等效示意图如图（2）。所以当我们读取IO口状态为“1”时，代表按键未按下，当我们读取IO口状态为“0”时，代表按键按下。
图(2)等效电路图
在实际使用过程中，会因为按键的抖动而产生杂波，抖动波形请参考图（3），所以我们在识别按键状态的时候还需要做一些消除抖动的处理。硬件方面我们可以在按键上并联一个104的电容到地来消除部分杂波，如图（1）中的C22就是这个作用。软件方面也需要做一些消抖的算法，在抖动的这个过程中，读取IO状态是不确定的，我们要想办法把这这个抖动的过程给过滤掉。常用的一种算法是当连续检测到100ms IO口为低电平的时候（可以设定每10ms检测一次），就认为此时已经有按键按下，事实上这种算法是非常有效的
图(3)抖动波形
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附上参考程序，大家如有疑问，请把问题发到评论区，我们一起讨论。各位大佬如有更好的识别方法，也可发到评论区分享给大家，谢谢~~
参考程序：
//注：flag_10ms每10ms会被置1，这个动作一般用定时器来完成
if(flag_10ms)
{
flag_10ms = 0;
if(!KEY1)
{
count++;
if(count == 200) //长按超过2s
{
; //此处认为按键长按，可设置相关标志位
}
If(count >= 200)
{
count = 250;
}
}
else
{
if（count >= 10 && count <= 200）//按键时间在100ms至2s之间
{
; //此处认为按键为短按，可设置相关标志位
}
count = 0;
}
}
短按，长按，按键释放，三种模式的按键扫描程序（软件消抖动）
先来说一下这三种模式的意思：
1. 短按模式： 单击按键时，返回一次有效按键值；长按时也只返回一次有效按键值。这样可以有效地排除因不小心长按带来的返回多次有效按键，进而执行多次按键处理程序。
2. 长按模式： 单击按键时，返回一次有效按键；长按时，返回多次有效按键值。这样可以很快的调节某个较大的参数，比如时间的时分秒参数。
3. 按键释放模式 ：这个模式与短按模式是相对的。短按模式只要按键按下去，立即返回有效键值，进而试行按键处理程序；二按键释放模式，却是要等到按下键，释放之后，才会返回有效键值，进而执行按键处理程序。
接下来说一下扫描程序：
1）采用的是轮询的方式（非中断）
2）消抖动的方式：多次扫描，来确定按键值。下面的程序的是设定了5次。主要是根据扫描周期来确定，次数的多少。
注：
扫描周期：从进入按键扫描程序开始，直到到下一次进入按键扫描程序时 结束，之间所用的时间。
下面是整个按键扫描程序的源码，可以读一读，语句都很简单，而且每一句都有注释，一步一步看下去，应该能明白。
如果不明白，可以留言谈论。
以下是 KeyScan.c 文件的内容，
//======================================================
//KeyScan.c
//======================================================
//注意：该宏定义，定义在keyscan.h文件中
//#define KEYDEBOUNCE 0x05 //消抖动，按键扫描次数。如果连续5次都是扫描的都是相同键值，则认为是有效键值，否则是误触发
unsigned int g_uiCurrKey; //当前按键值
unsigned int g_uiLastKey; //上次按键值
unsigned int g_uiKeyScanCount; //按键扫描计数，作用：消抖动
unsigned int g_uiPreKeyValue; // 上一次的有效按键值
unsigned int g_uiKeyDown; //键被按下，返回的键值。 作用：单次按键，单次返回有效键值；按住不放，也只返回被按下的一个键值
unsigned int g_uiKeyRelease; //键被释放后，返回的键值。 作用：只有按下的按键被释放后，才返回按下的键值
unsigned int g_uiKeyContinue; //键连续按键，重复返回的键值。 作用：只要按住不放，就会重复地返回相同键值
//P0口的低八位作为按键
//没有按键时，返回的是0xff，
void Int_Key_Scan(void)
{
static unsigned short LastReadKey; //上次从IO口读取的键值 ,注意是静态变量
unsigned short CurrReadKey; //当前从IO口读取的键值
CurrReadKey = P0 & 0x00ff; //获取当前的键值
if(CurrReadKey == LastReadKey) //如果当前读取的键值与上次从IO口读取的键值相同
{
if(g_uiKeyScanCount >= KEYDEBOUNCE) //首先判断是否大于等于debounce的设定值(即是，是否大于等于设定的采样次数)
{
//按住不放,多次响应
g_uiCurrKey = CurrReadKey; //如果是,将当前的读取值判定为有效按键值(如果是，在采样周期中，都是这个值，则判定为有效按键值)
g_uiKeyContinue = g_uiCurrKey ; //长按，多次响应 按键值
//按住不放只响应一次
if(g_uiPreKeyValue == g_uiCurrKey)
{
g_uiKeyDown = 0xff; //没有键值
}
else
{
g_uiKeyDown = g_uiCurrKey; //如果不同，按键有效,(就是第一次有效值时)
}
//按键释放时，按键值才有效
if(g_uiCurrKey == 0xff) //当有效按键值从非0到0的状态时(即是，从有按键到无按键，表示已经释放了)，表示之前按键已经释放了
{
g_uiKeyRelease = g_uiPreKeyValue;
}
g_uiLastKey = g_uiCurrKey; //记录上次有效按键值
}
else //如果否，则debounce加一(如果否，则继续采样键值)
{
g_uiKeyScanCount++;
}
}
else //如果当前读取的键值与上次从IO口读取的键值不同，说明按键已经变化
{
g_uiKeyDown = 0xff; //放开按键后第一次进入扫描程序，清零g_uiKeyDown.作用：消除一个BUG（你猜BUG是什么？）
g_uiKeyScanCount = 0; //清零之前的按键的debounce计数
LastReadKey = CurrReadKey; //将当前读取的键值记录为上次读取的按键值
}
}
123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263以下是KeyScan.h文件内容
//======================================================
//KeyScan.h
//======================================================
//宏定义
#define KEYDEBOUNCE 0x05 //消抖动，按键扫描次数。如果连续5次都是扫描的都是相同键值，则认为是有效键值，否则是误触发
//声明变量
extern unsigned int g_uiCurrKey; //当前按键值
extern unsigned int g_uiLastKey; //上次按键值
extern unsigned int g_uiKeyScanCount; //按键扫描计数，作用：消抖动
extern unsigned int g_uiPreKeyValue; //上一次的有效按键值
extern unsigned int g_uiKeyDown; //键被按下，返回的键值。 作用：单次按键，单次返回有效键值；按住不放，也只返回被按下的一个键值
extern unsigned int g_uiKeyRelease; //键被释放后，返回的键值。 作用：只有按下的按键被释放后，才返回按下的键值
extern unsigned int g_uiKeyContinue; //键连续按键，重复返回的键值。 作用：只要按住不放，就会重复地返回相同键值
//函数声明
void Int_Key_Scan(void);
1234567891011121314151617181920使用注意：
1.作为按键使用的相应IO口，必须设置为输入模式（如果是51单片机的话，无需关心）
2.按键的硬件连接必须是一端接GND,一端接IO口。
下面介绍一下程序的使用方法：
这里以51单片机的 按键点亮和熄灭LED灯作为例子。
硬件：
1）按键使用单片机的P0端口
2）LED灯使用P1.0的IO口，低电平点亮
返回的按键值：
没有键按下， 返回键值是0xFF
如果P0.0按下，返回键值是0xFE
如果P0.1按下，返回键值是0xFD
如果P0.2按下，返回键值是0xFB
如果P0.3按下，返回键值是0xF7
…
如果P0.7按下，返回键值是0x7F
下面是例子的参考源码：
//======================================================
//main.c
//======================================================
#include "reg51.h"
#include "KeyScan.h"
sbit LED = P1.0; //定义LEDIO口
char time_10ms_ok; // 10ms 定时标志
void init_timer0(void)
{
//定时器的初始化
TMOD = 0x01; //选择定时器的工作模式：定时器0，方式1
TH0 = (65535 - 10000)/256; //定时器的初值
TL0 = (65535 - 10000)%256;
EA = 1; //开打总中断使能
ET0 = 1; //打开定时器0 的使能
TR0 = 1; //打开定时器0 ，开始工作
}
void main(void)
{
P0 = 0xff;
LED = 0; //点亮LED
init_timer0(); //初始化定时器 定时10ms
while(1)
{
if（time_10ms_ok） //这里表示10ms扫描一次
{
time_10ms_ok = 0； //清除10ms定时标志
Int_Key_Scan(); //按键扫描程序
}
//第一种：KeyDown的使用
//单按时和长按时，都只返回一次有效键值（无需等到按键释放，就可以返回有效键值）
switch(g_uiKeyDown)
{
case 0xFE:
//P0.0按键程序
LED = !LED;
break;
case 0xFD:
//P0.1按键程序
//...
break;
case 0xFB:
//P0.2按键程序
//...
break;
case 0xF7:
break;
case 0xEF:
break;
case 0xDF:
break;
case 0xBF:
break;
case 0x7F:
break;
case 0xFF:
//没有按键程序
//...
break;
}
//第二种：KeyRelease的使用
//只有当按键释放之后，才返回一次有效键值，即是按键释放后，才执行相应的函数
switch(g_uiKeyRelease)
{
case 0xFE:
//P0.0按键程序
LED = !LED;
break;
case 0xFD:
//P0.1按键程序
//...
break;
case 0xFB:
//P0.2按键程序
//...
break;
case 0xF7:
break;
case 0xEF:
break;
case 0xDF:
break;
case 0xBF:
break;
case 0xEF:
break;
case 0xFF:
//没有按键程序
//...
break;
}
//第三种：KeyContinue的使用
//1）单次按键（非长按），返回一次有效值。
//2）长按，返回多次相同有效值
switch(g_uiKeyContinue)
{
case 0xFE:
//P0.0按键程序
LED = !LED;
break;
case 0xFD:
//P0.1按键程序
//...
break;
case 0xFB:
//P0.2按键程序
//...
break;
case 0xF7:
break;
case 0xEF:
break;
case 0xDF:
break;
case 0xBF:
break;
case 0xEF:
break;
case 0xFF:
//没有按键程序
//...
break;
}
}
}
void timer0(void) interrupt 1 //用的是定时器0， 这个“interrupt 1”中的“1”代表1号中断即是定时器0中断。如果是“0”就是外部中断0；“2“=外部中断1；”3“定时器1中断；”4“=串行口中断
{
TH0 = (65535 - 10000)/256;
TL0 = (65535 - 10000)%256; //定时器0的方式1，得在中断程序中重复初值。
time_10ms_ok = 1; //定时10MS 的标志
}
123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120121122123124125126127128129130131132133134135136137138139140141142143144145146147148149150151152153154155156157158159160161162163164165166Pillar Peng
2015.5.25 - 18:23
log:
感谢网友“Shiow1984”的提醒，有漏掉和不足的地方，我已经修改。
之前写的文章意在按键程序的思路，就没有将定时扫描程序添加进去，怕影响按键程序的理解，若要稳定地运用于程序中，就要使用定时扫描了，这样按键扫描的时间就可以确定，调节好扫描次数后，几乎就没有什么误触了。
我也在上面的程序中添加了定时扫面程序。
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