作者:(转载)
时间:2015年12月22日13:54:16
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按键设计

硬件设计中经常使用到按键

按键——在嵌入式系统应用里，占有非常重要的地位。按键——也是用户交互系统里最重要的一个部分。虽然，目前大行其道的触摸屏，电容屏吞噬了大壁江山，但是按键依然不可替代。于是，我们就来看看按键是如何设计的吧!

1.单个I/O口的实现方式

这种方式硬件设计最为简单，软件实现也最为容易，但是其占用I/O口比例较高，如果按键大于4个，则此方案就值得商榷。硬件原理示意图如图1所示：

软件的实现方式较多，各有各自特点，无论是大师级的，还是菜鸟级的都能胜任。下面版主给大家介绍这种被誉为“最经典的按键扫描方法”

源代码如下

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) 代表的是触发，Cont(continue)代表的是连续按下。这两个变量均被声明为全局变量，被用做标志符。我们在使用时，需要以一个定时间隔(如20ms)来查询这两个变量，并计数来判断去抖与长按。

2.矩阵扫描方式(一 )

矩阵扫描的方式，我想大家在学习嵌入式时，教程一定会介绍的。因此这里我也就不再多说了。硬件设计如图2所示

软件设计上，一个行扫描，一个列检测。基本在所有的教程里都有这个软件示例。这里不再赘述。 此方法的缺点是中规中矩

3.矩阵扫描方式(二)

看完课本的教程后，下面的方法也许会给大家耳目一新的感觉。硬件设计如图3所示

软件设计也是相当简单的，假定键盘行列IO口标号分别为H1/H2/H3和V1/V2/V3，扫键流程通常如下：

• Step1、H1/H2/H3和V1/V2/V3都设置为输入；
• Step2、读H1/H2/H3和V1/V2/V3状态，如果Hx和Vy读到的状态均为0，则认为Hx与Vy交叉位置的键按下。

从上面流程可以看出程序代码要简单不少，既能减少扫键的代码量，又能加快扫键处理的时间，站在软件的角度看此方法要较课本的方式先进的多。

此方法的缺点是：貌似这样三个触点的按键不太好找。

4.矩阵扫描方式(三)

当现实情况相当复杂时，仅有有限个IO口，但是依然需要大量按键输入时，我们就必须要开动脑筋了。正如下图4所示的硬件电路。

3个IO口扫出9个键!我们再分析一下分析通得过才能真正使用

假设扫键流程：先扫对地的3个键，再扫描上面2排按键。先扫对地3个键，判断没有按键，接着对逐一对IO口进行扫键。但当对某一IO口扫键时，如果有对地的键按下，这时有可能会误判按键，因为对地键比其他键有更高的响应优先级

例如：扫IO1，IO1输出“0”，恰好此时S4按下，IO2检测到有按键，那就不能判断是S4还是S9。我们可以在程序上避免这种按键误判：若IO2检测到有按键，那下一步就去判断是否有对地键按下，如果没有，那就可以正确地判断是S4了。

这种方法的缺点是这个电路设计已经被申请专利了，所以小伙伴们这个电路设计千万不要在工作中使用哟~

5.专用按键扫描芯片实现方式

这个我并不想多说了，我们最最常用的101键盘就是属于此类的实现方式。当然，对于嵌入式使用的小型按键也有小型的按键扫描芯片。这里版主推荐给大家的是周立功的按键扫描专用芯片zlg7920。这个芯片是通过I2C方式通讯，不再占用系统的IO引脚，实现也非常方式，参考资料百度也是非常多的

总结：在实际工作中，主要以引脚方式来实现按键，再多的按键推荐还是用专用芯片来做吧~~