第五节 搞定按键检测

按键检测

一、轮询方式检测

如下图所示，为轮询方式的电路图：

P3.0为按键K0输入端，实现的效果为K0按下一次，发光二极管切换一次状态。
代码如下：

#include <reg52.h>

sbit LED_0 = P1^0;
sbit test_port0 = P3^0;
void delay_ms(int ms)
{
    int j;
    ++ms;
    while(--ms>0)
        for(j=110; j > 0; --j);
}
int main()
{
    //循环查询的方法检测P3^0是否按下
    while(1)
    {
        test_port0 = 1;
        while(test_port0);
        delay_ms(20);
        if(test_port0==0)
        {
            LED_0 = !LED_0;
            while(!test_port0);
        }
    }
    return 0;
}

解释：在main中的while循环先将P3.0口置1，前面说过，P3口为准双向口，要先置1，然后输入。while(test_port0)检测P3.0口是否被拉低，如果拉低，延时20ms检测，因为人工按下按键，低电平保持20ms以上，20ms后，如果检测到此时还是为低电平，就改变led灯的状态，如果不是，说明刚才的低电平是由于扰动引起的；其中if语句中还有一个while循环语句，该语句的目的是等待用户将按键放开，如果不加这一句，用户长按按键K10时，单片机将会不断检测到用户按键按下。

 

二、中断方式检测

原理图与上述原理图类似，只是输入口变为P3.2，输出口变为P1.1。

如下为中断检测的控制代码：

#include <reg52.h>

sbit LED_1 = P1^1;
sbit test_port = P3^2;
void delay_ms(int ms)
{
    int j;
    while(--ms>=0)
        for(j=110;j>0;--j);
}

int main()
{
    //使能外部中断0
    EA = 1;EX0 = 1;
    //0--低电平触发  1--下降沿触发
    IT0 = 1;
    test_port = 1;
    while(1);
    return 0;
}
void ext_int_service(void)interrupt 0
{
    delay_ms(20);
    if(test_port==0)LED_1=!LED_1;
}

解释：因为希望通过外部中断0进行按键检测，当然要先开中断总开关EA和外部中断分开关EX0，所以有“EA=1;EX0=1;”；下一句为IT0定义中断的触发方式。

中断的触发方式有两种：低电平触发和下降沿触发。

低电平触发：单片机在每个机器周期检查中断源引脚线，检测到低电平，即置位中断请求标志，如果设定了中断服务程序，进入中断，硬件清空中断标志位。在这里显然是不适合的，因为我们需要的是按下的这个动作，所以选择下降沿触发。

下降沿触发：单片机在上一个机器周期检测到中断源引脚线为高电平，下一个机器周期检测到低电平，置位中断标志，进入中断；所以，高低电平信号必须保持1个机器周期以上，否则，可能不能检测下降沿。注意：进入到中断服务程序后，外部中断标志位由硬件清零。

 

向P3.2写入1，说明为输入。While中可以写总体执行程序。

外部中断0的中断号为0，所以可以写出中断服务程序。

在服务程序中，和循环检测一样，先延时20ms，再重新检测，排除由于抖动造成的误判断。

 

Ok，貌似很完美？NO，这里存在两个问题：

1、  我们说过，单片机的执行过程是这样的，先检测到下降沿，置位中断标志，处理器发现中断标志被置位了，自动跳到服务程序。但是，考虑这么一种情况，由于抖动的存在，在第一次进入服务程序后，IE0被置0，在执行过程中，又来了一个下降沿（抖动引起），此时IE0又变为了1，因为两个优先级相同，而中断的执行有一个原则：正在进行的中断过程不能被新的同级或者低级的中断请求打断。所以，即使现在IE0变为1，，处理器先不管新产生的中断，执行完服务后，cpu发现，哎呀，还来了一个下降沿啊，所以又进入到中断服务程序。这种机制有点像中断缓存，但对于系统类型的中断源，只能缓存一个中断而已。

 

如果您不信的话，先设置一个全局变量用于计数，在中断服务程序中对该计数自增，在主程序的while循环中用LED数码管显示该全局变量，你会发现，有时候，按下一次，全局变量自增两次。但是，这种现象和开关有关，有的开关抖动小，可能看不出这种情况，那就认为创造这种情况，在服务中断中的延时变长为1s，在1s内按两次，你会发现，最后全局变量加了两次。

那怎么解决呢？好办，有一个原则，在进入中断时，关闭中断，出中断时，开启中断。如果关闭的是EA，就将所有的中断都屏蔽了，而关EX0，就仅仅关闭外部中断0。其实说中断时间过长，会造成中断丢失，是指在关闭中断的情况下。不关闭中断时，可以缓存一次中断，中断来了多次，也是要丢失的。

 

2、  还有一个问题：我们说中断服务程序的时间不能太长，用延时操作是万万不可的。所以，我们可以用定时器来设置时间，进行检测。代码如下：

#include <reg52.h>

volatile int g_cnt = 0;
sbit test_port = P3^2;
sbit LED_1 = P1^1;

int main()
{
    //定时器0 1ms进入一次中断,时钟周期为12MHz
    TH0 = (65536-1000)>>8;TL0=(65536-1000)&0xff;
    TMOD = 0x01;

    IT0 = 1;
    EA = 1;
    EX0 = 1;
    ET0 = 1;
    test_port = 1;
    while(1)
    {
        if(g_cnt>=20)
        {
            TR0 = 0;
            g_cnt = 0;
            if(test_port==0)LED_1=!LED_1;
        }
    }

    return 0;
}

void extern0_service(void)interrupt 0
{
    EX0 = 0;
    if(g_cnt==0)
    {
        g_cnt = 1;
        TR0 = 1;
    }
    EX0 = 1;
}

void time0_service(void)interrupt 1
{
    TH0 = 64536>>8;TL0=64536&0xff;
    g_cnt++;
}

当然，不管黑猫白猫，能捉老鼠就是好猫，能够实现效果，采用哪种方式都无所谓。

 

最好的消抖的方法是硬件消抖，比如在开关处并联一个电容，这比软件好多了。