經典按鍵掃描程序

unsigned char Trg;
unsigned char Cont;
void KeyRead( void )
{
unsigned char ReadData = PINB^0xff; // 1
Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont); // 2
Cont = ReadData; // 3
}

完了。有沒有一種不可思議的感覺？當然，沒有想懂之前會那樣，想懂之后就會驚嘆于這算法的精妙！！
下面是程序解釋:
Trg(triger)代表的是觸發，Cont(continue)代表的是連續按下。
1:讀PORTB的端口數據，取反，然后送到ReadData 臨時變量里面保存起來。
2:算法1，用來計算觸發變量的。一個位與操作，一個異或操作，我想學過C語言都應該懂吧？Trg為全局變量，其它程序可以直接引用。
3:算法2，用來計算連續變量。

看到這里，有種“知其然，不知其所以然”的感覺吧？代碼很簡單，但是它到底是怎么樣實現我們的目的的呢？好，下面就讓我們繞開云霧看青天吧。
我們最常用的按鍵接法如下：AVR是有內部上拉功能的，但是為了說明問題，我是特意用外部上拉電阻。那么，按鍵沒有按下的時候，讀端口數據為1，如果按鍵按下，那么端口讀到0。下面就看看具體幾種情況之下，這算法是怎么一回事。

(1)沒有按鍵的時候
端口為0xff，ReadData讀端口并且取反，很顯然，就是 0x00 了。
Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont); (初始狀態下，Cont也是為0的)很簡單的數學計算，因為ReadData為0，則它和任何數“相與”，結果也是為0的。
Cont = ReadData; 保存Cont 其實就是等于ReadData，為0；
結果就是:
ReadData ＝ 0；
Trg ＝ 0；
Cont ＝ 0；

(2)第一次PB0按下的情況
端口數據為0xfe，ReadData讀端口并且取反，很顯然，就是 0x01 了。
Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont); 因為這是第一次按下，所以Cont是上次的值，應為為0。那么這個式子的值也不難算，也就是 Trg = 0x01 & (0x01^0x00) = 0x01
Cont = ReadData = 0x01；
結果就是:
ReadData ＝ 0x01；
Trg ＝ 0x01；Trg只會在這個時候對應位的值為1，其它時候都為0
Cont ＝ 0x01；

(3)PB0按著不松(長按鍵)的情況
端口數據為0xfe，ReadData讀端口并且取反是 0x01 了。
Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont); 因為這是連續按下，所以Cont是上次的值，應為為0x01。那么這個式子就變成了 Trg = 0x01 & (0x01^0x01) = 0x00
Cont = ReadData = 0x01；
結果就是:
ReadData ＝ 0x01；
Trg ＝ 0x00；
Cont ＝ 0x01；
因為現在按鍵是長按著，所以MCU會每個一定時間(20ms左右)不斷的執行這個函數，那么下次執行的時候情況會是怎么樣的呢？
ReadData ＝ 0x01；這個不會變，因為按鍵沒有松開
Trg ＝ ReadData & (ReadData ^ Cont) ＝ 0x01 & (0x01 ^ 0x01) = 0 ，只要按鍵沒有松開，這個Trg值永遠為 0 ！！！
Cont ＝ 0x01；只要按鍵沒有松開，這個值永遠是0x01！！

(4)按鍵松開的情況
端口數據為0xff，ReadData讀端口并且取反是 0x00 了。
Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont) = 0x00 & (0x00^0x01) = 0x00
Cont = ReadData = 0x00；
結果就是:
ReadData ＝ 0x00；
Trg ＝ 0x00；
Cont ＝ 0x00；

很顯然，這個回到了初始狀態，也就是沒有按鍵按下的狀態。
總結一下，不知道想懂了沒有？其實很簡單，答案如下：
Trg 表示的就是觸發的意思，也就是跳變，只要有按鍵按下(電平從1到0的跳變)，那么Trg在對應按鍵的位上面會置一，我們用了PB0則Trg的值為 0x01，類似，如果我們PB7按下的話，Trg 的值就應該為 0x80 ，這個很好理解，還有，最關鍵的地方，Trg 的值每次按下只會出現一次，然后立刻被清除，完全不需要人工去干預。所以按鍵功能處理程序不會重復執行，省下了一大堆的條件判斷，這個可是精粹哦！！Cont代表的是長按鍵，如果PB0按著不放，那么Cont的值就為 0x01，相對應，PB7按著不放，那么Cont的值應該為0x80，同樣很好理解。
如果還是想不懂的話，可以自己演算一下那兩個表達式，應該不難理解的。因為有了這個支持，那么按鍵處理就變得很爽了，下面看應用：

應用一:一次觸發的按鍵處理
假設PB0為蜂鳴器按鍵，按一下，蜂鳴器beep的響一聲。這個很簡單，但是大家以前是怎么做的呢？對比一下看誰的方便？
#define KEY_BEEP 0x01
void KeyProc(void)
{
if (Trg & KEY_BEEP) // 如果按下的是KEY_BEEP
{
Beep(); // 執行蜂鳴器處理函數
}
}

怎 么樣？夠和諧不？記得前面解釋說Trg的精粹是什么？精粹就是只會出現一次。所以你按下按鍵的話，Trg & KEY_BEEP 為“真”的情況只會出現一次，所以處理起來非常的方便，蜂鳴器也不會沒事亂叫，hoho～～～或者你會認為這個處理簡單，沒有問題，我們繼續。

應用2:長按鍵的處理
項目中經常會遇到一些要求，例如：一個按鍵如果短按一下執行功能A，如果長按2秒不放的話會執行功能B，又或者是要求3秒按著不放，計數連加什么什么的功能，很實際。不知道大家以前是怎么做的呢？我承認以前做的很郁悶。但是看我們這里怎么處理吧，或許你會大吃一驚，原來程序可以這么簡單,這里舉個簡單例子，為了只是說明原理，PB0是模式按鍵，短按則切換模式，PB1就是加，如果長按的話則連加（玩過電子表吧？沒錯，就是那個！）

#define KEY_MODE 0x01 // 模式按鍵
#define KEY_PLUS 0x02 // 加
void KeyProc(void)
{
if (Trg & KEY_MODE) // 如果按下的是KEY_MODE，而且你常按這按鍵也沒有用，
{ //它是不會執行第二次的哦 ， 必須先松開再按下
Mode++; // 模式寄存器加1，當然，這里只是演示，你可以執行你想
// 執行的任何代碼
}
if (Cont & KEY_PLUS) // 如果“加”按鍵被按著不放
{
cnt_plus++; // 計時
if (cnt_plus > 100) // 20ms*100 = 2S 如果時間到
{
Func(); // 你需要的執行的程序
}
}
}

不知道各位感覺如何？我覺得還是挺簡單的完成了任務，當然，作為演示用代碼。

應用3:點觸型按鍵和開關型按鍵的混合使用
點觸形按鍵估計用的最多，特別是單片機。開關型其實也很常見，例如家里的電燈，那些按下就不松開，除非關。這是兩種按鍵形式的處理原理也沒啥特別，但是你有沒有想過，如果一個系統里面這兩種按鍵是怎么處理的？我想起了我以前的處理，分開兩個非常類似的處理程序，現在看起來真的是笨的不行了，但是也沒有辦法啊，結構決定了程序。不過現在好了，用上面介紹的辦法，很輕松就可以搞定。原理么？可能你也會想到，對于點觸開關，按照上面的辦法處理一次按下和長按，對于開關型，我們只需要處理Cont就OK了，為什么？很簡單嘛，把它當成是一個長按鍵，這樣就找到了共同點，屏蔽了所有的細節。程序就不給了，完全就是應用2的內容，在這里提為了就是說明原理～～

好了，這個好用的按鍵處理算是說完了。可能會有朋友會問，為什么不說延時消抖問題？哈哈，被看穿了。果然不能偷懶。下面談談這個問題，順便也就非常簡單的談談我自己用時間片輪辦法，以及是如何消抖的。延時消抖的辦法是非常傳統，也就是第一次判斷有按鍵，延時一定的時間(一般習慣是20ms)再讀端口，如果兩次讀到的數據一樣，說明了是真正的按鍵，而不是抖動，則進入按鍵處理程序。
當然，不要跟我說你delay(20)那樣去死循環去，真是那樣的話，我衷心的建議你先放下手上所有的東西，好好的去了解一下操作系統的分時工作原理，大概知道思想就可以，不需要詳細看原理，否則你永遠逃不出“菜鳥”這個圈子。當然我也是菜鳥。我的意思是，真正的單片機入門，是從學會處理多任務開始的，這個也是學校程序跟公司程序的最大差別。當然，本文不是專門說這個的，所以也不獻丑了。

我的主程序架構是這樣的：
volatile unsigned char Intrcnt;
void InterruptHandle() // 中斷服務程序
{
Intrcnt++; // 1ms 中斷1次，可變
}
void main(void)
{
SysInit();
while(1) // 每20ms 執行一次大循環
{
KeyRead(); // 將每個子程序都掃描一遍
KeyProc();
Func1();
Funt2();
…
…
while(1)
{
if (Intrcnt>20) // 一直在等，直到20ms時間到
{
Intrcnt="0";
break; // 返回主循環
}
}
}
}

貌似扯遠了，回到我們剛才的問題，也就是怎么做按鍵消抖處理。我們將讀按鍵的程序放在了主循環，也就是說，每20ms我們會執行一次KeyRead()函數來得到新的Trg 和 Cont 值。好了，下面是我的消抖部分,很簡單,基本架構如上，我自己比較喜歡的，一直在用。當然，和這個配合，每個子程序必須執行時間不長，更加不能死循環，一般采用有限狀態機的辦法來實現，具體參考其它資料咯。
懂得基本原理之后，至于怎么用就大家慢慢思考了，我想也難不到聰明的工程師們。例如還有一些處理，怎么判斷按鍵釋放？很簡單，Trg 和Cont都為0 則肯定已經釋放了。在這個基礎上再增加一個按鍵釋放檢測功能，程序如下：

volatile unsigned char Trg;
volatile unsigned char Cont;
volatile unsigned char Release;
// 再增加新功能！
void KeyRead( void )
{
unsigned char ReadData = PINB^0xff; // 1 讀鍵值
Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont); // 2 得到按下觸發值
Release= (ReadData ^ Trg ^ Cont); // 3 得到釋放觸發值
Cont = ReadData; // 4 得到所有未釋放的鍵值
}