按鍵設計一覽

　　按鍵——在嵌入式系統應用里，占有非常重要的地位。按鍵——也是用戶交互系統里最重要的一個部分。雖然，目前大行其道的觸摸屏，電容屏吞噬了大壁江山，但是按鍵依然不可替代。于是，我們就來看看按鍵是如何設計的吧!

　　1、單個I/O口的實現方式

　　這種方式硬件設計最為簡單，軟件實現也最為容易，但是其占用I/O口比例較高，如果按鍵大于4個，則此方案就值得商榷。硬件原理示意圖如圖1所示：

　　圖1 單個I/O口實現方式

　　軟件的實現方式較多，各有各自特點，無論是大師級的，還是菜鳥級的都能勝任。下面版主給大家介紹這種被譽為“最經典的按鍵掃描方法”。

　　源代碼如下：

　　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) 代表的是觸發，Cont(continue)代表的是連續按下。這兩個變量均被聲明為全局變量，被用做標志符。我們在使用時，需要以一個定時間隔(如20ms)來查詢這兩個變量，并計數來判斷去抖與長按。

　　2、矩陣掃描方式(一)

　　矩陣掃描的方式，我想大家在學習嵌入式時，教程一定會介紹的。因此這里版主也就不再多說了。硬件設計如圖2所示：

　　圖2 矩陣掃描方式(一)

　　軟件設計上，一個行掃描，一個列檢測。基本在所有的教程里都有這個軟件示例。這里，版主不再贅述。

　　此方法的缺點是中規中矩。

　　3、矩陣掃描方式(二)

　　看完課本的教程后，下面的方法也許會給大家耳目一新的感覺。硬件設計如圖3所示：

　　圖3 課本設計升級版

　　軟件設計也是相當簡單的，假定鍵盤行列IO口標號分別為H1/H2/H3和V1/V2/V3，掃鍵流程通常如下：Step1、H1/H2/H3和V1/V2/V3都設置為輸入;Step2、讀H1/H2/H3和V1/V2/V3狀態，如果Hx和Vy讀到的狀態均為0，則認為Hx與Vy交叉位置的鍵按下。

　　從上面流程可以看出程序代碼要簡單不少，既能減少掃鍵的代碼量，又能加快掃鍵處理的時間，站在軟件的角度看此方法要較課本的方式先進的多。

　　此方法的缺點是：貌似這樣三個觸點的按鍵不太好找。

　　4、矩陣掃描方式(三)

　　當現實情況相當復雜時，僅有有限個IO口，但是依然需要大量按鍵輸入時，我們就必須要開動腦筋了。正如下圖4所示的硬件電路。

　　圖4 新型按鍵掃描矩陣設計

　　3個IO口掃出9個鍵!我們再分析一下分析通得過才能真正使用。假設掃鍵流程：先掃對地的3個鍵，再掃描上面2排按鍵。先掃對地3個鍵，判斷沒有按鍵，接著對逐一對IO口進行掃鍵。但當對某一IO口掃鍵時，如果有對地的鍵按下，這時有可能會誤判按鍵，因為對地鍵比其他鍵有更高的響應優先級。例如：掃IO1，IO1 輸出“0”，恰好此時S4按下，IO2 檢測到有按鍵，那就不能判斷是S4還是S9。我們可以在程序上避免這種按鍵誤判：若IO2 檢測到有按鍵，那下一步就去判斷是否有對地鍵按下，如果沒有，那就可以正確地判斷是S4了。

　　這種方法的缺點是這個電路設計已經被申請專利了，所以小伙伴們~~這個電路設計千萬不要在工作中使用喲~~~

　　5、專用按鍵掃描芯片實現方式

　　這個版主并不想多說了，我們最最常用的101鍵盤就是屬于此類的實現方式。當然，對于嵌入式使用的小型按鍵也有小型的按鍵掃描芯片。這里版主推薦給大家的是周立功的按鍵掃描專用芯片zlg7920。這個芯片是通過I2C方式通訊，不再占用系統的IO引腳，實現也非常方式，參考資料百度也是非常多的。這里版主就不多說了，廣告已經打了不少了，嘿嘿~~

　　總結：在版主的實際工作中，主要以引腳方式來實現按鍵，再多的按鍵推薦還是用專用芯片來做吧~~