简谈单片机检测按键原理和中断按键检测的办法

单片机检测按键原理

首先说一下独立键盘检测，在单片机外围电路中 ，通常用到的按键都是机械弹性开关，当开关闭合时，线路导通，开关断开时，线路断开。单片机检测按键的原理：按键的一端接地，另一端与单片机的某个I/O口相连，开始先给I/O赋一高电平，然后让单片机不断检测该I/O口是否变为低电平，当按键闭合时，相当于I/O口与地相连，就会变为低电平。在单片机检测按键是否被按下时，电压的实际波形与理想波形时有一点=定差别的，波形在按下和释放瞬间都有抖动现象，抖动时间的长短和按键的机械特性有关 。所以单片机在检测键盘是否被按下都要加上去抖操作，所以在编写单片机的键盘检测程序时，一般在检测按下时加入去抖延时。独立键盘与单片机连接时每一个按键都需要一个I/O口，会过多占用I/O口资源。所以就引出了矩阵键盘。

矩阵键盘的连接方式，每一行将每个按键的一端连接在一起构成行线，每一列将按键的另一端连接在一起构成列线。这样的话，16个按键排成4行4列就只要8根线。它的按键检测，简单点说，就是先送一列低电平，其余均为高电平，然后轮流检测，确认行列。

这里就要提到另外一个东西，switch-case语句又称开关语句，它是一个专门用于处理多分支结构的条件选择语句。使用switch语句可直接处理多个分支。

按键检测是初学单片机的同学玩的前几个例程，按键的种类有许多（普通按钮，矩阵键盘等等），按键检测的方法也有许多。对于普通按钮当然你会说设计一个外围电路通过GPIO口读一下还不简单，或许你说通过外部中断做边沿检测，对于矩阵键盘来说，往往你会通过行列分别扫描的方法做按键检测，通常我们会加一个按键防抖（经典的方法是通过延时二次确认的方法进行按键防抖，还有就是按键释放的时候你可能会通过while语句去防抖，也就是按键如果一直按下，让程序一直死在while里），这些都是初学者常用的方法，但是如果是一个大的程序，往往是不允许你有这么多延时和死循环的。

中断是一个经常使用的按键检测方法，中断之间的时间就可以作为防抖的处理，而且这种方法适用于程序融合，因为其他传感器的数据读取通常也是通过中断的手段去做的（如摄像头）。我这里给出一个问题和一个解决办法。

问题：设计一个按键检测程序（多按键），通过中断去读取，要求只有在按键更新的时候才会在主程序里做出响应，否则不理睬，要求设计防抖动，只有两次检测为真时，才进行键值的更新，真值表如下。

IN_old_stable为旧的确定值。

IN_new_stable为新的确定值。

IN_old为上次读取的按键值。

IN_new为最新读取的按键值。

当然每次中断后都需要做一次迭代：

IN_old=IN_new；

IN_old_stable=IN_new_stable；

只有新的确定值是我们值得信赖的。

由真值表的计算规则：

IN_new_stable： D

IN_old_stable： A

IN_old： B

IN_new： C

有：

所以有：

解决：我以STM32F103为例，需要读取GPIO，B口的低四位。

我们首先在中断里最如下处理：

IN_old=IN_new；

IN_old_stable=IN_new_stable； //前面两行先做迭代。

IN_new=（GPIO_ReadInputData（GPIOB））&0x00001111；//读取GPIOB的低四位。

IN_temp=（IN_old^IN_new）&IN_old_stable; //中间变量

IN_temp|=IN_old&IN_new;

IN_new_stable=IN_temp；这就得到了我们最新的键值，它是由过去旧的确定值，按键前后两次的值所决定的，所以您看，是不是至少得经历三次中断才能把一个键值更新。

好了，到了这里我们把按键的值检测出来了，我们还有一步，如何告知主函数有没有键值更新呢。

我们分析一下可以知道：如果我们比较IN_new_stable和IN_old_stable两次确定值是不是就知道了

定义temp=IN_new_stable^IN_old_stable;如果低四位上有键值更新，则IN_new_stable和IN_old_stable前后两次确定值是不是就不一样了，通过异或计算就反映在了相应的位上。

好了我们假设低四位在硬件设计时是拉高的，我们初始化一个中间变量sthchange=0x00001111；

我们把sthchange和temp进行异或就知道哪一位被置低了。

sthchange^=temp.

则把sthchange给主程序判断就行了，当没有键值更新的时候sthchange=0，有键值更新的时候sthchange》1，通过位运算不就知道哪个键值发生改变了。