在單片機系統里，按鍵是常見(jiàn)的輸入設備，在本文將介紹幾種按鍵硬件、軟件設計方面的技巧。一般的在按鍵的設計上，一般有四種方案。

一是 GPIO口直接檢測單個(gè)按鍵，如圖1.1所示;

二是 按鍵較多則使用矩陣鍵盤(pán)，如圖1.2所示;

三是 將按鍵接到外部中斷引腳上，利用按鍵按下產(chǎn)生的邊沿信號進(jìn)行按鍵檢測，如圖1.3所示;

四是 利用單片機的ADC，在不同的按鍵按下后，能夠使得ADC接口上的電壓不同，根據電壓的不同，則可以識別按鍵，如圖1.4所示。

圖1.1方案一

圖1.2方案二

圖1.3方案三

圖1.4方案四

在以上四種設計上，各有優(yōu)點(diǎn)和不足。

第一種，是最簡(jiǎn)單和最基礎的，對于單片機初學(xué)者很容易理解和使用，但是缺點(diǎn)是，需要在主循環(huán)中不斷檢測按鍵是否按下，并且需要做消抖處理。若主循環(huán)中某個(gè)函數任務(wù)占用時(shí)間較長(cháng)，則按鍵會(huì )有不同程度的“失靈”。

第二種，優(yōu)點(diǎn)是能夠在有限的GPIO情況下，擴展盡可能多的按鍵。但缺點(diǎn)同上，需要不停檢測按鍵是否按下。

第三種，是效率最高，不需要循環(huán)檢測按鍵是否按下，但是缺點(diǎn)是，需要單片機有足夠的外部中斷接口以供使用。

第四種，優(yōu)點(diǎn)是，只需要單片機的一個(gè)ADC接口，一根線(xiàn)，就能對多個(gè)按鍵進(jìn)行識別，缺點(diǎn)是按鍵一旦內部接觸不良，則可能按鍵串位，且按鍵產(chǎn)生的抖動(dòng)，會(huì )造成一定的識別錯誤。

在以上的三種常見(jiàn)按鍵設計的基礎上，現在分享我學(xué)習和工作中總結的按鍵方案。

改進(jìn)一：在原方案一的基礎上，加上與門(mén)電路，使得任何一個(gè)按鍵按下，都能產(chǎn)生中斷，然后在中斷里面識別是哪個(gè)按鍵被按下。因此不需要循環(huán)掃描，大大提高了效率。方案如圖1.5所示。只需要每個(gè)按鍵對應地增加一個(gè)二極管，利用二極管的線(xiàn)與特性，可以實(shí)現按下任何按鍵，都能產(chǎn)生中斷信號，但是按鍵之間互不影響。二極管選用普通整流二極管即可，本人親測可行。

圖1.5 改進(jìn)一

改進(jìn)二：在原有的ADC按鍵的基礎上，也可用增加二極管的方式，實(shí)現按鍵中斷，并在中斷服務(wù)程序里進(jìn)行AD轉換，從而識別按鍵。電路如圖1.6所示。

圖1.6 改進(jìn)二

改進(jìn)三：因為按鍵不可避免的有抖動(dòng)，因此按鍵消抖可以通過(guò)硬件消痘和軟件消抖�，F在分享一個(gè)十分簡(jiǎn)單且有效的硬件消痘方法：給按鍵并聯(lián)一個(gè)104左右的電容。軟件上基本不用處理即可避免抖動(dòng)。

改進(jìn)四：在按鍵掃描檢測的方案下，如果主循環(huán)中有某個(gè)函數占用時(shí)間較長(cháng)，則按鍵會(huì )發(fā)生或長(cháng)或短的“失靈”，現分享我的一個(gè)解決方案。將按鍵掃描放到定時(shí)器中斷里面，這樣就可周期性地檢測按鍵按下情況，不受主循環(huán)的影響。

并且，能解析出按鍵的不同狀態(tài)，即按下、按住、彈起、為按下這四種狀態(tài)，用以實(shí)現更豐富的功能。

但需注意兩點(diǎn)：一是定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間，不可過(guò)長(cháng)也不可過(guò)短，過(guò)長(cháng)容易檢測不到按下，過(guò)短會(huì )占用大量時(shí)間資源。二是中斷服務(wù)程序需簡(jiǎn)單明了，只做檢測用，通過(guò)全局變量傳遞，在主循環(huán)內完成按鍵響應，中斷服務(wù)函數內盡量不要占用太多時(shí)間。