原创 嵌入式系统的按键扫描程序总结01

智林STM32开发板的原理图

<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />2009年10月7日星期三20:22:08<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

标题：嵌入式系统键盘扫描程序设计总结01

一、概述

       键盘是嵌入式系统中常用的构件，是人机界面的重要组成部分。近来，我查阅了几本书，并在网上搜索了一些关于键盘扫描的文章，感觉收获还是蛮大的。前面已经写了一些关于各种键盘工作方式的实现，接下来还要写一下总结。

       下面有我写的详细的键盘扫描程序，是基于智林STM32开发板的。

二、键盘扫描程序的关键问题

1、在ucos操作系统中完成

       操作系统有很好的任务调度和时间管理特性，在应用编程时有极大的好处。比如在键盘扫描任务中，可以很方便的实现每10ms扫描一次。

2、基于状态机

       采用状态机能使程序的思路比较清晰。

3、按键状态表示和按键消息格式

   在这里使用的键盘是线式键盘，总共七个键：摇杆五个键加上右下角两个按键，采用一个8位的U8型变量即可表示每个按键的状态，每个按键的状态对应变量中的一位，按下时对应位为0。

   产生按键按下和释放消息时，对应的消息格式通过循环扫描得出，这个到具体的程序再分析。

4、该键盘扫描程序实现的功能

（1）可以有选择性的实现单击和连击

（2）可以在无键盘操作时实现关闭液晶显示。

（3）支持多键识别，几个键同时按下时，对每个键都可以发出键盘消息，且对按键编码值较大的按键支持连击。在每个键释放时，都能产生相应的消息。

（4）我比较了一下，键盘输入特性跟PC键盘比较相似。组合按键功能可以在按键处理程序中实现。

三、详细的程序和分析

typedef enum{KeyKeepState,KeyVerify1,KeyVerify2}KeyStateMachine;

const u8 KeyDefine[8]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};最后一个没用到

//我的开发板总共用到了七个键分别是Up,Right,Left,Down,OK,PB2,PB3.

//键值大的优先。

extern OS_EVENT *CanSendOSQ;  //按键用于我的CAN处理程序

extern OS_EVENT *CanRecOSQ;

extern OS_EVENT *KeyOSQ;             //按键消息队列

u8 KeyCurrent;      //每次扫描得到的按键状态

u8 KeyOld;       //消抖时用到，与KeyCurrent配合使用。

u8 KeyPress;  //  当前的按键状态，主要是与KeyLast配合求出新按下的键和新释放的键。

u8 KeyLast;  //记忆上次按键变化时的有效值

u8 KeyDown,KeyUp;  //新按下的键和新释放的键。

u8 KeyValue;  //连击按键消息值

u32 LongTimeCount="0",LongTimePress=0,ShortTimeCount=0; 

//连击准备计数、进入连击状态标志和连击状态内时间计数

u32 NoKeyTime;      //无按键状态保持时间计数,

u8 KeyQueue[30];  按键消息所用的数值，循环使用

u8 KeyCount;

void LCD_DisplayOn(void)

{

  TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);  //智林stm32板上显示器的电源由PWM滤波产生，故控制

}                                                      //定时器的开启和关闭即控制了显示器。

void LCD_DisplayOff(void)          //这里采用的是ST的库函数TIM_Cmd();

{

  TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);

}

u8 GetKeyState(void)     //这里是线键盘，通过读取每个IO口状态，                              

//直接设置按键状态变量对应位

{  u8 KeyTemp="0";

  if ( GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_11) ==RESET )

     { KeyTemp |= (1<<0); }    //哪一位电平为零，按键对应状态为设置为1.

  if ( GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_12) ==RESET )

     { KeyTemp |= (1<<1); }

  if ( GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_13) ==RESET )

     { KeyTemp |= (1<<2); }

  if ( GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_14) ==RESET )

     { KeyTemp |= (1<<3); }

   if ( GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_15) ==RESET )

     { KeyTemp |= (1<<4); }

  if ( GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_13) ==RESET )

     { KeyTemp |= (1<<5); }

  if ( GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0) ==RESET )

     { KeyTemp |= (1<<6); }

  return ( KeyTemp );          //矩阵键盘也可以采用相同的方法设置按键状态位        

}                                 //在王田苗的《嵌入式系统设计与实例开发》上由16位矩阵键盘的

                                   //的扫描程序，最后得到的键盘扫描码与此类似。

void Task_KeyScan(void *pdata)

{

  u8 i;

  KeyStateMachine KeyFSM="KeyKeepState";

  pdata=pdata;

for(;;)

 {

  OSTimeDly(1);          该键盘扫描任务每个10ms执行一次；

  KeyCurrent=GetKeyState();             //获取当前按键状态，按下为1

  switch(KeyFSM)                        //根据状态机进行散转

  {

    case KeyKeepState:               //处于保持状态

         if(KeyCurrent==KeyOld)   // 按键保持状态：新得到键与旧状态相同

          {

               if( KeyCurrent==0 )            //处于无按键状态：超过10s关闭显示器

                  {  NoKeyTime++;

                        if(NoKeyTime>=1000)

                          { NoKeyTime="0";

                               DisplayOn=0;   //显示状态标志，在按键处理任务终于恢复显示。

                               LCD_DisplayOff(); //关闭显示

                             }

                     }

               else if( KeyValue==5)          //条件语句中对应的数值为要实现连击的键，如果要求

                  {                          //所有键都具备连击功能，则改为KeyValue != 0

                       NoKeyTime=0;

                       if( !LongTimePress )  // 连击时间计数未到

                          {    LongTimeCount++;  //连击时间计数

                                   if ( LongTimeCount>=48 )

                                       { LongTimePress="1"; //超过0.5s，设置连击标志。

                                            LongTimeCount=0;

                                            ShortTimeCount=0;

                                          }

                             }

                       else

                         {

                              ShortTimeCount++;             //连击计时准备

                              if (ShortTimeCount==5)  //50ms时间到，发出按键信息

                                 {

                                        KeyQueue[KeyCount]=KeyValue; // KeyValue为新按键中键值较大者；

                                  OSQPost(KeyOSQ,&KeyQueue[KeyCount]);//发送到消息队列

                                        KeyCount++;

                                        if ( KeyCount>=30)

                                           { KeyCount="0"; }

                                          ShortTimeCount=0;

                                   }

                            }

                      }

                }

         else

         {  KeyOld=KeyCurrent;       //按键状态发生变化，有新键按下或有按键释放

            KeyFSM=KeyVerify1;     //进入消抖确认状态，下一个10ms到来时，进行确认

         }

         break;

    case KeyVerify1:

         if(KeyCurrent==KeyOld)   //按键变化消抖确认1

           { KeyFSM="KeyVerify2";

              }

         else

           { KeyFSM="KeyKeepState";  //所取得按键状态与先前不同，视为干扰；

              }                                    //重新在保持状态下进行判断处理

         break;

    case KeyVerify2:

         if(KeyCurrent==KeyOld)   //按键确实出现了变化

           { KeyFSM="KeyKeepState";

                NoKeyTime=0;

                KeyPress=KeyOld;      //把扫描键赋给KeyPress变量

                KeyDown=(~KeyLast)&(KeyPress);  // 现在按下的键与以前未按下的键相与，得到新按键

                KeyUp=KeyLast&(~KeyPress);  //以前按下的键与现在未按下的键相与，得到新释放的键

                KeyLast=KeyPress;       //将稳定的现在按键状态保存，下一次扫描时作为检测变化的依据

                if ( KeyDown!=0 )      //如果有新按下的键

                   { for ( i="0" ;i<7; i++ )   //根据键值定义进行扫描

                            { if ( (KeyDown& KeyDefine) !=0 )   //该位置的键被按下