在单片机系统中应用按键的时候,如果只需要按下一次按键加 1 或减 1,那用第 8 章学到的知识就可以完成了,但如果想连续加很多数字的时候,要一次次按下这个按键确实有点不方便,这时我们会希望一直按住按键,数字就自动持续增加或减小,这就是所谓的长短按键应用。

当检测到一个按键产生按下动作后,马上执行一次相应的操作,同时在程序里记录按键按下的持续时间,该时间超过 1 秒后(主要是为了区别短按和长按这两个动作,因短按的时间通常都达到几百 ms),每隔 200ms(如果你需要更快那就用更短的时间,反之亦然)就自动再执行一次该按键对应的操作,这就是一个典型的长按键效果。

对此,我们做了一个模拟定时炸弹效果的实例,提供给大家作为参考。打开开关后,数码管显示数字 0,按向上的按键数字加 1,按向下的按键数字减 1,长按向上按键 1 秒后,数字会持续增加,长按向下按键 1 秒后,数字会持续减小。设定好数字后,按下回车按键,时间就会进行倒计时,当倒计时到 0 的时候,用蜂鸣器和板子上的 8 个 LED 小灯做炸弹效果,蜂鸣器持续响,LED 小灯全亮。


  • #include <reg52.h>

  • sbit BUZZ = P1^6;
  • sbit ADDR3 = P1^3;
  • sbit ENLED = P1^4;
  • sbit KEY_IN_1 = P2^4;
  • sbit KEY_IN_2 = P2^5;
  • sbit KEY_IN_3 = P2^6;
  • sbit KEY_IN_4 = P2^7;
  • sbit KEY_OUT_1 = P2^3;
  • sbit KEY_OUT_2 = P2^2;
  • sbit KEY_OUT_3 = P2^1;
  • sbit KEY_OUT_4 = P2^0;

  • unsigned char code LedChar[] = { //数码管显示字符转换表
  •     0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8,
  •     0x80, 0x90, 0x88, 0x83, 0xC6, 0xA1, 0x86, 0x8E
  • };
  • unsigned char LedBuff[7] = { //数码管+独立 LED 显示缓冲区
  •     0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF
  • };
  • unsigned char code KeyCodeMap[4][4] = { //矩阵按键编号到标准键盘键码的映射表
  •     { 0x31, 0x32, 0x33, 0x26 }, //数字键 1、数字键 2、数字键 3、向上键
  •     { 0x34, 0x35, 0x36, 0x25 }, //数字键 4、数字键 5、数字键 6、向左键
  •     { 0x37, 0x38, 0x39, 0x28 }, //数字键 7、数字键 8、数字键 9、向下键
  •     { 0x30, 0x1B, 0x0D, 0x27 } //数字键 0、ESC 键、 回车键、 向右键
  • };
  • unsigned char KeySta[4][4] = { //全部矩阵按键的当前状态
  •     {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}
  • };
  • unsigned long pdata KeyDownTime[4][4] = { //每个按键按下的持续时间,单位 ms
  •     {0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0}
  • };

  • bit enBuzz = 0; //蜂鸣器使能标志
  • bit flag1s = 0; //1 秒定时标志
  • bit flagStart = 0; //倒计时启动标志
  • unsigned char T0RH = 0; //T0 重载值的高字节
  • unsigned char T0RL = 0; //T0 重载值的低字节
  • unsigned int CountDown = 0; //倒计时计数器

  • void ConfigTimer0(unsigned int ms);
  • void ShowNumber(unsigned long num);
  • void KeyDriver();

  • void main(){
  •     EA = 1; //使能总中断
  •     ENLED = 0; //选择数码管和独立 LED
  •     ADDR3 = 1;
  •     ConfigTimer0(1); //配置 T0 定时 1ms
  •     ShowNumber(0); //上电显示 0

  •     while (1){
  •         KeyDriver(); //调用按键驱动函数
  •         if (flagStart && flag1s){ //倒计时启动且 1 秒定时到达时,处理倒计时
  •             flag1s = 0;
  •             if (CountDown > 0){ //倒计时未到 0 时,计数器递减
  •                 CountDown--;
  •                 ShowNumber(CountDown); //刷新倒计时数显示
  •                 if (CountDown == 0){ //减到 0 时,执行声光报警
  •                     enBuzz = 1;
  •                     //启动蜂鸣器发声
  •                     LedBuff[6] = 0x00; //点亮独立 LED
  •                 }
  •             }
  •         }
  •     }
  • }
  • /* 配置并启动 T0,ms-T0 定时时间 */
  • void ConfigTimer0(unsigned int ms){
  •     unsigned long tmp; //临时变量
  •     tmp = 11059200 / 12; //定时器计数频率
  •     tmp = (tmp * ms) / 1000; //计算所需的计数值
  •     tmp = 65536 - tmp; //计算定时器重载值
  •     tmp = tmp + 28; //补偿中断响应延时造成的误差
  •     T0RH = (unsigned char)(tmp>>8); //定时器重载值拆分为高低字节
  •     T0RL = (unsigned char)tmp;
  •     TMOD &= 0xF0; //清零 T0 的控制位
  •     TMOD |= 0x01; //配置 T0 为模式 1
  •     TH0 = T0RH; //加载 T0 重载值
  •     TL0 = T0RL;
  •     ET0 = 1; //使能 T0 中断
  •     TR0 = 1; //启动 T0
  • }
  •     /* 将一个无符号长整型的数字显示到数码管上,num-待显示数字 */
  • void ShowNumber(unsigned long num){
  •     signed char i;
  •     unsigned char buf[6];
  •     for (i=0; i<6; i++){ //把长整型数转换为 6 位十进制的数组
  •         buf = num % 10;
  •         num = num / 10;
  •     }
  •     for (i=5; i>=1; i--){ //从最高位起,遇到 0 转换为空格,遇到非 0 则退出循环
  •         if (buf == 0){
  •             LedBuff = 0xFF;
  •         }else{
  •             break;
  •         }
  •     }

  •     for ( ; i>=0; i--){ //剩余低位都如实转换为数码管显示字符
  •         LedBuff = LedChar[buf];
  •     }
  • }
  • /* 按键动作函数,根据键码执行相应的操作,keycode-按键键码 */
  • void KeyAction(unsigned char keycode){ //按键动作函数,根据键码执行相应动作
  •     if (keycode == 0x26){ //向上键,倒计时设定值递增
  •         if (CountDown < 9999){ //最大计时 9999 秒
  •             CountDown++;
  •             ShowNumber(CountDown);
  •         }
  •     }else if (keycode == 0x28){ //向下键,倒计时设定值递减
  •         if (CountDown > 1){ //最小计时 1 秒
  •             CountDown--;
  •             ShowNumber(CountDown);
  •         }
  •     }else if (keycode == 0x0D){ //回车键,启动倒计时
  •         flagStart = 1; //启动倒计时
  •     }else if (keycode == 0x1B){ //Esc 键,取消倒计时
  •         enBuzz = 0; //关闭蜂鸣器
  •         LedBuff[6] = 0xFF; //关闭独立 LED
  •         flagStart = 0; //停止倒计时
  •         CountDown = 0; //倒计时数归零
  •         ShowNumber(CountDown);
  •     }
  • }
  • /* 按键驱动函数,检测按键动作,调度相应动作函数,需在主循环中调用 */
  • void KeyDriver(){
  •     unsigned char i, j;
  •     static unsigned char pdata backup[4][4] = { //按键值备份,保存前一次的值
  •         {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}
  •     };
  •     static unsigned long pdata TimeThr[4][4] = { //快速输入执行的时间阈值
  •         {1000, 1000, 1000, 1000}, {1000, 1000, 1000, 1000},
  •         {1000, 1000, 1000, 1000}, {1000, 1000, 1000, 1000}
  •     };

  •     for (i=0; i<4; i++){ //循环扫描 4*4 的矩阵按键
  •         for (j=0; j<4; j++){
  •             if (backup[j] != KeySta[j]){ //检测按键动作
  •                 if (backup[j] != 0){ //按键按下时执行动作
  •                     KeyAction(KeyCodeMap[j]); //调用按键动作函数
  •                 }
  •             }
  •             backup[j] = KeySta[j];
  •             if (KeyDownTime[j] > 0){
  •                 if (KeyDownTime[j] >= TimeThr[j]){ //达到阈值时执行一次动作
  •                     KeyAction(KeyCodeMap[j]); //调用按键动作函数
  •                     TimeThr[j] += 200; //时间阈值增加 200ms,以准备下次执行
  •                 }
  •             }else{ //按键弹起时复位阈值时间
  •                 TimeThr[j] = 1000; //恢复 1s 的初始阈值时间
  •             }
  •         }
  •     }
  • }
  • /* 按键扫描函数,需在定时中断中调用 */
  • void KeyScan(){
  •     unsigned char i;
  •     static unsigned char keyout = 0; //矩阵按键扫描输出索引

  •     static unsigned char keybuf[4][4] = { //矩阵按键扫描缓冲区
  •         {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}, {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF},
  •         {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}, {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}
  •     };

  •     //将一行的 4 个按键值移入缓冲区
  •     keybuf[keyout][0] = (keybuf[keyout][0] << 1) | KEY_IN_1;
  •     keybuf[keyout][1] = (keybuf[keyout][1] << 1) | KEY_IN_2;
  •     keybuf[keyout][2] = (keybuf[keyout][2] << 1) | KEY_IN_3;
  •     keybuf[keyout][3] = (keybuf[keyout][3] << 1) | KEY_IN_4;
  •     //消抖后更新按键状态
  •     for (i=0; i<4; i++){ //每行 4 个按键,所以循环 4 次
  •         //连续 4 次扫描值为 0,即 4*4ms 内都是按下状态时,可认为按键已稳定的按下
  •         if ((keybuf[keyout] & 0x0F) == 0x00){
  •             KeySta[keyout] = 0;
  •             KeyDownTime[keyout] += 4; //按下的持续时间累加
  •         //连续 4 次扫描值为 1,即 4*4ms 内都是弹起状态时,可认为按键已稳定的弹起
  •         }else if ((keybuf[keyout] & 0x0F) == 0x0F){
  •             KeySta[keyout] = 1;
  •         }
  •     }
  •     KeyDownTime[keyout] = 0; //按下的持续时间清零
  •     //执行下一次的扫描输出
  •     keyout++; //输出索引递增
  •     keyout &= 0x03; //索引值加到 4 即归零
  •     switch (keyout){ //根据索引,释放当前输出引脚,拉低下次的输出引脚
  •         case 0: KEY_OUT_4 = 1; KEY_OUT_1 = 0; break;
  •         case 1: KEY_OUT_1 = 1; KEY_OUT_2 = 0; break;
  •         case 2: KEY_OUT_2 = 1; KEY_OUT_3 = 0; break;
  •         case 3: KEY_OUT_3 = 1; KEY_OUT_4 = 0; break;
  •         default: break;
  •     }
  • }
  • /* LED 动态扫描刷新函数,需在定时中断中调用 */
  • void LedScan(){
  •     static unsigned char i = 0; //动态扫描索引
  •     P0 = 0xFF; //关闭所有段选位,显示消隐
  •     P1 = (P1 & 0xF8) | i; //位选索引值赋值到 P1 口低 3 位
  •     P0 = LedBuff; //缓冲区中索引位置的数据送到 P0 口
  •     if (i < 6){ //索引递增循环,遍历整个缓冲区
  •         i++;
  •     }else{
  •         i = 0;
  •     }
  • }
  • /* T0 中断服务函数,完成数码管、按键扫描与秒定时 */
  • void InterruptTimer0() interrupt 1{
  •     static unsigned int tmr1s = 0; //1 秒定时器
  •     TH0 = T0RH; //重新加载重载值
  •     TL0 = T0RL;
  •     if (enBuzz){ //蜂鸣器发声处理
  •         BUZZ = ~BUZZ; //驱动蜂鸣器发声
  •     }else{
  •         BUZZ = 1; //关闭蜂鸣器
  •     }
  •     LedScan(); //LED 扫描显示
  •     KeyScan(); //按键扫描
  •     if (flagStart){ //倒计时启动时处理 1 秒定时
  •         tmr1s++;
  •         if (tmr1s >= 1000){
  •             tmr1s = 0;
  •             flag1s = 1;
  •         }
  •     }else{ //倒计时未启动时 1 秒定时器始终归零
  •         tmr1s = 0;
  •     }
  • }


长按键功能实现的重点有两个:第一,是在原来的矩阵按键扫描函数 KeyScan 内,当检测到按键按下后,持续的对一个时间变量进行累加,其目的是用这个时间变量来记录按键按下的时间;第二,是在按键驱动函数 KeyDriver 里,除了原来的检测到按键按下这个动作时执行按键动作函数 KeyAction 外,还监测表示按键按下时间的变量,根据它的值来完成长按时的连续快速按键动作功能。