单片机经典长短按程序

新型的按键扫描程序 不过我在网上游逛了很久，也看过不少源程序了，没有发现这种按键处理办法的踪迹，所以，我将他共享出来，和广大同僚们共勉。我非常坚信这种按键处理办法的便捷和高效，你可以移植到任何一种嵌入式处理器上面，因为C语言强大的可移植性。

同时，这里面用到了一些分层的思想，在单片机当中也是相当有用的，也是本文的另外一个重点。

对于老鸟，我建议直接看那两个表达式，然后自己想想就会懂的了，也不需要听我后面的自吹自擂了，我可没有班门弄斧的意思，hoho～～但是对于新手，我建议将全文看完。因为这是实际项目中总结出来的经验，学校里面学不到的东西。

以下假设你懂C语言，因为纯粹的C语言描述，所以和处理器平台无关，你可以在MCS-51，AVR，PIC，甚至是ARM平台上面测试这个程序性能。当然，我自己也是在多个项目用过，效果非常好的。

好了，工程人员的习惯，废话就应该少说，开始吧。以下我以AVR的MEGA8作为平台讲解，没有其它原因，因为我手头上只有AVR的板子而已没有51的。用51也可以，只是芯片初始化部分不同，还有寄存器名字不同而已。 核心算法：

unsigned char Trg; unsigned char Cont; void KeyRead( void ) {

unsigned char ReadData = PINB^0xff; // 1 Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont); // 2

Cont = ReadData; // 3 }

完了。有没有一种不可思议的感觉？当然，没有想懂之前会那样，想懂之后就会惊叹于这算法的精妙！！ 下面是程序解释：

Trg（triger） 代表的是触发，Cont（continue）代表的是连续按下。

1：读PORTB的端口数据，取反，然后送到ReadData 临时变量里面保存起来。 2：算法1，用来计算触发变量的。一个位与操作，一个异或操作，我想学过C语言都应该懂吧？Trg为全局变量，其它程序可以直接引用。 3：算法2，用来计算连续变量。

看到这里，有种“知其然，不知其所以然”的感觉吧？代码很简单，但是它到底是怎么样实现我们的目的的呢？好，下面就让我们绕开云雾看青天吧。

我们最常用的按键接法如下：AVR是有内部上拉功能的，但是为了说明问题，我是特意用外部上拉电阻。那么，按键没有按下的时候，读端口数据为1，如果按键按下，那么端口读到0。下面就看看具体几种情况之下，这算法是怎么一回事。

（1） 没有按键的时候

端口为0xff，ReadData读端口并且取反，很显然，就是 0x00 了。

Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont); （初始状态下，Cont也是为0的）很简单的数学计算，因为ReadData为0，则它和任何数“相与”，结果也是为0

的。

Cont = ReadData; 保存Cont 其实就是等于ReadData，为0； 结果就是：

ReadData ＝ 0； Trg ＝ 0； Cont ＝ 0；

（2） 第一次PB0按下的情况

端口数据为0xfe，ReadData读端口并且取反，很显然，就是 0x01 了。 Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont); 因为这是第一次按下，所以Cont是上次的值，应为为0。那么这个式子的值也不难算，也就是 Trg = 0x01 & (0x01^0x00) = 0x01

Cont = ReadData = 0x01； 结果就是：

ReadData ＝ 0x01；

Trg ＝ 0x01；Trg只会在这个时候对应位的值为1，其它时候都为0 Cont ＝ 0x01；

（3） PB0按着不松（长按键）的情况

端口数据为0xfe，ReadData读端口并且取反是 0x01 了。

Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont); 因为这是连续按下，所以Cont是上次的值，应为为0x01。那么这个式子就变成了 Trg = 0x01 & (0x01^0x01) = 0x00

Cont = ReadData = 0x01； 结果就是：

ReadData ＝ 0x01； Trg ＝ 0x00； Cont ＝ 0x01；

因为现在按键是长按着，所以MCU会每个一定时间（20ms左右）不断的执行这个函数，那么下次执行的时候情况会是怎么样的呢？ ReadData ＝ 0x01；这个不会变，因为按键没有松开

Trg ＝ ReadData & (ReadData ^ Cont) ＝ 0x01 & (0x01 ^ 0x01) = 0 ，只要按键没有松开，这个Trg值永远为 0 ！！！

Cont ＝ 0x01；只要按键没有松开，这个值永远是0x01！！ （4） 按键松开的情况

端口数据为0xff，ReadData读端口并且取反是 0x00 了。

Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont) = 0x00 & (0x00^0x01) = 0x00 Cont = ReadData = 0x00； 结果就是：

ReadData ＝ 0x00； Trg ＝ 0x00； Cont ＝ 0x00；

很显然，这个回到了初始状态，也就是没有按键按下的状态。 总结一下，不知道想懂了没有？其实很简单，答案如下：

Trg 表示的就是触发的意思，也就是跳变，只要有按键按下（电平从1到0的跳变），那么Trg在对应按键的位上面会置一，我们用了PB0则Trg的值为0x01，

类似，如果我们PB7按下的话，Trg 的值就应该为 0x80 ，这个很好理解，还有，最关键的地方，Trg 的值每次按下只会出现一次，然后立刻被清除，完全不需要人工去干预。所以按键功能处理程序不会重复执行，省下了一大堆的条件判断，这个可是精粹哦！！Cont代表的是长按键，如果PB0按着不放，那么Cont的值就为 0x01，相对应，PB7按着不放，那么Cont的值应该为0x80，同样很好理解。

如果还是想不懂的话，可以自己演算一下那两个表达式，应该不难理解的。 因为有了这个支持，那么按键处理就变得很爽了，下面看应用： 应用一：一次触发的按键处理

假设PB0为蜂鸣器按键，按一下，蜂鸣器beep的响一声。这个很简单，但是大家以前是怎么做的呢？对比一下看谁的方便？ #define KEY_BEEP 0x01 void KeyProc(void) {

if (Trg & KEY_BEEP) // 如果按下的是KEY_BEEP {

Beep(); // 执行蜂鸣器处理函数 } }

怎么样？够和谐不？记得前面解释说Trg的精粹是什么？精粹就是只会出现一次。所以你按下按键的话，Trg & KEY_BEEP 为“真”的情况只会出现一次，所以处理起来非常的方便，蜂鸣器也不会没事乱叫，hoho～～～ 或者你会认为这个处理简单，没有问题，我们继续。 应用2：长按键的处理

项目中经常会遇到一些要求，例如：一个按键如果短按一下执行功能A，如果长按2秒不放的话会执行功能B，又或者是要求3秒按着不放，计数连加什么什么的功能，很实际。不知道大家以前是怎么做的呢？我承认以前做的很郁闷。 但是看我们这里怎么处理吧，或许你会大吃一惊，原来程序可以这么简单 这里具个简单例子，为了只是说明原理，PB0是模式按键，短按则切换模式，PB1就是加，如果长按的话则连加（玩过电子表吧？没错，就是那个！） #define KEY_MODE 0x01 // 模式按键 #define KEY_PLUS 0x02 // 加 void KeyProc(void) {

if (Trg & KEY_MODE) // 如果按下的是KEY_MODE，而且你常按这按键也没有用，

{ //它是不会执行第二次的哦 ， 必须先松开再按下 Mode++; // 模式寄存器加1，当然，这里只是演示，你可以执行你想

// 执行的任何代码 }

if (Cont & KEY_PLUS) // 如果“加”按键被按着不放 {

cnt_plus++; // 计时

if (cnt_plus > 100) // 20ms*100 = 2S 如果时间到 {

Func(); // 你需要的执行的程序 } } }

不知道各位感觉如何？我觉得还是挺简单的完成了任务，当然，作为演示用代码。

应用3：点触型按键和开关型按键的混合使用

点触形按键估计用的最多，特别是单片机。开关型其实也很常见，例如家里的电灯，那些按下就不松开，除非关。这是两种按键形式的处理原理也没啥特别，但是你有没有想过，如果一个系统里面这两种按键是怎么处理的？我想起了我以前的处理，分开两个非常类似的处理程序，现在看起来真的是笨的不行了，但是也没有办法啊，结构决定了程序。不过现在好了，用上面介绍的办法，很轻松就可以搞定。

原理么？可能你也会想到，对于点触开关，按照上面的办法处理一次按下和长按，对于开关型，我们只需要处理Cont就OK了，为什么？很简单嘛，把它当成是一个长按键，这样就找到了共同点，屏蔽了所有的细节。程序就不给了，完全就是应用2的内容，在这里提为了就是说明原理～～

好了，这个好用的按键处理算是说完了。可能会有朋友会问，为什么不说延时消抖问题？哈哈，被看穿了。果然不能偷懒。下面谈谈这个问题，顺便也就非常简单的谈谈我自己用时间片轮办法，以及是如何消抖的。

延时消抖的办法是非常传统，也就是 第一次判断有按键，延时一定的时间（一般习惯是20ms）再读端口，如果两次读到的数据一样，说明了是真正的按键，而不是抖动，则进入按键处理程序。

当然，不要跟我说你delay（20）那样去死循环去，真是那样的话，我衷心的建议你先放下手上所有的东西，好好的去了解一下操作系统的分时工作原理，大概知道思想就可以，不需要详细看原理，否则你永远逃不出“菜鸟”这个圈子。当然我也是菜鸟。我的意思是，真正的单片机入门，是从学会处理多任务开始的，这个也是学校程序跟公司程序的最大差别。当然，本文不是专门说这个的，所以也不献丑了。

我的主程序架构是这样的：

volatile unsigned char Intrcnt;

void InterruptHandle() // 中断服务程序 {

Intrcnt++; // 1ms 中断1次，可变 }

void main(void) {

SysInit();

while(1) // 每20ms 执行一次大循环 {

KeyRead(); // 将每个子程序都扫描一遍 KeyProc();

Func1(); Funt2(); ? ?

while(1) {

if (Intrcnt>20) // 一直在等，直到20ms时间到 {

Intrcnt=\

break; // 返回主循环 } } } }

貌似扯远了，回到我们刚才的问题，也就是怎么做按键消抖处理。我们将读按键的程序放在了主循环，也就是说，每20ms我们会执行一次KeyRead()函数来得到新的Trg 和 Cont 值。好了，下面是我的消抖部分：很简单

基本架构如上，我自己比较喜欢的，一直在用。当然，和这个配合，每个子程序必须执行时间不长，更加不能死循环，一般采用有限状态机的办法来实现，具体参考其它资料咯。 懂得基本原理之后，至于怎么用就大家慢慢思考了，我想也难不到聪明的工程师们。例如还有一些处理，

怎么判断按键释放？很简单，Trg 和Cont都为0 则肯定已经释放了。

这个需要有定时（按键间隔）调用函数，完成去抖，区别单次和长按，好的思路。我想矩阵键盘也可以处理，只有键盘返回的码是唯一的，把PINB 换成 getkey之类的函数。我想这个可能用来分析脉冲信号，比如红外遥控信号

最简单矩阵键盘扫描程序

这是站长初学者写的最简单、最详细、效率最高的矩阵键盘扫描程序，只用了四条常用命令（MOV/送数、JB/高电平转移、JMP/直接转移、RET/子程序返回），保证初学者一看就懂！本程序已经在本站电子实验板上验证通过，占用ＣＰＵ时间少，效率高，被选作单片机的测试程序！

矩阵按键扫描程序是一种节省IO口的方法,按键数目越多节省IO口就越可观，本程序的思路跟书上一样：先判断某一列（行）是否有按键按下，再判断该行（列）是那一只键按下。但是，在程序的写法上，站长采用了最简单的方法，使得程序效率最高。

本程序中，如果检测到某键按下了，就不再检测其它的按键，这完全能满足绝大多数需要，又能节省大量的CPU时间。另外，本人认为键盘用延时程序来消除抖动，完全是浪费时间。试想，如果不用中断执行（用中断执行需要更多的硬件资源）的方法来扫描键盘，每秒钟扫描２０－１００次，每次都要延时１０－２０ＭＳ的话，我们的单片机还有多少时间做正事呢？

其实，延时的这段时间，CPU可以做其它的事呀。所以，本键盘扫描程序的前面后面都可以加入少少代码，既可以达到完美的消抖动效果，又可以扩展其它的功能（例如按键封锁、按键长按等按键功能复用！） 字串2

本键盘扫描子程序名叫key，每次要扫描时用call key调用即可。以下子程序内容：

key:mov p0,#00001111b;上四位和下四位分别为行和列,所以送出高低电压检查有没有按键按下

jmp k10;跳到K10处开始扫描，这里可以改成其它条件转移指令来决定本次扫描是否要继续，例如减1为0转移或者位为1或0才转移，这主要用来增加功能，确认上一按键功能是否完成？是否相当于经过了延时？是否要封锁键盘？

goend:jmp kend;如果上面判断本次不执行键盘扫描程序，则立即转到程序尾部，不要浪费C

PU的时间

k10:jb p0.0,k20;扫描正式开始，先检查列1四个键是否有键按下，如果没有，则跳到K20检查列2

k11:mov p0,#11101111b;列1有键按下时,P0.0变低,到底是那一个键按下？现在分别输出各行低电平

jb p0.0,k12;该行的键不按下时，p0.0为高电平,跳到到K12,检查其它的行 mov r1,#1;如果正好是这行的键按下，将寄存器R0写下1，表示1号键按下了 k12:mov p0,#11011111b jb p0.0,k13

mov r1,#2;如果正好是这行的键按下，将寄存器R0写下2，表示2号键按下了 k13:mov p0,#10111111b jb p0.0,k14

mov r1,#3;如果正好是这行的键按下，将寄存器R0写下3，表示3号键按下了 字串3 k14:mov p0,#01111111b

jb p0.0,kend;如果现在四个键都没有按下，可能按键松开或干扰，退出扫描（以后相同） mov r1,#4如果正好是这行的键按下，将寄存器R0写下4，表示4号键按下了 jmp kend;已经找到按下的键，跳到结尾吧

k20:jb p0.1,k30;列2检查为高电平再检查列3、4

k21:mov p0,#11101111b;列2有健按下时，P0.0会变低，到底是那一行的键按下呢？分别输出行的低电平

jb p0.1,k22;该行的键不按下时p0.0为高电平，跳到到K22，检查另外三行

mov r1,#5;如果正好是这行的键按下，将寄存器R0写下5，表示5号键按下了（以后相同，不再重复了）

k22:mov p0,#11011111b

jb p0.1,k23 mov r1,#6

k23:mov p0,#10111111b jb p0.1,k24 mov r1,#7

k24:mov p0,#01111111b jb p0.1,kend mov r1,#8

jmp kend;已经找到按下的键，跳到结尾吧（以后相同，不要重复了）

k30:jb p0.2,k40 k31:mov p0,#11101111b jb p0.2,k32 mov r1,#9

k32:mov p0,#11011111b jb p0.2,k33 mov r1,#10

k33:mov p0,#10111111b jb p0.2,k34 mov r1,#11

k34:mov p0,#01111111b jb p0.2,kend 字串6

mov r1,#12 jmp kend

k40:jb p0.3,kend

k41:mov p0,#11101111b jb p0.3,k42 mov r1,#13

k42:mov p0,#11011111b jb p0.3,k43 mov r1,#14

k43:mov p0,#10111111b jb p0.3,k44 mov r1,#15

k44:mov p0,#01111111b jb p0.3,kend mov r1,#16 kend: ret

键盘扫描结束了，寄存器R1的值就直接表示了是那个键按下的，根据不同的键值去执行不同的程序，从而实现了十六个矩阵键盘扫描，同样原理，最多可以识别255个按键的矩阵扫描。

我们可以每次键盘扫描开始时检查R0的值是否为0，只有在为0才扫描键盘，不为0就证明刚刚扫描过键值，相应的按键工作还没有完成。但是必须记得，每个按键命令执行完成后，要给R0写上0，表示可以扫描键盘。

本键盘扫描程序的优点在于：不用专门的按键延时程序，提高了CPU效率，也不用中断来扫描键盘，节省了硬件资源。另外，本键盘扫描程序，每次扫描占用CPU时最短，不论有键按下或者无键按下都可以在很短的时间完成一次扫描。

还有，本程序只使用几条最常用的汇编命令，MOV/JB/JMP/RET，而这几条命令是最常用、最易懂、最好学的命令！有的键盘扫描程序还用与呀、或呀、移位呀、查表呀，我都还没有看懂。 字串5

当然，以上只是站长初学单片机的一点个人见解，欢迎广大单片机爱好者指正，希望大家将自己最认可的键盘扫描程序公布出来，让大家一起分享！最后，祝愿大家学习进步！工作顺利！ 说明：本站数显ＦＭ无线发射板中虽然不是用矩阵扫描，但是按键消抖动原理和上面相同，按键功能复用原理也和上面相同，用起来感觉很好！在键盘的１０ＭＳ延时过程中，ＣＰＵ刚好可以去做几件事并在１０ＭＳ左右做完。所以，产品中凡是要用到按键扫描的，都可以让ＣＰＵ去做别的事情，键盘延时消抖动唯一的好处就是，程序写起来会方便一点。

经典的矩阵键盘扫描程序

键盘是单片机常用输入设备，在按键数量较多时，为了节省I/O口等单片机资源，一般采取扫描的方式来识别到底是哪一个键被按下。即通过确定被按下的键处在哪一行哪一列来确定该键的位置，获取键值以启动相应的功能程序。

4*4矩阵键盘的结构如图1（实物参考见万用板矩阵键盘制作技巧）。在本例中，矩阵键盘的四列依次接到单片机的P1.0~P1.3，四行依次接到单片机的P1.4~P1.7；同时，将列线上拉，通过10K电阻接电源。

图1

查找哪个按键被按下的方法为：一个一个地查找。 先第一行输出0，检查列线是否非全高； 否则第二行输出0，检查列线是否非全高； 否则第三行输出0，检查列线是否非全高；

如果某行输出0时，查到列线非全高，则该行有按键按下；

根据第几行线输出0与第几列线读入为0，即可判断在具体什么位置的按键按下。 下面是具体程序：

void Check_Key(void) {

unsigned char row,col,tmp1,tmp2;

tmp1 = 0x10; //tmp1用来设置P1口的输出，取反后使

P1.4~P1.7中有一个为0

for(row=0;row<4;row++) // 行检测 {

P1 = 0x0f; // 先将p1.4~P1.7置高

P1 =~tmp1; // 使P1.4~p1.7中有一个为0 tmp1*=2; // tmp1左移一位

if ((P1 & 0x0f) < 0x0f) // 检测P1.0~P1.3中是否有一位为0，只要有，则说明此行有键按下，进入列检测 {

tmp2 = 0x01; // tmp2用于检测出哪一列为0 for(col =0;col<4;col++) // 列检测 {

if((P1 & tmp2)==0x00) // 该列如果为低电平则可以判定为该列 {

key_val =key_Map[ row*4 +col ]; // 获取键值，识别按键；key_Map为按键的定义表

return; // 退出循环 }

tmp2*=2; // tmp2左移一位 } } }

} //结束

这是一种比较经典的矩阵键盘识别方法，实现起来较为简单，程序短小精炼。

一种新的矩阵键盘扫描方式

成都 李伟

矩阵键盘的按键越多，所节约的10口就越多，如8×8的矩阵键盘只需要16根IO口线。如果用单线键盘。则需要64根10口线。

矩阵键盘最常用的键盘扫描方式(以行扫描为例)，是对行10口一行一行地置高(低)，同时读取列的数据，如果判定有键按下，先调用按键消抖程序，然后再读取列数据，最后确定按键的位置。

但这种方式也存在问题，首先是程序比较复杂。其次是按键消抖延时对在实时性要求特别强的场合工作会有一定影响。下面介绍一种新型的扫描方式。

其总体思路是：行列扫描线都接下拉电阻，先将行扫描全置高，读取列信号，如果列信号全为低，说明没有键按下，如果列信号不全为低，则记录此数据，然后将列扫描全置高，读取行扫描的数据，两次读得的数据分别是所按键所在的列、行位置。

这种扫描方式思路清晰、程序简单。下面以C51单片机为例，用C语言编写一个8×8的键盘扫描程序。

函数名称：keylook （）种新的矩阵键盘扫描方式函数功能：查寻键盘按键情况人口参数：无出口参数：按键的编码（1～

上述程序只能识别有一个键按下的情况。返回的是按键的编号。无键按下时，返回值为0。有两个或以上的键按下时。返回值为0xFF。

在按键较多时，也可使用专门的键盘接口芯片， 如ZLG7289、ZLG7290、CH451等。另外，这些芯片还具有其他功能，如可以驱动多位LED数码管等。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/7yhp.html