基于状态机的4x4矩阵键盘程序

在我们初学单片机的时候，每当遇到使用按键我们都会遇到按键的消抖与松手检测的问题。传统的方法一般都是使用ms延时的方法来处理，这样处理是最省事，不需要考虑太多的问题。但是这样做带来的结果是白白浪费了单片机的资源。延时函数会让单片机傻傻的等待，不能去处理其他更重要的事情，这对于实时性要求较高，或者还有更多任务要处理的系统来说，是万万不可接受的，基于这个问题，今天跟大家分享一个基于状态机的按键程序，它不会让单片机处于傻等的尴尬状态。这是转载于马朝老师的一本书籍。
一、传统按键消抖处理方法：
if(按键按下)
delay_ms(10);
if(按键确实按下)
{进行任务处理}
二、基于状态机的按键处理方法：
1、首先是 keyboard.c 文件
//***************************************************************
// File Name : keyboard.c
// Author    :
// Created   :
// Modified  :
// Revision  :
//***************************************************************
#ifndef _keyboard_c_
#define _keyboard_c_
#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
#include "keyboard.h"
//***************************************************************
//端口定义
//PIN DESCRIPTION   
//P17 P16 P15 P14
// |   |   |   |
// \---\---\---\---P10        1  2  3  F1
// \---\---\---\---P11        4  5  6  F2
// \---\---\---\---P12        7  8  9  F3
// \---\---\---\---P13        *  0  #  F4
//***************************************************************
#define KeyPort P1
#define key_state_0 0      //定义按键状态（基于状态机）
#define key_state_1 1
#define key_state_2 2
#define key_state_3 3
#define NO_key        0
//***************************************************************
// Function    : KeyBoardScan
// Input       : none
// Output      : Key Number
//                 0~9、*、#：ASCII code
//                 F1、F2、F3、F4: (A、B、C、D) ASCII code
// Description : 4*4 matrix keyboard scanning Function
//               
//***************************************************************
uchar KeyBoardScan(void)
{   
    uchar key_temp;
    uchar key_num = NO_key;
    static uchar key_status = key_state_0;         //按键状态
    //线反转法扫描键盘
    KeyPort = 0x0f;
    key_temp = KeyPort;
    KeyPort = 0xf0;
    key_temp |= KeyPort;
    KeyPort = 0xff;
    switch(key_status)
    {
        case key_state_0:                                    //状态零为初始状态
            if(key_temp ！= 0xff)
                key_status = key_state_1;
            break;
        case key_state_1:                                   //状态一为按键按下状态
            if(key_temp == 0xff)
                key_status = key_state_0;             //若只是抖动，调回状态零
            else
            {
                key_status = key_state_2;            //若确实按下，调到状态二
                switch(key_temp)
                {
                    case 0x7e:        //0111 1110
                        key_num = '1';
                        break;
                    case 0xbe:        //1011 1110
                        key_num = '2';
                        break;
                    case 0xde:        //1101 1110
                        key_num = '3';
                        break;
                    case 0x7d:        //0111 1101
                        key_num = '4';
                        break;
                    case 0xbd:        //1011 1101
                        key_num = '5';
                        break;
                    case 0xdd:        //1101 1101
                        key_num = '6';
                        break;
                    case 0x7b:        //0111 1011
                        key_num = '7';
                        break;
                    case 0xbb:        //1011 1011
                        key_num = '8';
                        break;
                    case 0xdb:        //1101 1011
                        key_num = '9';
                        break;
                    case 0xb7:        //1011 0111
                        key_num = '0';
                        break;
                    case 0x77:        //0111 0111
                        key_num = '*';                  //*
                        break;
                    case 0xd7:        //1101 0111
                        key_num = '#';                  //#
                        break;
                    case 0xee:        //1110 1110
                        key_num = 'A';                  //F1
                        break;
                    case 0xed:        //1110 1101
                        key_num = 'B';                  //F2
                        break;
                    case 0xeb:        //1110 1011
                        key_num = 'C';                  //F3
                        break;
                    case 0xe7:        //1110 0111
                        key_num = 'D';                  //F4
                        break;
                }
            }
            break;
        case key_state_2:                                      //状态二表示确实有按键按下
            if(key_temp == 0xff)
                key_status = key_state_3;                //若检测到松手，调到状态三
            break;
        case key_state_3:
            if(key_temp == 0xff)
                key_status = key_state_0;               //若判断确实松手后，调回初始状态零
            else
                key_status = key_state_2;              //若只是抖动并不是真的松手，调回状态二
            break;
    }
    return key_num;
}
#endif
//===============================END OF FILE==================================//

2、其次是 keyboard.h 文件
// File Name : keyboard.h
// Author    :
// Created   :
// Modified  :
// Revision  :
//***************************************************************
#ifndef _keyboard_h_
#define _keyboard_h_
#include <reg52.h>
#include "DataType.h"
//***************************************************************
//端口定义
//PIN DESCRIPTION   
//P17 P16 P15 P14
// |   |   |   |
// \---\---\---\---P10        1  2  3  F1
// \---\---\---\---P11        4  5  6  F2
// \---\---\---\---P12        7  8  9  F3
// \---\---\---\---P13        *  0  #  F4
//***************************************************************

//global functions declaration
extern uchar KeyBoardScan(void);
#endif
//===============================END OF FILE==================================//

使用方法：以上程序代码只要添加到工程的源代码便可以。要利用单片机的定时器资源，每10-15ms中断一次，在中断里面调用 KeyBoardScan() 函数。

好了，以上就是今天要分享的知识，希望可以帮到大家，也留给不爱记录的自己，常温故而知新。

要说状态机的话，推荐看菜农的零耗时按键。

时间片轮询也可以

好用