STM32按键扫描及按键消抖

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#stm32 #嵌入式硬件 #单片机

一.按键消抖

1.原理

在STM32单片机中，其硬件的按键设计有一些缺点，当我们按下按键时，并不会直接输出一个高或低电平，松开时也同理，如图

这是因为按键的机械设计，按下或松开时会有抖动，称为机械抖动，这样会对想通过按键实现的功能输出不稳定。

2.解决办法

解决方法有硬件消抖和软件消抖，这里我们只讨论软件消抖。

单次机械抖动的持续时间大约为10ms~20ms，在我们前期没有学习定时器和中断的情况下，只需要在按下按键和松开按键后面加一个简单的延时10ms~20ms函数就可以。

二.按键扫描函数

1.示例

先看一段代码


u8 key_scan(void)
{
	
	u8 key = 0xff;
	
	//检测按键按下
	if((KEY1)||(!KEY2)||(!KEY3)||(!KEY4))
	{
		//延时消抖
		delay_ms(20);
		
		//再次检测按键按下
		if(KEY1)
		//赋值键值
		key = 1;
	  if(!KEY2)
		key = 2;
		if(!KEY3)
		key = 3;
		if(!KEY4)
		key = 4;
		
	}
	
	//等待按键抬起
   while((KEY1)&&(!KEY2)&&(!KEY3)&&(!KEY4))
	{
	}
    delay_ms(20);
	
	//返回键值
	return key;
}

在这段代码中按键KEY1是高电平触发，KEY2,KEY3,KEY4都是低电平触发。

乍一看，是不是这段代码就已经实现了按键扫描的功能了，当按下按键1时触发消抖然后变量key被赋值1，之后通过while循环来卡住程序判断按键有没有松开，最后返回key也就是1到函数，在主函数设置一个变量接住这个按键扫描函数，当这个变量为1时就可以实现你想实现的功能。其他按键也同理。

但是，如果你想在主函数中的按键控制功能后面再实现别的功能，比如实现一个流水灯功能。你会发现，当你按下某个按键没有松开时，该按键对应的功能被实现，但流水灯的程序却被等待按键抬起的程序卡住了没有运行。虽然说谁都不会闲着按着按键很久不松，但人类正常按下按键到松开的时间终归有大约100ms的时间，这对于人类来说时间很短，但对单片机来说可以执行很多很多次任务，因为单片机执行程序是微秒级的。对于那些项目级程序来说，这种程序可能会造成一些漏洞。

那我们能不能去掉那条等待按键抬起的程序呢，答案是不行的，因为去掉之后，我们按一次按键就会执行多次按键扫描函数，原因如之前所讲———按一次按键大概100ms左右，在这期间主函数循环早已执行很多次了。说到主函数，顺便提一下，按键扫描函数完成后是要放在主函数的while循环里面的，这是因为STM32需要不断读取GPIO引脚的状态，以检查是否有按键被按下。

2.标志位思想

我们可以在按键扫描函数里增加一个变量代表标志位。

u8 key_scan(void)
{
	static u8 flag = 1;
	u8 key = 0xff;
	
	//检测按键按下
	if(((KEY1)||(!KEY2)||(!KEY3)||(!KEY4)) && flag)
	{
		//延时消抖
		delay_ms(20);
		flag = 0;
		//再次检测按键按下
		if(KEY1)
		//赋值键值
		key = 1;
	  if(!KEY2)
		key = 2;
		if(!KEY3)
		key = 3;
		if(!KEY4)
		key = 4;
		
	}
	
	//等待按键抬起
   else if((!KEY1)&&(KEY2)&&(KEY3)&&(KEY4))
	{
		delay_ms(20);
		flag = 1;
	}
	
	//返回键值
	return key;
}

在上述程序中，我们可以看出，当我们按下某个按键没松开时，标志位flag进行锁定，所以只会返回一次按键对应键值，其他返回值则会返回初始值0xff（因为按键没松开，程序会循环执行，不断产生返回值），按键松开后则会解锁标志位，解锁标志位后才能让下一次按键按下能返回键值。这段代码则不会卡住主程序，因为代码里面没有任何的while函数而是选择结构。