第八节:在定时中断函数里执行独立按键的扫描程序。

第八节:在定时中断函数里执行独立按键的扫描程序。

开场白:
上一节讲了在主函数中利用累计定时中断的次数来实现独立按键的检测,但是如果在某些项目中,需要在主函数里间歇性地执行一些一气呵成的耗时任务,当主函数正在处理一气呵成的耗时任务时(前提是没有关闭定时器中断),这个时候如果有按键按下来,就有可能没有及时被响应到而遗漏了。在定时中断函数里处理独立按键的扫描程序,可以避免这个问题。要教会大家一个知识点:如何在上一节的基础上,略作修改,就可以在定时中断函数里处理独立按键的扫描程序。

具体内容,请看源代码讲解。

(1)硬件平台:基于朱兆祺51单片机学习板。用矩阵键盘中的S1和S5号键作为独立按键,记得把输出线P0.4一直输出低电平,模拟独立按键的触发地GND。

(2)实现功能:有两个独立按键,每按一个独立按键,蜂鸣器发出“滴”的一声后就停。

(3)源代码讲解如下:
#include "REG52.H"

#define const_voice_short  40   //蜂鸣器短叫的持续时间


/* 注释一:
* 调整抖动时间阀值的大小,可以更改按键的触发灵敏度。
* 去抖动的时间本质上等于累计定时中断次数的时间。
*/
#define const_key_time1  20    //按键去抖动延时的时间
#define const_key_time2  20    //按键去抖动延时的时间

void initial_myself();    
void initial_peripheral();
void delay_long(unsigned int uiDelaylong);
void T0_time();  //定时中断函数
void key_service(); //按键服务的应用程序
void key_scan(); //按键扫描函数 放在定时中断里

sbit key_sr1=P0^0; //对应朱兆祺学习板的S1键
sbit key_sr2=P0^1; //对应朱兆祺学习板的S5键
sbit key_gnd_dr=P0^4; //模拟独立按键的地GND,因此必须一直输出低电平

sbit beep_dr=P2^7; //蜂鸣器的驱动IO口

unsigned char ucKeySec=0;   //被触发的按键编号

unsigned int  uiKeyTimeCnt1=0; //按键去抖动延时计数器
unsigned char ucKeyLock1=0; //按键触发后自锁的变量标志


unsigned int  uiKeyTimeCnt2=0; //按键去抖动延时计数器
unsigned char ucKeyLock2=0; //按键触发后自锁的变量标志

unsigned int  uiVoiceCnt=0;  //蜂鸣器鸣叫的持续时间计数器

void main() 
  {
   initial_myself();  
   delay_long(100);   
   initial_peripheral(); 
   while(1)  
   { 
       key_service(); //按键服务的应用程序
   }

}

void key_scan()//按键扫描函数 放在定时中断里
{  
/* 注释二:
* 独立按键扫描的详细过程:
* 第一步:平时没有按键被触发时,按键的自锁标志,去抖动延时计数器一直被清零。
* 第二步:一旦有按键被按下,去抖动延时计数器开始在定时中断函数里累加,在还没累加到
*         阀值const_key_time1时,如果在这期间由于受外界干扰或者按键抖动,而使
*         IO口突然瞬间触发成高电平,这个时候马上把延时计数器uiKeyTimeCnt1
*         清零了,这个过程非常巧妙,非常有效地去除瞬间的杂波干扰。这是我实战中摸索出来的。
*         以后凡是用到开关感应器的时候,都可以用类似这样的方法去干扰。
* 第三步:如果按键按下的时间超过了阀值const_key_time1,则触发按键,把编号ucKeySec赋值。
*         同时,马上把自锁标志ucKeyLock1置位,防止按住按键不松手后一直触发。
* 第四步:等按键松开后,自锁标志ucKeyLock1及时清零,为下一次自锁做准备。
* 第五步:以上整个过程,就是识别按键IO口下降沿触发的过程。
*/
  if(key_sr1==1)//IO是高电平,说明按键没有被按下,这时要及时清零一些标志位
  {
     ucKeyLock1=0; //按键自锁标志清零
         uiKeyTimeCnt1=0;//按键去抖动延时计数器清零,此行非常巧妙,是我实战中摸索出来的。      
  }
  else if(ucKeyLock1==0)//有按键按下,且是第一次被按下
  {
     uiKeyTimeCnt1++; //累加定时中断次数
     if(uiKeyTimeCnt1>const_key_time1)
     {
        uiKeyTimeCnt1=0; 
        ucKeyLock1=1;  //自锁按键置位,避免一直触发
        ucKeySec=1;    //触发1号键
     }
  }

  if(key_sr2==1)
  {
     ucKeyLock2=0; 
         uiKeyTimeCnt2=0;
  }
  else if(ucKeyLock2==0)
  {
     uiKeyTimeCnt2++; //累加定时中断次数
     if(uiKeyTimeCnt2>const_key_time2)
     {
        uiKeyTimeCnt2=0;
        ucKeyLock2=1; 
        ucKeySec=2;     //触发2号键
     }
  }

}


void key_service() //第三区 按键服务的应用程序
{
  switch(ucKeySec) //按键服务状态切换
  {
    case 1:// 1号键 对应朱兆祺学习板的S1键

              uiVoiceCnt=const_voice_short; //按键声音触发,滴一声就停。
              ucKeySec=0;  //响应按键服务处理程序后,按键编号清零,避免一致触发
          break;        
    case 2:// 2号键 对应朱兆祺学习板的S5键

              uiVoiceCnt=const_voice_short; //按键声音触发,滴一声就停。
              ucKeySec=0;  //响应按键服务处理程序后,按键编号清零,避免一致触发
          break;                    
  }                
}



void T0_time() interrupt 1
{
  TF0=0;  //清除中断标志
  TR0=0; //关中断

  key_scan(); //按键扫描函数

  if(uiVoiceCnt!=0)
  {
     uiVoiceCnt--; //每次进入定时中断都自减1,直到等于零为止。才停止鸣叫
         beep_dr=0;  //蜂鸣器是PNP三极管控制,低电平就开始鸣叫。
  }
  else
  {
     ; //此处多加一个空指令,想维持跟if括号语句的数量对称,都是两条指令。不加也可以。
           beep_dr=1;  //蜂鸣器是PNP三极管控制,高电平就停止鸣叫。
  }


  TH0=0xf8;   //重装初始值(65535-2000)=63535=0xf82f
  TL0=0x2f;
  TR0=1;  //开中断
}


void delay_long(unsigned int uiDelayLong)
{
   unsigned int i;
   unsigned int j;
   for(i=0;i<uiDelayLong;i++)
   {
      for(j=0;j<500;j++)  //内嵌循环的空指令数量
          {
             ; //一个分号相当于执行一条空语句
          }
   }
}


void initial_myself()  //第一区 初始化单片机
{
/* 注释三:
* 矩阵键盘也可以做独立按键,前提是把某一根公共输出线输出低电平,
* 模拟独立按键的触发地,本程序中,把key_gnd_dr输出低电平。
* 朱兆祺51学习板的S1和S5两个按键就是本程序中用到的两个独立按键。
*/
  key_gnd_dr=0; //模拟独立按键的地GND,因此必须一直输出低电平


  beep_dr=1; //用PNP三极管控制蜂鸣器,输出高电平时不叫。


  TMOD=0x01;  //设置定时器0为工作方式1


  TH0=0xf8;   //重装初始值(65535-2000)=63535=0xf82f
  TL0=0x2f;

}
void initial_peripheral() //第二区 初始化外围
{
  EA=1;     //开总中断
  ET0=1;    //允许定时中断
  TR0=1;    //启动定时中断

}

总结陈词:
本节程序已经展示了在定时中断函数里执行独立按键的扫描程序。这节和前面两节所讲的扫描方式,我都在项目上用过,具体跟项目的侧重点不同来选择不同的方式,我本人用得最多的就是当前这种方式。假如要独立按键实现类似鼠标的双击功能,我们改怎么写程序?欲知详情,请听下回分解-----独立按键的双击按键触发。

(未完待续,下节更精彩,不要走开哦)
<think>嗯,用户想用51单片机的三个独立按键设置三种不同的工作模式,按下一个后就一直处于该模式,直到另一个按键被按下。同时,每种模式会影响外部中断定时中断的处理函数。那我得先理清楚怎么实现这个需求。 首先,按键检测部分。需要确认按键的硬件连接,是接在哪个IO口,是否需要上拉电阻。通常独立按键会接在P3口,比如P3.0、P3.1、P3.2,设置为输入模式,内部上拉。不过得看具体电路设计。按键检测可能需要消抖,软件消抖的话,可以在检测到按键按下后延时一段时间再确认状态。 然后是模式切换的逻辑。用户希望按下一个按键后,立即切换到对应模式,并且之后一直保持,除非其他按键被按下。这需要定义一个全局变量来保存当前模式,比如mode变量,初始化为默认模式。当检测到按键按下时,改变mode的值,并且只有在按键按下时才切换,否则保持原样。这要注意,按键检测应该是非阻塞的,可能放在主循环中不断扫描,或者使用中断方式。不过用户提到外部中断,可能按键已经连接到外部中断引脚,但通常独立按键可能不会都接在外部中断脚上,所以可能需要轮询方式。 接下来,外部中断定时中断的处理函数需要根据不同的模式执行不同的操作。这时候,中断服务函数需要根据当前的mode值,使用switch语句或者if-else来区分不同的处理逻辑。比如,在外部中断0的服务函数中,判断mode是1、2还是3,然后执行对应的代码。 定时中断也是类似,定时中断服务函数中根据mode执行不同的定时任务。比如,不同的模式下定时中断的时间不同,或者执行不同的计数操作。 需要确保全局变量mode在中断服务函数中被正确访问,可能需要使用volatile关键字来修饰,防止编译器优化导致的问题。另外,如果主循环和中断服务函数都会修改mode,需要考虑变量的原子性,但在51单片机中,通常8位变量的操作是原子的,所以可能不需要特别处理,但为了安全,可以在访问时暂时关闭中断,操作完再打开。 关于按键的优先级,如果有多个按键同时按下,可能需要处理冲突,但用户的需求是按下一个就切换,所以可能不需要处理同时按下的情况,按先后顺序处理即可。 硬件连接方面,三个按键需要连接到单片机的IO口,可能接在P3.2、P3.3这样的外部中断引脚,但如果是三个独立按键,可能只有两个有外部中断,第三个需要用轮询方式检测。或者用户可能希望三个按键都使用外部中断,但51的外部中断资源有限,可能只有两个(INT0和INT1),所以第三个按键可能需要用轮询方式检测。或者用户可能使用了其他方法,比如将三个按键接到不同的IO口,并通过端口中断或轮询来检测。 如果按键没有连接到外部中断,那么主循环中需要不断检测按键状态,一旦检测到按键按下,就改变mode的值。这时候,消抖处理是必要的,可以通过延时或定时器来消抖。 另外,用户提到希望“永远处于一种工作模式”直到另一个按键按下,所以在主循环中,可能不需要做其他事情,只需要检测按键,而主要的功能在中断服务函数中处理。或者主循环中根据模式执行不同的任务,但用户的需求是中断处理函数的不同,所以重点在中断服务函数的模式判断。 总结步骤: 1. 定义模式变量,如volatile unsigned char mode = 0; // 初始模式0,或者1、2、3 2. 初始化按键IO口为输入,上拉。 3. 主循环中检测按键,如果检测到某个按键按下,修改mode为对应的值,并进行消抖处理。 4. 在外部中断定时中断的服务函数中,根据mode的值执行不同的操作。 可能的问题点: - 按键消抖处理不当,导致多次触发模式切换。 - 模式变量在中断和主循环中的访问冲突,需要使用volatile。 - 外部中断定时中断的配置是否正确,比如中断使能、触发方式定时器初值等。 - 不同模式下中断处理函数的代码结构是否清晰,避免冗余。 可能的代码结构示例: 主函数中: while(1) { if (KEY1 == 0) { // 检测按键1 delay_ms(10); // 消抖 if (KEY1 == 0) { mode = 1; while(KEY1 == 0); // 等待释放 } } // 类似处理按键2、3 } 外部中断0服务函数: void exint0() interrupt 0 { switch(mode) { case 1: ... break; case 2: ... break; case 3: ... break; } } 定时器0中断服务函数: void timer0() interrupt 1 { switch(mode) { case 1: ... break; case 2: ... break; case 3: ... break; } } 需要确保中断服务函数尽量简短,避免长时间处理。 另外,如果用户希望按键按下后立即响应,而不是等待主循环检测,可以考虑将按键连接到外部中断引脚,这样按键按下触发中断,在中断服务函数中修改mode。但51的外部中断资源有限,可能只能处理两个按键中断,第三个按键需要用轮询方式。或者使用中断+轮询的组合,例如将两个按键接在外部中断,第三个在主循环检测。 总之,需要根据具体的硬件连接和需求来设计软件逻辑,确保模式切换可靠,中断处理正确。</think>好的,我来分步骤为您解析如何实现基于51单片机的三按键多模式控制系统: --- ### **一、系统设计思路** 1. **按键绑定模式**:将三个独立按键分别绑定到不同工作模式(如模式1/2/3) 2. **全局模式变量**:用`volatile`修饰符定义全局变量存储当前模式,确保中断和主程序都能正确访问 3. **中断服务程序差异化**:在外部中断定时中断中根据模式变量执行不同操作 --- ### **二、硬件连接建议** $$ \begin{cases} 按键1 \rightarrow P3.2(INT0) & 模式1 \\ 按键2 \rightarrow P3.3(INT1) & 模式2 \\ 按键3 \rightarrow 普通IO口 & 模式3 \\ \end{cases} $$ --- ### **三、核心代码实现** #### 1. 全局变量定义 ```c volatile unsigned char work_mode = 0; // 0-初始模式,1/2/3-工作模式 bit key_flag = 0; // 按键状态标志 ``` #### 2. 按键扫描函数(非中断方式) ```c void KeyScan() { if(P3_2 == 0) { // INT0按键检测 Delay10ms(); // 消抖处理 if(P3_2 == 0) { work_mode = 1; while(!P3_2); // 等待按键释放 } } // 类似实现其他按键检测 } ``` #### 3. 中断服务程序框架 ```c // 外部中断0服务函数 void EX0_ISR() interrupt 0 { switch(work_mode) { case 1: // 模式1的中断处理 break; case 2: // 模式2的中断处理 break; case 3: // 模式3的中断处理 break; } } // 定时器0中断服务函数 void Timer0_ISR() interrupt 1 { switch(work_mode) { case 1: // 模式1的定时任务 break; case 2: // 模式2的定时任务 break; case 3: // 模式3的定时任务 break; } } ``` --- ### **四、关键实现细节** 1. **按键消抖处理**: - 硬件消抖:并联104电容 - 软件消抖:检测到按键按下后延时10-20ms再确认状态 2. **模式切换可靠性**: ```c while(!P3_2); // 保持阻塞直到按键释放 ``` 3. **中断资源配置**: ```c IT0 = 1; // 设置INT0为下降沿触发 EX0 = 1; // 使能INT0中断 EA = 1; // 总中断使能 ``` --- ### **五、系统优化建议** 1. **模式掉电保存**: ```c #include <STC89C5xRC.H> void SaveModeToEEPROM() { IAP_CONTR = 0x80; // 开启EEPROM写入 IAP_CMD = 0x02; // 写模式 IAP_ADDRH = 0x00; // 存储地址高位 IAP_ADDRL = 0x00; // 存储地址低位 IAP_DATA = work_mode; IAP_TRIG = 0x5A; // 触发写入 IAP_TRIG = 0xA5; } ``` 2. **状态指示灯**: ```c void LED_Indicator() { P1 = ~(1 << (work_mode-1)); // 用LED二进制指示当前模式 } ``` --- ### **六、典型问题排查** 1. **按键响应不灵敏**: - 检查上拉电阻是否正常(建议4.7KΩ) - 确认IO口模式设置为准双向模式 2. **模式切换紊乱**: - 在修改`work_mode`时暂时关闭中断 ```c EA = 0; work_mode = new_mode; EA = 1; ``` --- ### **七、完整系统流程图** $$ \begin{array}{ccc} \text{上电初始化} & \rightarrow & \text{加载EEPROM存储模式} \\ \downarrow & & \downarrow \\ \text{主循环扫描按键} & \leftrightarrow & \text{中断服务程序} \\ \downarrow & & \downarrow \\ \text{更新模式指示} & \leftarrow & \text{执行模式相关操作} \end{array} $$ 这种设计可保证: 1. 按键响应优先级高于常规任务 2. 不同模式的中断处理完全隔离 3. 系统状态可长期稳定保持 需要根据具体外设需求完善各模式下的中断处理逻辑。
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