【普中 51-Ai8051 开发攻略】-- 第 9 章按键控制实验

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前几章介绍的都是 IO 口输出的使用，本章我们通过按键实验来介绍 IO 口作为输入的使用。本章分为如下几部分内容：

[9.1 实验介绍](#9.1 实验介绍)

[9.1.1 实验简介](#9.1.1 实验简介)

[9.1.2 实验目的](#9.1.2 实验目的)

[9.2 硬件设计](#9.2 硬件设计)

[9.3 软件设计](#9.3 软件设计)

[9.3.1 创建和配置工程](#9.3.1 创建和配置工程)

[9.3.1.1 GPIO 配置](#9.3.1.1 GPIO 配置)

[9.3.1.2 生成工程](#9.3.1.2 生成工程)

[9.3.2 添加用户驱动代码](#9.3.2 添加用户驱动代码)

[9.3.2.1 key.h 文件](#9.3.2.1 key.h 文件)

[9.3.2.2 key.c 文件](#9.3.2.2 key.c 文件)

[9.3.2.3 main.c 文件](#9.3.2.3 main.c 文件)

[9.4 实验现象](#9.4 实验现象)

9.1 实验介绍

9.1.1 实验简介

按键是一种电子开关，使用时轻轻按开关按钮就可使开关接通，当松开手时,开关断开。一般机械按键按下和松开时存在抖动情况，如下：

这种抖动可能会影响程序误判，造成严重后果，通常会使用软件延时 10ms来消斗。例如，当按键按下后，引脚为低电平；所以首先读取引脚电平，若引脚为低电平，则延时 10ms 后再次读取引脚电平，若为低电平，则证明按键已按下。

有了按键输入功能，我们就可以做很多好玩的东西了。

9.1.2 实验目的

通过板载按键 K1-K4 控制 LED 指示灯亮灭。

9.2 硬件设计

本实验使用到硬件资源如下：

（1）按键模块

（2） GPIO

（3） LED 模块

按键模块电路如下所示：

从电路图中可以看到， K1-K4 按键分别接在芯片的 P32-P35 管脚；当有按键按下，对应管脚被拉低；按键松开，由软件配置管脚内部上拉，对应管脚被拉高；因此可以通过检测 IO 口输入电平来判断按键有无按下。

9.3 软件设计

9.3.1 创建和配置工程

按照前面章节内容创建一份新工程，并命名为 05-key，如下图所示：

9.3.1.1 GPIO 配置

使能端口和时钟，按键对应 IO 设置为输入模式，使能上拉电阻；将所控制的 LED 设置为推挽输出模式，使能上拉电阻等，如下图所示：

9.3.1.2 生成工程

配置完成后，按下代码生成按钮，自动创建工程，系统开始生成初始化代码。生成工程文件目录如下图所示：

在工程文件夹内新建一个 APP 文件夹，用于存储用户编写的外设驱动，方便后期工程管理和程序移植。在 APP 文件夹下新建 key 文件夹，并在该文件夹内新建 key.c 和 key.h 文件，用于保存按键相关驱动；如下所示：

然后在导出的工程中添加 APP 组，并将 key.c 和 led.c 导入到工程组内，最后添加头文件路径，否则编译将报错。如下：

添加完以后，如下图所示：

9.3.2 添加用户驱动代码

9.3.2.1 key.h 文件

cpp 复制代码

#ifndef _key_H
#define _key_H

#include "config.h"

//管脚定义
#define KEY1     P32
#define KEY2     P33
#define KEY3     P34
#define KEY4     P35

//定义各个按键值 
#define KEY1_PRESS 		1
#define KEY2_PRESS		2
#define KEY3_PRESS		3
#define KEY4_PRESS		4


//函数声明
u8 KEY_Scan(u8 mode);

#endif

9.3.2.2 key.c 文件

cpp 复制代码

#include "key.h"

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : KEY_Scan
* 函数功能		   : 按键扫描检测
* 输    入         : mode=0:单次按下按键
					 mode=1：连续按下按键
* 输    出         : 0：未有按键按下
					 KEY1_PRESS：KEY1键按下
					 KEY2_PRESS：KEY2键按下
					 KEY3_PRESS：KEY3键按下
					 KEY4_PRESS：KEY4键按下
*******************************************************************************/
u8 KEY_Scan(u8 mode)
{
	static u8 key=1;
	
	if(mode==1) //连续按键按下
		key=1;
	if(key==1&&(KEY1==0||KEY2==0||KEY3==0||KEY4==0)) //任意一个按键按下
	{
		delay_ms(10);  //消抖
		key=0;
		if(KEY1==0)
			return KEY1_PRESS; 
		else if(KEY2==0)
			return KEY2_PRESS; 
		else if(KEY3==0)
			return KEY3_PRESS; 
		else if(KEY4==0)
			return KEY4_PRESS; 
	}
	else if(KEY1==1&&KEY2==1&&KEY3==1&&KEY4==1)    //无按键按下
		key=1;
	return 0;
}

KEY_Scan 函数用于扫描这 4 个 IO 口是否有按键按下。支持两种扫描方式，通过 mode 参数来设置。

当 mode 为 0 的时候，函数将不支持连续按，扫描某个按键，该按键按下之后必须要松开，才能第二次触发，否则不会再响应这个按键，这样的好处就是可以防止按一次多次触发，而坏处就是在需要长按的时候比较不合适。

当 mode 为 1 的时候，函数将支持连续按，如果某个按键一直按下，则会一直返回这个按键的键值，这样可以方便的实现长按检测。

有了 mode 这个参数，大家就可以根据自己的需要，选择不同的方式。这里要提醒大家，因为该函数里面有 static 变量，所以该函数不是一个可重入函数。可以看到该函数的消抖延时是 10ms。同时还有一点要注意的是，该函数的按键扫描是有优先级的，最优先的是 KEY1，第二优先的是 KEY2，依次排列，最后是按键 KEY4。该函数有返回值，如果有按键按下，则返回非 0 值，如果没有或者按键不正确，则返回 0。

led.h 文件内定义了 4 个 LED 灯的控制引脚宏定义。

9.3.2.3 main.c 文件

cpp 复制代码

//<<AICUBE_USER_HEADER_REMARK_BEGIN>>
/* 深圳市普中科技有限公司（PRECHIN 普中）
 * 在线视频：https://space.bilibili.com/2146492485/video
       官网：www.prechin.cn

 * 实验名称：独立按键实验
 * 
 * 接线说明：参考电路图
 * 
 * 实验现象：程序下载成功后，K1控制D1亮灭，K2控制D2亮灭，K3控制D3亮灭，K4控制D4亮灭
 * 
 * 注意事项：
 * 
 */
//<<AICUBE_USER_HEADER_REMARK_END>>


#include "config.h"                     //默认已包含stdio.h、intrins.h、ai_usb.h等头文件


//<<AICUBE_USER_INCLUDE_BEGIN>>
// 在此添加用户头文件包含  
#include "key.h"
#include "led.h"
//<<AICUBE_USER_INCLUDE_END>>


//<<AICUBE_USER_GLOBAL_DEFINE_BEGIN>>
// 在此添加用户全局变量定义、用户宏定义以及函数声明  
//<<AICUBE_USER_GLOBAL_DEFINE_END>>



////////////////////////////////////////
// 项目主函数
// 入口参数: 无
// 函数返回: 无
////////////////////////////////////////
void main(void)
{
    //<<AICUBE_USER_MAIN_INITIAL_BEGIN>>
    // 在此添加用户主函数初始化代码 
	u8 key=0;	
    //<<AICUBE_USER_MAIN_INITIAL_END>>

    SYS_Init();

    //<<AICUBE_USER_MAIN_CODE_BEGIN>>
    // 在此添加主函数中运行一次的用户代码  
    //<<AICUBE_USER_MAIN_CODE_END>>

    while (1)
    {
        //<<AICUBE_USER_MAIN_LOOP_BEGIN>>
        // 在此添加主函数中用户主循环代码
		key=KEY_Scan(0);   //扫描按键
		switch(key)
		{
			case KEY1_PRESS: LED1=!LED1;break;    
			case KEY2_PRESS: LED2=!LED2;break;   
			case KEY3_PRESS: LED3=!LED3;break;    
			case KEY4_PRESS: LED4=!LED4;break;   
		}
        //<<AICUBE_USER_MAIN_LOOP_END>>
    }
}

主函数实现功能主要初始化系统时钟及相应外设端口， while 循环内不断扫描按键，如有按键按下，控制对应 LED 亮灭。

9.4 实验现象

将程序编译下载到目标板运行，实验现象： K1 控制 D1 亮灭， K2 控制 D2 亮灭， K3 控制 D3 亮灭， K4 控制 D4 亮灭。

【普中 51-Ai8051 开发攻略】-- 第 9 章 按键控制实验

9.1 实验介绍

9.1.1 实验简介

9.1.2 实验目的

9.2 硬件设计

9.3 软件设计

9.3.1 创建和配置工程

9.3.1.1 GPIO 配置

9.3.1.2 生成工程

9.3.2 添加用户驱动代码

9.3.2.1 key.h 文件

9.3.2.2 key.c 文件

9.3.2.3 main.c 文件

9.4 实验现象

【普中 51-Ai8051 开发攻略】-- 第 9 章按键控制实验