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单片机键盘扫描之状态机实现 作者：原野之狼 日期2008.1.3 23：37 email:hugui_bj@163.com 一、概述 在编写单片机程序的过程中，键盘作为一种人机接口的实现方式，是很常用的。 而一般的实现方法大概有： 1、外接键盘扫描芯片 （例如8279，7279 等等），然后由该芯片来完成去抖、键 值读取、中断请求等功能。然后单片机响应中断并读取键值，有的时候也可以采 用轮训的方式。 2、如果按键数比较少，那么可以直接将按键接到单片机的IO 口，然后 按键取 逻辑或再送到单片机的中断管脚 （对于51 体系），单片机响应中断后再去读取 IO 口的数据。如果单片机的中断向量比较多 （例如AVR 系列的单片机，每个IO 都可以作为中断），那么也可以直接把各个按键接到各个具有中断功能的 IO 上 面。在中断处理程序中往往需要执行这样一个操作序列：延时一定时间来去抖， 如果按键有效那么等待按键释放。 这两种方法都有比较明显的缺陷： 第一种方法需要专门的外围芯片，增加成本，且一般不容易检测按键的按下、释 放以及长按键等一些事件。 第二种方法同样不容易检测按键的按下、释放以及长按键等一些事件。且采用软 件延时的方式，浪费CPU 资源，很不可取。 二、扫描式方法 鉴于以上两种方法的缺点，我们可以采用扫描式的方法来判断按键事件。 扫描方法即CPU 在一定的节奏下去扫描按键数据线上的信号，然后分析并确定按 键事件。扫描节奏一般为20MS 三、状态机 在软件工程中，有这样一个概念，即状态机。 状态机是一个抽象的概念，即把一个过程抽象为若干个状态之间的切换，这些状 态之间存在 一定的联系。 举个例子：在操作系统中有一个关于进程调度的经典论述。 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 即把进程的调度过程抽象为运行、就绪、挂起以及睡眠等状态之间的切换。 各个状态之间在满足一定条件下才能进行切换。 在状态机程序的编写中有两点需要注意： 1、过程的抽象。 2、切换的条件以及如何切换。 四、按键过程的状态机分析 众所周知，一个键按下之后的波形是这样的（假定低有效）： 在有键按下后，数据线上的信号出现一段时间的抖动，然后为低，然后当按键释 放时，信号抖动一段时间后变高。当然，在数据线为低或者为高的过程中，都有 可能出现一些很窄的干扰信号。 1、状态抽象 因此，我们对这个过程抽象为这么几个阶段： （1）、空闲状态，即数据线信号为高，这里假定为S1 状态 （2）、确认真的有键按下的状态，这里假定为S2 状态。 （3）、键按下的状态，这里假定为S3 状态。 （4）、确认真的有键释放的状态，这里假定为S4 状态。 2、状态切换 在S1 状态，如果信号线为高，那么继续保持S1 状态，如果信号线为低，那么切