單按鍵值的單次增加和連續(xù)增加的軟件實現(xiàn)

楊永明

(湖北民族學(xué)院 理學(xué)院，湖北 恩施 445000)

在儀器儀表中，經(jīng)常需要設(shè)置一些參數(shù).在硬件設(shè)計方案上，很多儀表采用三按鍵的硬件方案，如圖1所示，即一個功能鍵，一個上調(diào)鍵，一個下調(diào)鍵.功能鍵用來選擇要設(shè)置的參數(shù)，上調(diào)和下調(diào)鍵分別用來使參數(shù)增加和減少.在軟件設(shè)計方案上，常常采用兩種方案(以增加參數(shù)值為例)：一種方案是功能鍵按下并抬起一次，選擇一個要設(shè)置的參數(shù)，然后按下并抬起上調(diào)鍵，被設(shè)置的參數(shù)增加某一值.當(dāng)被設(shè)置的參數(shù)值范圍比較大時，這種方案就顯得費時費力.另一種方案是功能鍵按下并抬起一次，選擇一個要設(shè)置的參數(shù)，按下上調(diào)鍵時，參數(shù)值開始以某一速度不斷增加.若增加的速度慢，則當(dāng)被設(shè)置的參數(shù)值范圍比較大時，這種方案費時；若增加的速度快，則這種方案很難準(zhǔn)確地將參數(shù)設(shè)置成某一特定值[1～3].

圖1 三按鍵硬件電路

針對上述問題，少數(shù)儀表廠家的解決方法是：設(shè)置兩個上調(diào)鍵，其中一個按鍵作為單次增加按鍵，即按下并抬起該鍵，被設(shè)置的參數(shù)增加某一值；另一個按鍵作為連續(xù)增加按鍵，即按下該鍵，被設(shè)置的參數(shù)連續(xù)增加，抬起時停止增加.這種方案解決了上述參數(shù)設(shè)置費時費力的問題，但當(dāng)前很多儀表在功能上和體積上都有很高要求， CPU的IO口顯得緊缺，所以這種方案受到儀表硬件資源和體積的限制.

本文提出了一種方案，在不多占用CPU的IO口的情況下解決了上述問題.當(dāng)按下并在規(guī)定時間(可在程序中修改)內(nèi)抬起上調(diào)鍵，被設(shè)置的參數(shù)增加某一值，當(dāng)按下上調(diào)鍵超過規(guī)定時間后，參數(shù)值開始連續(xù)快速增加(增加速度可在程序中可修改)，此過程中若抬起該鍵，參數(shù)值則停止增加.當(dāng)要將參數(shù)設(shè)置為某一特定值時，可以先按下上調(diào)鍵讓參數(shù)連續(xù)增加，當(dāng)參數(shù)接近該值時抬起按鍵，然后單次反復(fù)按上調(diào)鍵，直到參數(shù)值變?yōu)檫@一特定值.

圖2 設(shè)計思路

圖3 程序流程

1 設(shè)計思路

實現(xiàn)一個按鍵使值既能單次增加又能連續(xù)增加的基本思路是：設(shè)置一個時間閥門，當(dāng)按下鍵的保持時間未超過時間閥值時，程序執(zhí)行單次增加動作；當(dāng)按下鍵的保持時間超過時間閥值時，程序執(zhí)行連續(xù)增加動作直到按鍵抬起.此過程可用圖2表示[4,5].

2 設(shè)計過程

完成該功能最核心的部分在于對按鍵按下后的保持時間進(jìn)行計時，根據(jù)保持時間的不同來決定執(zhí)行值的單次增加或連續(xù)增加.因此，我們可以定義一個變量key_keep_timer，用來記錄按鍵按下的保持時間.另外需要定義一個參數(shù)增加方式的標(biāo)志auto_value_change_f，用來記錄當(dāng)前參數(shù)增加的方式是單次增加(auto_value_change_f為0時)還是連續(xù)增加(auto_value_change_f為1時)，默認(rèn)為單次增加.程序每次檢測到按鍵為松開狀態(tài)時，會對key_keep_timer進(jìn)行初始化，執(zhí)行判斷按鍵的程序時，若按鍵狀態(tài)為按下，則key_keep_timer不斷減1，當(dāng)key_keep_timer減到零后置位auto_value_change_f，即按鍵按下后的保持時間已經(jīng)達(dá)到時間閥值，參數(shù)增加方式變?yōu)檫B續(xù)增加.此后程序只要檢測到auto_value_change_f為1，則參數(shù)值就加1[6,7].

在參數(shù)連續(xù)增加的過程中若檢測到按鍵松開，則復(fù)位auto_value_change_f將參數(shù)增加方式變?yōu)閱未卧黾?需要注意的是在參數(shù)連續(xù)增加模式下，需要定義一個參數(shù)增加快慢的計時變量(連續(xù)增加間隔計數(shù)器)，用它來決定參數(shù)增加的快慢.

在對按鍵按下保持時間進(jìn)行計時的過程中，若按鍵松開，則停止計時并直接使參數(shù)加1，完成單次參數(shù)的增加.

程序流程圖如圖3，其中up_key為上調(diào)按鍵輸入引腳，10 ms延時用來去抖動.

3 程序代碼

完成該功能的程序代碼如下，代碼采用C語言編寫，代碼中對按鍵按下后的保持時間計時用了3個變量，key_keep_time、key_keep_time1以及key_keep_time2[8].

if(up_k==0) //加按鈕按下

{

delay10ms(); //防抖動

while(up_k==0&&auto_value_change_f==0)//當(dāng)按鈕按下并且加減狀態(tài)不是自動狀態(tài)時,開始計時,計時到時開始自動加減

{

if(key_keep_time1--==0) //按鍵連續(xù)按下3s計時

{

key_keep_time1=20;

if(key_keep_time2--==0)

{

key_keep_time2=20;

if(key_keep_time--==0) //自動加減計時到時,把自動加減標(biāo)志置1

{

auto_value_change_f=1;

}

}

}

}

if(up_k==1) //在自動加減過程中,松開按鈕后,恢復(fù)正常狀態(tài)

{

key_keep_time=key_keep_time_const;

key_keep_time1=20;

key_keep_time2=20;

auto_value_change_f=0;

}

if(--button_delay==0||auto_value_change_f==0)//自動加減狀態(tài)時,兩次加減之間會有延遲,延遲時間到后加1

{

button_delay=button_delay_time;

s1+=1; //參數(shù)加1

}

}

4 運行效果對比

本程序的驗證過程在89c51單片機上進(jìn)行，單片機系統(tǒng)外圍器件有4位LED顯示及兩個按鍵，LED用來實時顯示參數(shù)值，兩個按鍵分別用來調(diào)節(jié)參數(shù)增加和參數(shù)減少.需要修改的參數(shù)為s1，修改范圍為1～1000.在實驗前編寫了3段程序，第一段程序中按鍵只有單次增加和減少功能；第二段程序中按鍵只有連續(xù)增加和減少功能，為了能精確設(shè)置某一具體參數(shù)，將參數(shù)增加一次的時間設(shè)置為0.3 s；第三段程序按本文所提出的方法進(jìn)行設(shè)計，連續(xù)增加時，參數(shù)增加一次的時間為0.03 s.分別用三段程序進(jìn)行實驗，將s1從1調(diào)整到499，得出的實驗結(jié)果如表1.

表1 實驗結(jié)果

從實驗結(jié)果可以看出，若參數(shù)變化范圍較大、按鍵同時具備單次增加和連續(xù)增加功能時，將大大節(jié)省參數(shù)設(shè)置時間.

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