矩陣式鍵盤部分連擊的處理

魯慶賓

（南陽理工學院 計算機科學與技術系，河南 南陽 473004）

鍵盤是一組按鍵的集合，是最常用的微機輸入設備。操作員可以通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)或指令，實現(xiàn)簡單的人機通信[1]。連擊是鍵盤操作中常用的方法，可以在很大程度上提高鍵盤的使用效率[2]。

在下文中，短擊是指短暫按下某鍵，時間小于500 ms，長擊是指長時間按住某鍵不放，時間超過1 s。比如，在手機鍵盤中，短擊“*”鍵則可以在輸入框中輸入該符號，長擊則鎖定鍵盤或解鎖；短擊向下箭頭則執(zhí)行一次下移操作，長擊超過一定時間則可以執(zhí)行連續(xù)的下移操作。

筆者以 STC89C51的P1口設計的4×4式鍵盤為例[3]，介紹在一個鍵盤中存在的以下3情況：一是該鍵按下只執(zhí)行單一功能；二是該鍵按下時短擊執(zhí)行該鍵第一功能，長擊執(zhí)行第二功能；三是該鍵按下時短擊執(zhí)行第一功能，長擊則每隔一個較短的時間連續(xù)執(zhí)行該鍵的功能。該方法在Keil C下編譯通過。

1 矩陣式鍵盤的掃描法識別原理

矩陣式鍵盤的結構如圖1所示[4]。從鍵盤的行線送出全0，讀取列線的值，如果鍵盤中有鍵按下，則相應的列線必然被拉為低電平，即讀取到列線的值不全為1，否則，當鍵盤中無鍵按下時，讀取到列線的值全為1。于是，當判斷鍵盤中無鍵按下時鍵盤掃描函數(shù)直接返回-1；有鍵按下時，需要判斷是哪一個按鍵按下，步驟為：從第0行送0，其他行送1，讀取列線的值，若讀取到的列線值不全為1，則所按下的鍵必在該行，否則，所按下的鍵不在該行，從下一行送0，其他行送1，直到最后一行。當判斷所按下按鍵在該行時，只要找到列線中輸入為0的列，行列位置即確定，對該位置進行編碼，此編碼即為插入圖1鍵值[5]。

圖1 圖4×4矩陣鍵盤接口Fig.1 Keyboard interface of 4×4 matrix

掃描得到鍵值[的函數(shù)如下：

2 鍵的處理

鍵的處理流程圖如圖2所示。

圖2 按鍵處理流程圖Fig.2 Flow chart of keys processing

在以下的方法中，定義了兩個全局變量：

1）KeyStatus：按鍵按下后的狀態(tài)。程序中置了3狀態(tài)：①時去抖狀態(tài)，程序中使用狀態(tài)0；②擊狀態(tài)，程序中使用狀態(tài)1；③擊后連續(xù)執(zhí)行某一功能狀態(tài)，程序中使用狀態(tài)2。

2）在按鍵狀態(tài)0時，時間達到15 ms，去抖完成，執(zhí)行按鍵的第一功能，進入狀態(tài)1。當狀態(tài)1時間達到1 000 s，需要執(zhí)行第二功能的按鍵執(zhí)行第二功能，需要連續(xù)執(zhí)行某一功能的按鍵再次執(zhí)行一次第一功能，轉讓狀態(tài)2。當狀態(tài)2時間每到一次100 s，需要連續(xù)執(zhí)行某一功能的按鍵再次執(zhí)行一次第一功能。

按鍵執(zhí)行第一功能和連續(xù)執(zhí)行的函數(shù)假定為void KeyFirstFunction（unsigned char）；執(zhí)行第二功能的函數(shù)假定為void KeySecondFunction（unsigned char）；定時器 0 中斷服務程序為void T0IntServe（）；假定振蕩頻率為 12 MHz，定時時間為1 ms，程序代碼如下：

3 結 論

該方法的特點：

1）按鍵的處理只是在每次循環(huán)時掃描一下有沒有鍵按下，根據(jù)按鍵按下的時間確定當前按鍵的狀態(tài)。既沒有常規(guī)按鍵處理中的使用延時去抖，也沒有在等待按鍵釋放過程中的循環(huán)處理，避免了CPU在延時過程中什么事情也不干的問題，提高了CPU的使用效率。

2）根據(jù)按鍵按下的時間和各按鍵的功能設置其執(zhí)行的指令，巧妙解決了多個按鍵在連擊時處理方法復雜的問題，結構簡單、條理清晰。

經(jīng)過在多個項目中的實際證明，用這種方法不但可以快速有效地處理按鍵功能，而且程序稍加調整后，可以在定時中斷中掃描按鍵，另外定時器也可以作為時基產(chǎn)生器產(chǎn)生程序運行所需的時標。

[1]吳國經(jīng).單片機應用技術[M].北京：中國電力出版社，2004.

[2]李全利，遲榮強.單片機原理及接口技術[M].北京：高等教育出版社，2004.

[3]許泳龍.單片機原理及應用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.

[4]張毅剛.MCS-計[M].哈爾濱：哈工大出版社，2004.

[5]李朝青.單片機原理及接口技術[M].北京：北京航空航天大學出版社，2006.

[6]周國運.單片機原理及應用[M].C語言版.北京：中國水利水電出版社，2009.