資料介紹
一般的按鍵驅(qū)動程序通常非常簡單。在程序中一旦檢測到按鍵輸入口為低電平時,就采用軟件延時10 ms后再次檢測按鍵輸入口。如果仍然是低電平則表示有按鍵按下,便轉(zhuǎn)入執(zhí)行按鍵處理程序;否則,當按鍵輸入口為高電平,就會放棄本次按鍵的檢測,重新開始一次按鍵檢測過程。這種方式不僅由于采用了軟件延時而使得MCU的效率降低,同時也不容易同系統(tǒng)中其他功能模塊協(xié)調(diào)工作,且系統(tǒng)的實時性也差。本文把單個按鍵作為一個簡單的系統(tǒng),根據(jù)狀態(tài)機的原理對其動作的操作和確認的過程進行分析,并用狀態(tài)圖表示出來,然后根據(jù)狀態(tài)圖編寫出按鍵接口程序。
1 基于狀態(tài)機的簡單按鍵驅(qū)動設計
在一個嵌入式系統(tǒng)中,按鍵的操作是隨機的。為了提高CPU的工作效率,在設計按鍵驅(qū)動的時候,利用S3C2440的外部中斷來實現(xiàn)對按鍵的處理。很明顯,系統(tǒng)的輸入信號與按鍵連接的I/O口電平,“1”表示按鍵處于開放狀態(tài),“0”表示按鍵處于閉合狀態(tài)。而系統(tǒng)的輸出信號則表示檢測和確認到一次按鍵的閉合操作,用“1”表示。
圖1給出了一個簡單按鍵狀態(tài)機的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。
在圖中,將1次按鍵完整的操作分解為3個狀態(tài)。其中,狀態(tài)0為按鍵的初始狀態(tài),當按鍵輸入為“1”時,表示按鍵處于開放,輸出“0”(I/0),下一狀態(tài)仍為狀態(tài)0;當按鍵輸入為“0”時,表示按鍵閉合,但輸出還是“0”(沒有經(jīng)過消抖,不能確認按鍵真正按下),下一狀態(tài)進入狀態(tài)1。
狀態(tài)1為按鍵閉合確認狀態(tài),它表示在10 ms前按鍵為閉合的,因此當再次檢測到按鍵輸入為“0”時,可以確認按鍵被按下了(經(jīng)過10 ms的消抖);輸出“1”則表示確認按鍵閉合(0/1),下一狀態(tài)進入狀態(tài)2。而當再次檢測到按鍵的輸入為“1”時,表示按鍵可能處在抖動干擾;輸出為“0”(I/0),下一狀態(tài)返回到狀態(tài)0。這樣,利用狀態(tài)1,實現(xiàn)了按鍵的消抖處理。狀態(tài)2為等待按鍵釋放狀態(tài),因為只有等按鍵釋放后,一次完整的按鍵操作過程才算完成。
對圖1的分析可知,在一次按鍵操作的整個過程中,按鍵的狀態(tài)是從狀態(tài)0→狀態(tài)1→狀態(tài)2,最后返回到狀態(tài)0的,并且在整個過程中,按鍵的輸出信號僅在狀態(tài)1時給出了唯一的一次確認按鍵閉合的信號“1”,其他狀態(tài)均輸出“0”。因此,圖1狀態(tài)機所表示的按鍵系統(tǒng),不僅克服了按鍵抖動的問題,同時也確保在一次按鍵的整個過程中,系統(tǒng)只輸出一次按鍵閉合信號(“1”)。
2 具有連發(fā)功能的按鍵驅(qū)動設計
上面介紹的是最簡單的情況,不管按鍵被按下的時間保持多長,在這個按鍵的整個過程中都只給出了一次確認的輸出。但是有些場合為了方便使用者,根據(jù)使用者按按鍵的時間多少來確定是否按鍵“連發(fā)”。例如,在設置時鐘時,按按鍵的時間較短時,設置加1;按按鍵時間較長時,設置加10,這時就需要根據(jù)按按鍵的時間長短來確定具體輸出。圖2是將按鍵驅(qū)動設計為具有連發(fā)功能狀態(tài)機的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。
當按鍵按下后1 s內(nèi)釋放了,系統(tǒng)輸出為1;當按鍵按下后1 s沒有釋放,那么以后每隔0.5 s,輸出為2,直到按鍵釋放為止。如果系統(tǒng)輸出1,應用程序?qū)⒆兞考?;如果系統(tǒng)輸出2,應用程序?qū)⒆兞考?0。這樣按鍵驅(qū)動就有了處理連發(fā)按鍵的功能了。
1 基于狀態(tài)機的簡單按鍵驅(qū)動設計
在一個嵌入式系統(tǒng)中,按鍵的操作是隨機的。為了提高CPU的工作效率,在設計按鍵驅(qū)動的時候,利用S3C2440的外部中斷來實現(xiàn)對按鍵的處理。很明顯,系統(tǒng)的輸入信號與按鍵連接的I/O口電平,“1”表示按鍵處于開放狀態(tài),“0”表示按鍵處于閉合狀態(tài)。而系統(tǒng)的輸出信號則表示檢測和確認到一次按鍵的閉合操作,用“1”表示。
圖1給出了一個簡單按鍵狀態(tài)機的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。
在圖中,將1次按鍵完整的操作分解為3個狀態(tài)。其中,狀態(tài)0為按鍵的初始狀態(tài),當按鍵輸入為“1”時,表示按鍵處于開放,輸出“0”(I/0),下一狀態(tài)仍為狀態(tài)0;當按鍵輸入為“0”時,表示按鍵閉合,但輸出還是“0”(沒有經(jīng)過消抖,不能確認按鍵真正按下),下一狀態(tài)進入狀態(tài)1。
狀態(tài)1為按鍵閉合確認狀態(tài),它表示在10 ms前按鍵為閉合的,因此當再次檢測到按鍵輸入為“0”時,可以確認按鍵被按下了(經(jīng)過10 ms的消抖);輸出“1”則表示確認按鍵閉合(0/1),下一狀態(tài)進入狀態(tài)2。而當再次檢測到按鍵的輸入為“1”時,表示按鍵可能處在抖動干擾;輸出為“0”(I/0),下一狀態(tài)返回到狀態(tài)0。這樣,利用狀態(tài)1,實現(xiàn)了按鍵的消抖處理。狀態(tài)2為等待按鍵釋放狀態(tài),因為只有等按鍵釋放后,一次完整的按鍵操作過程才算完成。
對圖1的分析可知,在一次按鍵操作的整個過程中,按鍵的狀態(tài)是從狀態(tài)0→狀態(tài)1→狀態(tài)2,最后返回到狀態(tài)0的,并且在整個過程中,按鍵的輸出信號僅在狀態(tài)1時給出了唯一的一次確認按鍵閉合的信號“1”,其他狀態(tài)均輸出“0”。因此,圖1狀態(tài)機所表示的按鍵系統(tǒng),不僅克服了按鍵抖動的問題,同時也確保在一次按鍵的整個過程中,系統(tǒng)只輸出一次按鍵閉合信號(“1”)。
2 具有連發(fā)功能的按鍵驅(qū)動設計
上面介紹的是最簡單的情況,不管按鍵被按下的時間保持多長,在這個按鍵的整個過程中都只給出了一次確認的輸出。但是有些場合為了方便使用者,根據(jù)使用者按按鍵的時間多少來確定是否按鍵“連發(fā)”。例如,在設置時鐘時,按按鍵的時間較短時,設置加1;按按鍵時間較長時,設置加10,這時就需要根據(jù)按按鍵的時間長短來確定具體輸出。圖2是將按鍵驅(qū)動設計為具有連發(fā)功能狀態(tài)機的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。
當按鍵按下后1 s內(nèi)釋放了,系統(tǒng)輸出為1;當按鍵按下后1 s沒有釋放,那么以后每隔0.5 s,輸出為2,直到按鍵釋放為止。如果系統(tǒng)輸出1,應用程序?qū)⒆兞考?;如果系統(tǒng)輸出2,應用程序?qū)⒆兞考?0。這樣按鍵驅(qū)動就有了處理連發(fā)按鍵的功能了。
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