矩阵式键盘部分连击的处理

鲁庆宾

（南阳理工学院 计算机科学与技术系，河南 南阳 473004）

键盘是一组按键的集合，是最常用的微机输入设备。操作员可以通过键盘输入数据或指令，实现简单的人机通信[1]。连击是键盘操作中常用的方法，可以在很大程度上提高键盘的使用效率[2]。

在下文中，短击是指短暂按下某键，时间小于500 ms，长击是指长时间按住某键不放，时间超过1 s。比如，在手机键盘中，短击“*”键则可以在输入框中输入该符号，长击则锁定键盘或解锁；短击向下箭头则执行一次下移操作，长击超过一定时间则可以执行连续的下移操作。

笔者以 STC89C51的P1口设计的4×4式键盘为例[3]，介绍在一个键盘中存在的以下3情况：一是该键按下只执行单一功能；二是该键按下时短击执行该键第一功能，长击执行第二功能；三是该键按下时短击执行第一功能，长击则每隔一个较短的时间连续执行该键的功能。该方法在Keil C下编译通过。

1 矩阵式键盘的扫描法识别原理

矩阵式键盘的结构如图1所示[4]。从键盘的行线送出全0，读取列线的值，如果键盘中有键按下，则相应的列线必然被拉为低电平，即读取到列线的值不全为1，否则，当键盘中无键按下时，读取到列线的值全为1。于是，当判断键盘中无键按下时键盘扫描函数直接返回-1；有键按下时，需要判断是哪一个按键按下，步骤为：从第0行送0，其他行送1，读取列线的值，若读取到的列线值不全为1，则所按下的键必在该行，否则，所按下的键不在该行，从下一行送0，其他行送1，直到最后一行。当判断所按下按键在该行时，只要找到列线中输入为0的列，行列位置即确定，对该位置进行编码，此编码即为插入图1键值[5]。

图1 图4×4矩阵键盘接口Fig.1 Keyboard interface of 4×4 matrix

扫描得到键值[的函数如下：

2 键的处理

键的处理流程图如图2所示。

图2 按键处理流程图Fig.2 Flow chart of keys processing

在以下的方法中，定义了两个全局变量：

1）KeyStatus：按键按下后的状态。程序中置了3状态：①时去抖状态，程序中使用状态0；②击状态，程序中使用状态1；③击后连续执行某一功能状态，程序中使用状态2。

2）在按键状态0时，时间达到15 ms，去抖完成，执行按键的第一功能，进入状态1。当状态1时间达到1 000 s，需要执行第二功能的按键执行第二功能，需要连续执行某一功能的按键再次执行一次第一功能，转让状态2。当状态2时间每到一次100 s，需要连续执行某一功能的按键再次执行一次第一功能。

按键执行第一功能和连续执行的函数假定为void KeyFirstFunction（unsigned char）；执行第二功能的函数假定为void KeySecondFunction（unsigned char）；定时器 0 中断服务程序为void T0IntServe（）；假定振荡频率为 12 MHz，定时时间为1 ms，程序代码如下：

3 结 论

该方法的特点：

1）按键的处理只是在每次循环时扫描一下有没有键按下，根据按键按下的时间确定当前按键的状态。既没有常规按键处理中的使用延时去抖，也没有在等待按键释放过程中的循环处理，避免了CPU在延时过程中什么事情也不干的问题，提高了CPU的使用效率。

2）根据按键按下的时间和各按键的功能设置其执行的指令，巧妙解决了多个按键在连击时处理方法复杂的问题，结构简单、条理清晰。

经过在多个项目中的实际证明，用这种方法不但可以快速有效地处理按键功能，而且程序稍加调整后，可以在定时中断中扫描按键，另外定时器也可以作为时基产生器产生程序运行所需的时标。

[1]吴国经.单片机应用技术[M].北京：中国电力出版社，2004.

[2]李全利，迟荣强.单片机原理及接口技术[M].北京：高等教育出版社，2004.

[3]许泳龙.单片机原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2005.

[4]张毅刚.MCS-计[M].哈尔滨：哈工大出版社，2004.

[5]李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.

[6]周国运.单片机原理及应用[M].C语言版.北京：中国水利水电出版社，2009.