吴坚鸿
拥有多年电子开发经验，功力深厚，目前经营独立工作室。
主攻PIC，瑞萨，STC，51系列等各类单片机的开发，擅长使用VHDL语言开发CPLD，精通使用VC,VB开发电脑上位机软件。
本文作者认为传授单片机技术最好要有一个学习板作为硬件平台，即使没有硬件平台，至少每个程序也要有相对应的硬件原理图。但在本文当中作者将所有的硬件原理都用中文来描述，尽可能确保读者看文字就知道硬件电路大概的原理。
文章中所有程序都是用C语言并且基于PIC单片机，因为对于读者来说，所有单片机的C语言都大同小异，只要学会一种，其他的都懂了。而相对的，程序侧重点转移到了教大家编程的模式与框架上。
本文文章每一节的程序里主要包含两方面的内容。一方面是程序框架，另一方面是项目中所遇到的某个具体技术难题的解决方法。
一)按键行列扫描与蜂鸣器
(1)技术体会：在行列式扫描结构的薄膜按键里，干扰很大，按键扫描程序非常讲究，尤其是去抖动的处理。
(2)功能需求：每按一个按键，蜂鸣器就响一次。
(3)硬件原理：
(a)用4个IO来做2X2按键行列扫描，其中作为输入的2个IO口必须接上拉电阻20K左右。
(b)用1个IO经过8050三极管来驱动有源蜂鸣器，有源蜂鸣器通电就一直响，断电就停止。而无源蜂鸣器是要靠断断续续的开关信号来驱动才能响，就是要频率来驱动。
(4)源码适合的单片机:PIC18F4620,晶振为22.1184MHz
(5)源代码讲解如下：
#include
//补充说明：吴坚鸿程序风格是这样的，凡是输出IO后缀都是_dr,凡是输入的//IO后缀都//是_sr
#define beep_dr LATA1 //蜂鸣器输出
#define key_dr1 LATB3 //2X2按键行输出
#define key_dr2 LATB4 //2X2按键行输出
#define key_sr1 RB6 //2X2按键行输入
#define key_sr2 RB7 //2X2按键行输入
//补充说明：吴坚鸿程序风格是这样的，凡是做延时计数阀值的常量
//前缀都用cnt_表示。
#define cnt_delay_cnt1 25 //按键去抖动延时阀值
#define cnt_delay_cnt2 5 //按键行输出信号稳定的小延时阀值
#define cnt_voice_time 60 //蜂鸣器响的声音长短的延时阀值
void delay1(unsigned int de) ;//小延时程序，时间不宜太长，因为内部没有喂看门狗
//补充说明：吴坚鸿程序风格是这样的，凡是按键扫描函数都放在定时中
//断里，凡是按键服务程序都是放在main函数循环里。有人说不应该把子程序//放在中断里，别听他们，信鸿哥无坎坷。
void key_scan(); //按键扫描函数,放在定时中断里
void key_service(); //按键服务函数，放在main函数循环里
//补充说明：吴坚鸿程序风格是这样的，凡是switch()语句括号里面的变量名
//后缀都用_step表示。
unsigned char key_step=1; //按键扫描步骤变量，在switch()语句的括号里
//补充说明：吴坚鸿程序风格是这样的，凡是按键或者感应输入的自锁变量名
//后缀都用_lock表示。
unsigned char key_lock1=0; //按键自锁标志
//补充说明：吴坚鸿程序风格是这样的，凡是计数器延时的变量
//后缀都用_cnt表示。
unsigned int delay_cnt1=0; //延时计数器的变量
unsigned int delay_cnt2=0; //延时计数器的变量
unsigned int voice_time_cnt; //蜂鸣器响的声音长短的计数延时
//补充说明：吴坚鸿程序风格是这样的，凡是做类型的变量的分类
//后缀都用_sec表示。
Unsigned char key_sec=0; //哪个按键被触发
//主程序
main()
{
ADCON0=0x00;
ADCON1=0x0f; //全部为数字信号
ADCON2=0xa1; //右对齐
RBPU=0; //上拉电阻
SSPEN=0; //决定RA5不作为串口
TRISB3=0; //配置按键行扫描IO为输出
TRISB4=0; //配置按键行扫描IO为输出
TRISB6=1; //配置按键列扫描IO为输入
TRISB7=1; //配置按键列扫描IO为输入
T1CON=0x24; //定时器中断配置
TMR1H=0xF5;
TMR1L=0x5F;
TMR1IF=0;
TMR1IE=1;
TMR1ON=1;
TMR1IE=1;
//补充说明，以上的内容为寄存器配置，每种不同的单片机会有点差异，
//大家不用过度关注以上寄存器的配置,只要知道有这么一回事即可
beep_dr=0; //关蜂鸣器,上电初始化IO
while(1)
{
CLRWDT(); //喂看门狗，大家不用过度关注此行
key_service(); //按键服务
}
}
void key_scan() //按键扫描函数
{
//补充说明：如果中断一次就把所有的按键都扫描完，中断占用的时间片就会太多，势//必会影响main函数里其他子程序的运行，为了避免一口气把所//的按键都扫描完，此
//处用switch语句把4个按键分成2等分，一次中断只扫描2个按键
switch(key_step) //按键扫描步骤，
{
case 1: //扫描1号键，2号键
key_dr1=0; //按键行扫描输出第一行低电平
key_dr2=1;
delay_cnt2=0; //延时计数器清零
key_step++; //切换到下一个运行步骤
break;
case 2:
delay_cnt2++;
if(delay_cnt2>cnt_delay_cnt2) //小延时，但不是去抖动延时，替代一直受网友争议的delay1(40)
{
delay_cnt2=0;
key_step++; //切换到下一个运行步骤
}
break;
case 3:
if(key_sr1==1&&key_sr2==1)
{ //如果没有按键按下，则2个IO输入都是高电平
key_step++; //如果没有按键按下，下一个中断扫描下2个
//按键
key_lock1=0; //按键自锁标志清零
delay_cnt1=0; //按键去抖动延时计数器清零，此行非常巧妙
}
Else if(key_sr1==0&&key_sr2==1&&key_lock1==0)
{ // key_lock1按键自锁，避免按键一直触发，下降沿有效
++delay_cnt1; //延时计数器
//补充说明:有按键触发之后，不要马上响应，要延时一段时间去抖动，此处本人设计非常
//巧妙，很多人仅仅知道按键延时的时候要保证还能去处理别的程序，这样是还不够的，
//在延时去抖动的时候，还必须要监控延时这段时间里，按键IO输入口是否会由于受到某//种干扰突然由低变成高，如果一旦变成高，那么延时计数器delay_cnt1必须重新清零
//我当年就是因为这样处理，把卖给富士康100台受干扰死机的设备修好了，老板马上
//给我加薪1000元。
if(delay_cnt1>cnt_delay_cnt1) //延时计数器超过一定的数值
{
delay_cnt1=0;
key_lock1=1; //自锁按键置位,避免一直触发,只有松开按键，
//此标志位才会被清零
key_sec=1; //触发1号键
}
}
else if(key_sr1==1&&key_sr2==0&&key_lock1==0)
{
++delay_cnt1;
if(delay_cnt1>cnt_delay_cnt1)
{
delay_cnt1=0;
key_lock1=1; //自锁按键置位,避免一直触发
key_sec=2; //触发2号键
}
}
break;
case 4: //扫描//扫描3号键，4号键
key_dr1=1;
key_dr2=0; //按键行扫描输出第二行低电平
delay_cnt2=0; //延时计数器清零
key_step++; //切换到下一个运行步骤
break;
case 5:
delay_cnt2++;
if(delay_cnt2>cnt_delay_cnt2) //小延时，但不是去抖动延时，替代一直受网友争议的delay1(40)
{
delay_cnt2=0;
key_step++; //切换到下一个运行步骤
}
break;
case 6:
if(key_sr1==1&&key_sr2==1)
{
key_step++;
key_lock1=0;
delay_cnt1=0;
}
Else if(key_sr1==0&&key_sr2==1&&key_lock1==0)
{
++delay_cnt1;
if(delay_cnt1>cnt_delay_cnt1)
{
delay_cnt1=0;
key_lock1=1;
key_sec=3; //触发3号键
}
}
else if(key_sr1==1&&key_sr2==0&&key_lock1==0)
{
++delay_cnt1;
if(delay_cnt1>cnt_delay_cnt1)
{
delay_cnt1=0;
key_lock1=1; //自锁按键置位,避免一直触发
key_sec=4; //触发4号键
}
}
break;
}
if(key_step>6) //第1组按键与第2组按键反复轮流扫描
{
key_step=1;
}
}
void key_service() //按键服务函数
{
switch(key_sec) //按键服务状态切换
{
case 1:// 1号键
// 补充说明:voice_time_cnt只要不为0蜂鸣器就会响，中断里判断voice_time_cnt不为0
//时，会不断自减，一直到它为0时，自动把蜂鸣器关闭
voice_time_cnt= cnt_voice_time; //蜂鸣器响“滴”一声就停
key_sec=0; //相应完按键处理程序之后，把按键选择变量清零，
//避免一直触发
break;
case 2:// 2号键
voice_time_cnt= cnt_voice_time; //蜂鸣器响“滴”一声就停
key_sec=0; //相应完按键处理程序之后，把按键选择变量清零，
//避免一直触发
break;
case 3://3号键
voice_time_cnt= cnt_voice_time; //蜂鸣器响“滴”一声就停
key_sec=0; //相应完按键处理程序之后，把按键选择变量清零，
//避免一直触发
break;
case 4://4号键
voice_time_cnt= cnt_voice_time; //蜂鸣器响“滴”一声就停
key_sec=0; //相应完按键处理程序之后，把按键选择变量清零，
//避免一直触发
break;
}
}
//中断
void interrupt timer1rbint(void)
{
if(TMR1IE==1&&TMR1IF==1) //定时中断
{
TMR1IF=0; //定时中断标志位关闭
TMR1ON=0; //定时中断开关关闭
key_scan(); //按键扫描函数
if(voice_time_cnt) //控制蜂鸣器声音的长短
{
beep_dr=1; //蜂鸣器响
--voice_time_cnt; //蜂鸣器响的声音长短的计数延时
}
else
{
beep_dr=0; //蜂鸣器停止
}
TMR1H=0xF5; //重新设置定时时间间隔
TMR1L=0x5F;
TMR1ON=1; //定时中断开关打开
}
}
void delay1(unsigned int de)
{
unsigned int t;
for(t=0;t
}
(6)小结：
以上是我常用的编程结构。后续我做的所有项目基本上是这样一种编程结构。这一节技术上要特别重视按键扫描。有按键触发之后，不要马上响应，要延时一段时间去抖动，此处本人设计非常巧妙，很多人仅仅知道按键延时的时候要保证还能去处理别的程序，这样是还不够的，在延时去抖动的时候，还必须要监控延时这段时间里，按键IO输入口是否会由于受到某种干扰突然由低变成高，如果一旦变成高，那么延时计数器delay_cnt1必须重新清零，我当年就是因为这样处理，把卖给富士康100台受干扰死机的设备修好了，老板马上给我加薪1000元。
待续
