吳堅鴻
擁有多年電子開發經驗，功力深厚，目前經營獨立工作室。
主攻PIC，瑞薩，STC，51系列等各類單片機的開發，擅長使用VHDL語言開發CPLD，精通使用VC,VB開發電腦上位機軟件。
本文作者認為傳授單片機技術最好要有一個學習板作為硬件平臺，即使沒有硬件平臺，至少每個程序也要有相對應的硬件原理圖。但在本文當中作者將所有的硬件原理都用中文來描述，盡可能確保讀者看文字就知道硬件電路大概的原理。
文章中所有程序都是用C語言并且基于PIC單片機，因為對于讀者來說，所有單片機的C語言都大同小異，只要學會一種，其他的都懂了。而相對的，程序側重點轉移到了教大家編程的模式與框架上。
本文文章每一節的程序里主要包含兩方面的內容。一方面是程序框架，另一方面是項目中所遇到的某個具體技術難題的解決方法。
一)按鍵行列掃描與蜂鳴器
(1)技術體會：在行列式掃描結構的薄膜按鍵里，干擾很大，按鍵掃描程序非常講究，尤其是去抖動的處理。
(2)功能需求：每按一個按鍵，蜂鳴器就響一次。
(3)硬件原理：
(a)用4個IO來做2X2按鍵行列掃描，其中作為輸入的2個IO口必須接上拉電阻20K左右。
(b)用1個IO經過8050三極管來驅動有源蜂鳴器，有源蜂鳴器通電就一直響，斷電就停止。而無源蜂鳴器是要靠斷斷續續的開關信號來驅動才能響，就是要頻率來驅動。
(4)源碼適合的單片機:PIC18F4620,晶振為22.1184MHz
(5)源代碼講解如下：
#include
//補充說明：吳堅鴻程序風格是這樣的，凡是輸出IO后綴都是_dr,凡是輸入的//IO后綴都//是_sr
#define beep_dr LATA1 //蜂鳴器輸出
#define key_dr1 LATB3 //2X2按鍵行輸出
#define key_dr2 LATB4 //2X2按鍵行輸出
#define key_sr1 RB6 //2X2按鍵行輸入
#define key_sr2 RB7 //2X2按鍵行輸入
//補充說明：吳堅鴻程序風格是這樣的，凡是做延時計數閥值的常量
//前綴都用cnt_表示。
#define cnt_delay_cnt1 25 //按鍵去抖動延時閥值
#define cnt_delay_cnt2 5 //按鍵行輸出信號穩定的小延時閥值
#define cnt_voice_time 60 //蜂鳴器響的聲音長短的延時閥值
void delay1(unsigned int de) ;//小延時程序，時間不宜太長，因為內部沒有喂看門狗
//補充說明：吳堅鴻程序風格是這樣的，凡是按鍵掃描函數都放在定時中
//斷里，凡是按鍵服務程序都是放在main函數循環里。有人說不應該把子程序//放在中斷里，別聽他們，信鴻哥無坎坷。
void key_scan(); //按鍵掃描函數,放在定時中斷里
void key_service(); //按鍵服務函數，放在main函數循環里
//補充說明：吳堅鴻程序風格是這樣的，凡是switch()語句括號里面的變量名
//后綴都用_step表示。
unsigned char key_step=1; //按鍵掃描步驟變量，在switch()語句的括號里
//補充說明：吳堅鴻程序風格是這樣的，凡是按鍵或者感應輸入的自鎖變量名
//后綴都用_lock表示。
unsigned char key_lock1=0; //按鍵自鎖標志
//補充說明：吳堅鴻程序風格是這樣的，凡是計數器延時的變量
//后綴都用_cnt表示。
unsigned int delay_cnt1=0; //延時計數器的變量
unsigned int delay_cnt2=0; //延時計數器的變量
unsigned int voice_time_cnt; //蜂鳴器響的聲音長短的計數延時
//補充說明：吳堅鴻程序風格是這樣的，凡是做類型的變量的分類
//后綴都用_sec表示。
Unsigned char key_sec=0; //哪個按鍵被觸發
//主程序
main()
{
ADCON0=0x00;
ADCON1=0x0f; //全部為數字信號
ADCON2=0xa1; //右對齊
RBPU=0; //上拉電阻
SSPEN=0; //決定RA5不作為串口
TRISB3=0; //配置按鍵行掃描IO為輸出
TRISB4=0; //配置按鍵行掃描IO為輸出
TRISB6=1; //配置按鍵列掃描IO為輸入
TRISB7=1; //配置按鍵列掃描IO為輸入
T1CON=0x24; //定時器中斷配置
TMR1H=0xF5;
TMR1L=0x5F;
TMR1IF=0;
TMR1IE=1;
TMR1ON=1;
TMR1IE=1;
//補充說明，以上的內容為寄存器配置，每種不同的單片機會有點差異，
//大家不用過度關注以上寄存器的配置,只要知道有這么一回事即可
beep_dr=0; //關蜂鳴器,上電初始化IO
while(1)
{
CLRWDT(); //喂看門狗，大家不用過度關注此行
key_service(); //按鍵服務
}
}
void key_scan() //按鍵掃描函數
{
//補充說明：如果中斷一次就把所有的按鍵都掃描完，中斷占用的時間片就會太多，勢//必會影響main函數里其他子程序的運行，為了避免一口氣把所//的按鍵都掃描完，此
//處用switch語句把4個按鍵分成2等分，一次中斷只掃描2個按鍵
switch(key_step) //按鍵掃描步驟，
{
case 1: //掃描1號鍵，2號鍵
key_dr1=0; //按鍵行掃描輸出第一行低電平
key_dr2=1;
delay_cnt2=0; //延時計數器清零
key_step++; //切換到下一個運行步驟
break;
case 2:
delay_cnt2++;
if(delay_cnt2>cnt_delay_cnt2) //小延時，但不是去抖動延時，替代一直受網友爭議的delay1(40)
{
delay_cnt2=0;
key_step++; //切換到下一個運行步驟
}
break;
case 3:
if(key_sr1==1&&key_sr2==1)
{ //如果沒有按鍵按下，則2個IO輸入都是高電平
key_step++; //如果沒有按鍵按下，下一個中斷掃描下2個
//按鍵
key_lock1=0; //按鍵自鎖標志清零
delay_cnt1=0; //按鍵去抖動延時計數器清零，此行非常巧妙
}
Else if(key_sr1==0&&key_sr2==1&&key_lock1==0)
{ // key_lock1按鍵自鎖，避免按鍵一直觸發，下降沿有效
++delay_cnt1; //延時計數器
//補充說明:有按鍵觸發之后，不要馬上響應，要延時一段時間去抖動，此處本人設計非常
//巧妙，很多人僅僅知道按鍵延時的時候要保證還能去處理別的程序，這樣是還不夠的，
//在延時去抖動的時候，還必須要監控延時這段時間里，按鍵IO輸入口是否會由于受到某//種干擾突然由低變成高，如果一旦變成高，那么延時計數器delay_cnt1必須重新清零
//我當年就是因為這樣處理，把賣給富士康100臺受干擾死機的設備修好了，老板馬上
//給我加薪1000元。
if(delay_cnt1>cnt_delay_cnt1) //延時計數器超過一定的數值
{
delay_cnt1=0;
key_lock1=1; //自鎖按鍵置位,避免一直觸發,只有松開按鍵，
//此標志位才會被清零
key_sec=1; //觸發1號鍵
}
}
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; //自鎖按鍵置位,避免一直觸發
key_sec=2; //觸發2號鍵
}
}
break;
case 4: //掃描//掃描3號鍵，4號鍵
key_dr1=1;
key_dr2=0; //按鍵行掃描輸出第二行低電平
delay_cnt2=0; //延時計數器清零
key_step++; //切換到下一個運行步驟
break;
case 5:
delay_cnt2++;
if(delay_cnt2>cnt_delay_cnt2) //小延時，但不是去抖動延時，替代一直受網友爭議的delay1(40)
{
delay_cnt2=0;
key_step++; //切換到下一個運行步驟
}
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; //觸發3號鍵
}
}
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; //自鎖按鍵置位,避免一直觸發
key_sec=4; //觸發4號鍵
}
}
break;
}
if(key_step>6) //第1組按鍵與第2組按鍵反復輪流掃描
{
key_step=1;
}
}
void key_service() //按鍵服務函數
{
switch(key_sec) //按鍵服務狀態切換
{
case 1:// 1號鍵
// 補充說明:voice_time_cnt只要不為0蜂鳴器就會響，中斷里判斷voice_time_cnt不為0
//時，會不斷自減，一直到它為0時，自動把蜂鳴器關閉
voice_time_cnt= cnt_voice_time; //蜂鳴器響“滴”一聲就停
key_sec=0; //相應完按鍵處理程序之后，把按鍵選擇變量清零，
//避免一直觸發
break;
case 2:// 2號鍵
voice_time_cnt= cnt_voice_time; //蜂鳴器響“滴”一聲就停
key_sec=0; //相應完按鍵處理程序之后，把按鍵選擇變量清零，
//避免一直觸發
break;
case 3://3號鍵
voice_time_cnt= cnt_voice_time; //蜂鳴器響“滴”一聲就停
key_sec=0; //相應完按鍵處理程序之后，把按鍵選擇變量清零，
//避免一直觸發
break;
case 4://4號鍵
voice_time_cnt= cnt_voice_time; //蜂鳴器響“滴”一聲就停
key_sec=0; //相應完按鍵處理程序之后，把按鍵選擇變量清零，
//避免一直觸發
break;
}
}
//中斷
void interrupt timer1rbint(void)
{
if(TMR1IE==1&&TMR1IF==1) //定時中斷
{
TMR1IF=0; //定時中斷標志位關閉
TMR1ON=0; //定時中斷開關關閉
key_scan(); //按鍵掃描函數
if(voice_time_cnt) //控制蜂鳴器聲音的長短
{
beep_dr=1; //蜂鳴器響
--voice_time_cnt; //蜂鳴器響的聲音長短的計數延時
}
else
{
beep_dr=0; //蜂鳴器停止
}
TMR1H=0xF5; //重新設置定時時間間隔
TMR1L=0x5F;
TMR1ON=1; //定時中斷開關打開
}
}
void delay1(unsigned int de)
{
unsigned int t;
for(t=0;t
}
(6)小結：
以上是我常用的編程結構。后續我做的所有項目基本上是這樣一種編程結構。這一節技術上要特別重視按鍵掃描。有按鍵觸發之后，不要馬上響應，要延時一段時間去抖動，此處本人設計非常巧妙，很多人僅僅知道按鍵延時的時候要保證還能去處理別的程序，這樣是還不夠的，在延時去抖動的時候，還必須要監控延時這段時間里，按鍵IO輸入口是否會由于受到某種干擾突然由低變成高，如果一旦變成高，那么延時計數器delay_cnt1必須重新清零，我當年就是因為這樣處理，把賣給富士康100臺受干擾死機的設備修好了，老板馬上給我加薪1000元。
待續
