單片機單個按鍵狀態機編程控制5種不同LED閃法程序與仿真

ID:877406 · 發表于 2022-9-17 10:22

LED流水燈堆疊設計，且按鍵不占用CPU時間，上電顯示第1功能，單個按鍵的單擊顯示第2種功能，單按第5次返回第1功能，任意功能長按2S以上返回第2功能.程序注釋全。附件包含程序源碼和PROTUSE仿真圖。

仿真原理圖如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下載）

單片機源程序如下:

/*****************************************************************************
*名稱：頭文件，預定義。
*功能：包含頭文件，預定義，端口定義
******************************************************************************/
#include<reg51.h> //包含 51 單片機寄存器定義的頭文件
#define uchar unsigned char //定義uchar可在函數中當unsign char使用，取值不超過255。
#define uint unsigned int //定義uint可在函數中當unsign int使用，取值不超過65535。
sbit KEY=P1^0; //定義按鍵KEY為P1.0
#define LED P2 //定義LED為P2口
#define KEY_STATE_0 0 //按鍵初始狀態
#define KEY_STATE_1 1 //按鍵消抖
#define KEY_STATE_2 2 //按鍵按下功能種類是單擊，雙擊還是長按
#define KEY_STATE_3 3 //按鍵彈起
#define SINGLE_KEY_TIME 3 //SINGLE_KEY_TIME*10MS = 30MS?判定單擊的時間長度，軟件消抖
#define KEY_INTERVAL 30 //KEY_INTERVAL*10MS?= 300MS 判定雙擊的時間間隔
#define LONG_KEY_TIME 200 //LONG_KEY_TIME*10MS? ?= 2S? ?判定長按的時間長度
#define N_KEY 0 //按鍵沒動作
#define S_KEY 1 //單擊
#define L_KEY 2 //長按
#define D_KEY 3 //雙擊
uchar code Zuoyi[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; //左流水數組,低電平導通
uchar code Youyi[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe}; //右流水數組,低電平導通
uchar keySu=0; // 定義按鍵功能狀態變量
uchar key_val; // 按鍵值
uchar time_10ms_ok=0; //10MS定時標志
//define LongCount 100; //延時長按變量100X10MS=1S
/******************************************************************************
***函數名稱： void delay_ms(uint x)
***函數功能： MS延時（按下按鍵時，可以跳出循環體)
***輸入：無
***輸出：無
******************************************************************************/
/*******/
void delay_ms(uint x) // 延時函數,延時x MS,
{
uint i; //定義無符號字符型變量j值域為0-65536.
uchar j; //定義無符號字符型變量i值域為0-255.
if(KEY) //如果按鍵為1時，則執行延時循環
{
for(i=0;i<x;i++) // 循環x遍
{
for(j=0;j<112;j++)
; //空語句等待一個機器周期
}
}
else //如果按鍵按下則跳出循環
return;
}
/******************************************************************************
***函數名稱： void move_l(void)
***函數功能：左流水（P2口低位向高位流動跑馬）
***輸入：無
***輸出：無
******************************************************************************/
/******/
void move_l(void) //1.左流水函數
{
uchar b; //循環變量b
while(1) //死循環
{
for(b=0;b<8;b++) // 循環8遍
{
LED=Zuoyi[b]; //調用左流水數組
delay_ms(500); //延時500MS
if(KEY==0) //如果有按鍵按下
return; //退出循環
}
//if(KEY==0) //此兩語句可以不用
//return;
}
}
/******************************************************************************
***函數名稱： void move_r(void)
***函數功能：右流水（P2口高位向低位流動跑馬）
***輸入：無
***輸出：無
******************************************************************************/
/******/
void move_r(void) //2.右流水函數
{
uchar b; //循環變量b
while(1) //無限循環
{
for(b=0;b<8;b++) // 循環8遍
{
LED=Youyi[b]; //調用右流水數組
delay_ms(500); //延時500MS
if(KEY==0) //如果有按鍵按下則退出循環
return; //退出循環
}
//if(KEY==0) //此兩語句可以不用
//return;
}
}
/******************************************************************************
***函數名稱： void flash(void)
***函數功能：閃爍
***輸入：無
***輸出：無
******************************************************************************/
/******/
void flash(void) //3.閃爍
{
while(1) //無限循環
{
LED=0x00; //亮
delay_ms(500); //延時500MS
LED=0xff; //滅
delay_ms(500); //延時500MS（毫秒）
if(KEY==0) //如果有按鍵按下則退出循環
return; //退出循環
}
}
/******************************************************************************
***函數名稱： void Di_zeng1 (void)
***函數功能：.左遞增右遞減,，右遞增左遞減
***輸入：無
***輸出：無
******************************************************************************/
/******/
void Di_zeng1 (void) //4.左遞增右遞減,，右遞增左遞減
{
while(1)
{
uchar m; //循環變量
uchar n=0; //中間變量
uchar n1=0; //中間變量
uchar n2=0; //中間變量
uchar n3=0; //中間變量
for(m=0;m<8;m++) //左遞增，循環8位
{
n +=(0x01<<m); // 1左移m位再賦值給n
LED=~n; //n取反后點亮LED燈
delay_ms(500); //延時500毫秒
if(KEY==0) //如果按鍵按下
return; //退出循環
}
for(m=0;m<8;m++) //右遞減，循環8位
{
n1 +=(0x80>>m); // 1右移m位再賦值給n1
LED=n1; //n1取反后點亮LED燈
delay_ms(500); //延時500毫秒
if(KEY==0) //如果按鍵按下
return; //退出循環
}
for(m=0;m<8;m++) //右遞增
{
n2 +=(0x80>>m);
LED=~n2;
delay_ms(500);
if(KEY==0)
return;
}
for(m=0;m<8;m++) //左遞減
{
n3=n3+(0x01<<m);
LED=n3;
delay_ms(500);
if(KEY==0)
return;
}
//if(KEY==0) //此兩語句可以不用
//return;
}
}
/******************************************************************************
***函數名稱： void Di_zeng2 (void)
***函數功能：左遞增左遞減,，右遞增右遞減
***輸入：無
***輸出：無
******************************************************************************/
/******/
void Di_zeng2 (void) //5.左遞增左遞減,，右遞增右遞減
{
while(1)
{
uchar m,n=0;
uchar n1=0;
uchar n2=0;
uchar n3=0;
for(m=0;m<8;m++) //左遞增
{
n=n+(0x01<<m);
LED=~n;
delay_ms(500);
if(KEY==0)
return;
}
for(m=0;m<8;m++)//左遞減
{
n1 +=(0x01<<m);
LED=n1;
delay_ms(500);
if(KEY==0)
return;
}
for(m=0;m<8;m++) //右遞增
{
n2 +=(0x80>>m);
LED=~n2;
delay_ms(500);
if(KEY==0)
return;
}
for(m=0;m<8;m++) //右遞減
{
n3=n3+(0x80>>m);
LED=n3;
delay_ms(500);
if(KEY==0)
return;
}
//if(KEY==0) //此兩語句可以不用
//return;
}
}
/******************************************************************************
***函數名稱： uchar key_read(void)
***函數功能：鍵盤掃描函數（按鍵狀態機方式）
***輸入：無
***輸出：返回值。單擊，長按，雙擊
******************************************************************************/
/******/
uchar key_read(void)
{
static uchar key_state = 0; //按鍵初始狀態
static uint key_time =0; //按鍵時間間隔計時變量
uchar key_press; //按鍵是按下還是抬起變量
uchar key_return; //按鍵函數返回
key_return=N_KEY; //清除返回按鍵值
key_press=KEY; //讀取當前鍵值
switch(key_state)
{
case KEY_STATE_0: //按鍵初始狀態0：判斷有無按鍵按下
if(!key_press) //有按鍵按下
{
key_time=0; //一次10ms,時間間隔計數器清0
key_state=KEY_STATE_1;//然后進入轉到按鍵確認態1
}
break;
case KEY_STATE_1:
//按鍵確認狀態1:軟件消抖(確定按鍵是否有效,而不是誤觸）
//按鍵有效的定義:按鍵持續按下超過設定的消抖時間
if(!key_press) //按鍵仍然按下
{
key_time++; //一次10ms，時間間隔變量加1
//消抖時間為SINGLE_KEY_TIME*10MS=30MS
if(key_time>=SINGLE_KEY_TIME) //如果大于消抖時間
{
key_state = KEY_STATE_2;//按鍵仍然處于按下狀態
}
//如果按鍵時間超過消抖時間，即判定為按下的按鍵有效。
//按鍵有效包括兩種：單擊或長按，繼續判定為那種有效按鍵
}
else //按鍵時間沒有超過，判定為誤觸，按鍵無效，返回狀態0
{
key_state = KEY_STATE_0; //返回初始狀態
}
break; //跳出
case KEY_STATE_2: //按鍵狀態2：判定按鍵有效的種類：是單擊，還是長按
if(key_press) //如果按鍵在設定的長按時間內釋放，則判定為單擊
{
key_time++; //一次10ms，時間間隔變量加1
//按鍵彈起（高電平）后計時，計時大于雙擊30*10MS時間小于長按時間則為單擊
if((key_time >=KEY_INTERVAL)&&( key_time < LONG_KEY_TIME))
{
key_return = S_KEY; //返回有效按鍵值: 單擊
key_time=0; //時間間隔變量清0
key_state = KEY_STATE_0; //返回按鍵狀態0繼續等待按鍵
}
else //否則在此時間段為低電平則為雙擊
{
key_return = D_KEY; //返回有效按鍵值: 雙擊
key_time=0; //時間間隔變量清0
key_state = KEY_STATE_0; //返回按鍵狀態0繼續等待按鍵
}
}
else // 如果一直按下，則計算按下的時間
{
key_time++;
//如果按鍵繼續按下時間超過設定的長按時間
//(LONG_KEY_TIME*10ms=300*10ms=3000ms)則判定為長按
if(key_time >= LONG_KEY_TIME)
{
key_return = L_KEY; //返回有效鍵值：長按
key_time=0; //時間間隔變量清0
key_state = KEY_STATE_3; //去狀態3，等待按鍵釋放
}
}
break;
case KEY_STATE_3: //狀態3為長按按鍵釋放抬起
if(key_press) //如果按鍵為1，釋放狀態
{
key_state = KEY_STATE_0; //按鍵彈起,進行下一次按鍵的判定
}
break;
//特殊情況：key_state 是其他值的情況，清0key_state ，這種情況一般出現
//在沒有初始key_state，第一次執行這個函數的時候
default: key_state = KEY_STATE_0;
break;
}
return key_return; //返回按鍵值
}
/******************************************************************************
***函數名稱： void Timer0Init()
***函數功能：定時器0初始化
***輸入：無
***輸出：無
******************************************************************************/
/******/
void Timer0Init() //10毫秒@12.00MHZ
{
TMOD=0x01; //設置定時器工作方式1
TH0=(65536-10000)/256;
TL0=(65536-10000)%256; //定時器0預設初值10000US=10MS
TR0=0; //關閉定時器0，當按鍵按下才開啟定時器0，計算按下的時長
EA=1; //開總中斷
ET0=1; //允許定時器0中斷
TR0=1; //啟動定時器0
}
/******************************************************************************
***函數名稱： void Timer0_Isr() interrupt 1
***函數功能：定時器0中斷函數
***輸入：無
***輸出：無
******************************************************************************/
/******/
void Timer0_Isr() interrupt 1 //定時器0中斷服務函數
{
TH0=(65536-10000)/256; //預設初值50MS
TL0=(65536-10000)%256; //預設初值50MS
time_10ms_ok=1; //10毫秒到標志
}
/**********主程序*******/
void main(void)
{
KEY=0x01; //P1.0作為輸入口前必須輸出高電平
Timer0Init(); //調用定時器0初始化函數
while(1)
{
if(time_10ms_ok) //10MS定時時間到
{
time_10ms_ok=0; //賦值0，10MS查詢一次按鍵狀態
key_val=key_read(); //讀取按鍵的返回值
if(key_val==S_KEY) //如果是單擊
{
keySu++; //變量按鍵數加1
if(keySu==5) //如果加到5
keySu=0; //重新賦值0
}
if(key_val==L_KEY) //如果是長按
{
keySu=1; //按鍵數為1
}
if(key_val==D_KEY) //如果是雙擊
{
keySu=2; //按鍵數為2
}
switch(keySu) //5路分支
{
case 0: move_l();break; //當按鍵數為0，執行左流水功能
case 1: move_r();break; //當按鍵數為1，執行右流水功能
case 2: flash(); break; //當按鍵數為2，執行閃爍功能
case 3: Di_zeng1(); break; //當按鍵數為3執行左遞增右遞減,右遞增左遞減功能
case 4: Di_zeng2(); break;//當按鍵數為4執行左遞增左遞減,右遞增右遞減功能
default : break; //默認跳出
}
}
}
}

復制代碼

Keil代碼與Proteus8.8仿真下載:

單個按鍵狀態機編程控制5種功能.7z (75.63 KB, 下載次數: 38)

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