在單片機系統(tǒng)里，按鍵是常見的輸入設(shè)備，今天就介紹幾種按鍵硬件、軟件設(shè)計方面的設(shè)計技巧。在按鍵的設(shè)計上，通常會有一下四種方案，接下來我們將一種一種的講解。

01GPIO口直接檢測單個按鍵?

電路原理圖如圖下所示

這是最簡單和最基礎(chǔ)的，對于單片機初學者很容易理解和使用，但是缺點是，需要在主循環(huán)中不斷檢測按鍵是否按下，并且需要做消抖處理。若主循環(huán)中某個函數(shù)任務(wù)占用時間較長，則按鍵會有不同程度的“失靈”。

02按鍵較多則使用矩陣鍵盤

電路原理圖如圖所示

這也就是我們通常說的矩陣鍵盤的電路。優(yōu)點是能夠在有限的GPIO情況下，擴展盡可能多的按鍵。但缺點同上，需要不停檢測按鍵是否按下。

03將按鍵接到外部中斷引腳上

電路原理圖如圖所示，利用按鍵按下產(chǎn)生的邊沿信號進行按鍵檢測

這種方式是效率最高的，不需要循環(huán)檢測按鍵是否按下，但是缺點是，需要單片機有足夠的外部中斷接口以供使用。

04利用單片機的ADC檢測按鍵

電路原理圖如圖所示，在不同的按鍵按下后，能夠使得ADC接口上的電壓不同，根據(jù)電壓的不同，則可以識別按鍵。

此方案的優(yōu)點是，只需要單片機的一個ADC接口，一根線，就能對多個按鍵進行識別，缺點是按鍵一旦內(nèi)部接觸不良，則可能按鍵串位，且按鍵產(chǎn)生的抖動，會造成一定的識別錯誤。

在以上的三種常見按鍵設(shè)計的基礎(chǔ)上，現(xiàn)在分享小編總結(jié)的按鍵優(yōu)化方案。

01改進一

在原方案一的基礎(chǔ)上，加上與門電路，使得任何一個按鍵按下，都能產(chǎn)生中斷，然后在中斷里面識別是哪個按鍵被按下。因此不需要循環(huán)掃描，大大提高了效率。方案如圖下圖所示。只需要每個按鍵對應(yīng)地增加一個二極管，利用二極管的線與特性，可以實現(xiàn)按下任何按鍵，都能產(chǎn)生中斷信號，但是按鍵之間互不影響。二極管選用普通整流二極管即可，本人親測可行。

02改進二

在原有的ADC按鍵的基礎(chǔ)上，也可用增加二極管的方式，實現(xiàn)按鍵中斷，并在中斷服務(wù)程序里進行AD轉(zhuǎn)換，從而識別按鍵。電路如圖下所示。

03改進三

因為按鍵不可避免的有抖動，因此按鍵消抖可以通過硬件消痘和軟件消抖?，F(xiàn)在分享一個十分簡單且有效的硬件消抖方法：給按鍵并聯(lián)一個104左右的電容。軟件上基本不用處理即可避免抖動。

04改進四

在按鍵掃描檢測的方案下，如果主循環(huán)中有某個函數(shù)占用時間較長，則按鍵會發(fā)生或長或短的“失靈”，我們可以將按鍵掃描放到定時器中斷里面，這樣就可周期性地檢測按鍵按下情況，不受主循環(huán)的影響。并且，能解析出按鍵的不同狀態(tài)，即按下、按住、彈起、為按下這四種狀態(tài)，用以實現(xiàn)更豐富的功能。

需注意兩點

一是定時器的定時時間，不可過長也不可過短，過長容易檢測不到按下，過短會占用大量時間資源。

二是中斷服務(wù)程序需簡單明了，只做檢測用，通過全局變量傳遞，在主循環(huán)內(nèi)完成按鍵響應(yīng)，中斷服務(wù)函數(shù)內(nèi)盡量不要占用太多時間。

審核編輯：湯梓紅