单片机按键控制程序与嵌入式系统集成：实现人机交互，打造智能化设备

# 1. 单片机按键控制程序基础**

在嵌入式系统中，单片机按键控制程序是实现人机交互的重要组成部分。它负责检测和处理按键输入，并根据按键事件触发相应的控制动作。

按键控制程序的实现需要考虑以下几个关键方面：

* **硬件电路设计：**包括按键连接方式、电阻选择等。
* **软件算法实现：**包括按键扫描算法、消抖处理算法等。
* **按键事件处理：**包括按键状态检测、按键事件响应等。

# 2.1 按键扫描原理与实现

### 2.1.1 硬件电路设计

按键扫描电路通常采用并行或串行扫描方式。并行扫描需要每个按键对应一个输入引脚，当按键按下时，对应的引脚电平发生变化，通过读取引脚电平即可判断按键状态。串行扫描则使用一个输入引脚和多个电阻，通过改变电阻值，使每个按键对应一个不同的电阻值，然后通过读取输入引脚电平，并与不同电阻值进行比较，即可判断按键状态。

### 2.1.2 软件算法实现

按键扫描算法主要分为两种：**轮询扫描**和**中断扫描**。

**轮询扫描**：CPU周期性地读取每个按键的输入引脚电平，并与上次读取的结果进行比较，如果电平发生变化，则认为按键状态发生了改变。

**中断扫描**：当按键状态发生变化时，触发中断，CPU跳转到中断服务程序，读取按键输入引脚电平，并处理按键事件。

**代码块：轮询扫描算法**

while (1) {
  for (int i = 0; i < NUM_KEYS; i++) {
    if (key_pins[i] != last_key_pins[i]) {
      key_event_handler(i);
      last_key_pins[i] = key_pins[i];
    }
  }
}

**代码逻辑分析：**

* 外层循环遍历所有按键。
* 内层循环读取每个按键的输入引脚电平。
* 如果电平与上次读取的结果不同，则认为按键状态发生了改变。
* 调用按键事件处理函数处理按键事件。
* 更新上次读取的电平值。

**参数说明：**

* `key_pins`：按键输入引脚数组。
* `last_key_pins`：上次读取的按键输入引脚数组。
* `NUM_KEYS`：按键数量。
* `key_event_handler`：按键事件处理函数。

# 3.1 单片机与嵌入式系统的接口

#### 3.1.1 串口通信

串口通信是一种常用的单片机与嵌入式系统之间的通信方式，它通过单片机的UART（通用异步收发器）模块实现。UART模块负责数据的发送和接收，并支持各种通信参数的配置，如波特率、数据位、停止位和校验位。

**代码块：**

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include "stm32f10x.h"

// 串口1发送数据
void USART1_SendData(uint8_t data)
{
    while (!(USART1->SR & USART_SR_TXE));
    USART1->DR = data;
}

// 串口1接收数据
uint8_t USART1_ReceiveData(void)
{
    while (!(USART1->SR & USART_SR_RXNE));
    return USART1->