单片机按键控制流水灯：扩展应用，实现多按键控制（多按键控制秘笈大公开）

# 1. 单片机按键控制流水灯的基本原理

**1.1 按键控制原理**

单片机按键控制流水灯的基本原理是通过按键输入来控制流水灯的亮灭状态。当按键按下时，单片机检测到按键信号，并通过软件程序控制流水灯的亮灭。

**1.2 流水灯驱动原理**

流水灯是由多个LED灯组成，通过控制每个LED灯的亮灭顺序，实现流水灯的流动效果。单片机通过控制每个LED灯的GPIO引脚，实现流水灯的驱动。

# 2. 多按键控制流水灯的理论基础

### 2.1 按键扫描原理

#### 2.1.1 按键矩阵扫描

按键矩阵扫描是一种常用的按键扫描技术，它通过将多个按键排列成矩阵形式，并使用有限的IO口进行扫描。具体步骤如下：

1. **行扫描：**依次将矩阵中的每一行设置为输出，并读取每一列的状态。如果某列为低电平，则表示该列上的按键被按下。
2. **列扫描：**依次将矩阵中的每一列设置为输出，并读取每一行的状态。如果某行上的某个按键被按下，则该行的输出将为低电平。

通过行扫描和列扫描，可以确定哪个按键被按下。

#### 2.1.2 按键去抖动处理

按键在按下或释放时，由于机械接触不良，可能会产生多次触发信号，称为抖动。为了消除抖动，需要对按键信号进行处理。

常用的去抖动方法是软件去抖动，其原理是通过设置一个延时，在延时内如果按键状态保持不变，则认为按键按下或释放。

### 2.2 流水灯驱动原理

#### 2.2.1 流水灯的硬件电路

流水灯的硬件电路通常由以下部分组成：

- **LED灯：**用于显示流水效果，数量与流水灯的灯珠数量相同。
- **移位寄存器：**用于控制LED灯的亮灭，通过串行输入数据控制每个LED灯的输出。
- **时钟信号：**用于驱动移位寄存器，控制数据移位的速度。

#### 2.2.2 流水灯的软件实现

流水灯的软件实现主要包括以下步骤：

1. **初始化：**配置移位寄存器和时钟信号，并设置初始数据。
2. **数据移位：**通过时钟信号驱动移位寄存器，将数据逐位移出，控制LED灯的亮灭。
3. **循环：**不断重复数据移位过程，形成流水效果。

# 3.1 按键扫描程序设计

#### 3.1.1 按键矩阵扫描程序

##### 矩阵扫描原理

矩阵扫描是一种通过将多个按键排列成矩阵的方式来扫描按键的常用技术。在矩阵扫描中，按键被排列成行和列，每个按键都连接到一个行和一个列。当扫描程序执行时，它将依次将每一行设置为高电平，然后读取每一列的状态。如果某一列检测到低电平，则表示该行上的按键被按下。

##### 按键矩阵扫描程序

// 按键矩阵扫描程序
void key_scan(void)
{
    uint8_t row, col;

    for (row = 0; row < KEY_ROW_NUM; row++)
    {
        // 设置当前行高电平
        KEY_ROW(row) = 1;

        // 读取每一列的状态
        for (col = 0; col < KEY_COL_NUM; col++)
        {
            // 如果当前列检测到低电平，则表示该行上的按键被按下
            if (KEY_COL(col) == 0)
            {
                // 记录按键按下信息
                key_status[row][col] = 1;
            }
        }

        // 设置当前行低电平
        KEY_ROW(row) = 0;
    }
}

**参数说明：**

* `KEY_ROW_NUM`：按键矩阵的行数
* `KEY_COL_NUM`：按键矩阵的列数
* `key_status[row][col]`：按键状态数组，当按键被按下时，该元素的值为 1

**代码逻辑分析：**

* 外层循环遍历每一行，将当前行设置为高电平。
* 内层循环遍历每一列，读取列的状态。
* 如果检测到低电平，则表示该行上的按键被按下，并记录按键按下信息。
* 循环结束后，将当前行设置为低电平。

#### 3.1.2 按键去抖动处理程序

##### 去抖动原理

按键去抖动是一种处理按键抖动的方法。按