单片机C语言按键扫描：按键检测、消抖和处理，实现人机交互

# 1. 单片机C语言按键扫描概述**

单片机C语言按键扫描是一种通过程序控制单片机检测按键状态的技术，广泛应用于嵌入式系统中。它通过读取按键引脚上的电平变化来判断按键是否被按下，并通过软件或硬件方式消除按键抖动，从而得到稳定的按键输入。

按键扫描的主要流程包括：按键检测、消抖处理、按键状态检测和按键事件处理。其中，按键检测是通过读取按键引脚电平来判断按键是否被按下；消抖处理是通过软件算法或硬件电路消除按键抖动，保证按键输入的稳定性；按键状态检测是通过判断按键引脚电平的变化来确定按键的状态；按键事件处理是根据按键状态的变化触发相应的事件处理函数。

# 2. 按键检测与消抖技术

### 2.1 按键检测原理

按键检测是识别按键是否被按下的过程。在单片机系统中，按键通常通过 GPIO 引脚连接到单片机。当按键按下时，引脚电平会发生变化，单片机通过读取引脚电平即可检测到按键状态。

### 2.2 软件消抖算法

按键检测时，由于机械触点的抖动，可能会产生多个电平变化，导致误判。为了消除这种抖动，需要采用消抖算法。

#### 2.2.1 轮询法

轮询法是最简单的消抖算法。它通过不断读取按键引脚电平，并判断电平稳定时间是否超过设定的阈值来判断按键状态。

while (1) {
  if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0) == 0) {
    delay_ms(10);  // 延时 10ms
    if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0) == 0) {
      // 按键按下
    }
  }
}

**代码逻辑解读：**

- 循环读取 GPIOA 引脚 0 的电平。
- 如果电平为低电平（按键按下），则延时 10ms。
- 延时后再次读取电平，如果仍为低电平，则认为按键按下。

#### 2.2.2 中断法

中断法利用单片机的中断机制来检测按键状态。当按键引脚电平发生变化时，触发中断，单片机执行中断服务程序，对按键状态进行处理。

void EXTI0_IRQHandler(void) {
  if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET) {
    // 按键按下
    EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
  }
}

**代码逻辑解读：**

- 中断服务程序 EXTI0_IRQHandler 在按键引脚电平发生变化时被触发。
- 在中断服务程序中，判断中断源是否为按键引脚。
- 如果是，则认为按键按下，并清除中断标志位。

### 2.3 硬件消抖电路

除了软件消抖算法外，还可以使用硬件消抖电路来消除按键抖动。硬件消抖电路通常采用 RC 滤波器或施密特触发器。

**RC 滤波器**

RC 滤波器通过电阻和电容的充放电过程来平滑按键引脚电平。

**施密特触发器**

施密特触发器是一种比较器，具