結合按鍵程序，我們設計這樣一個功能程序：按數字鍵 1～9，控制電機轉過 1～9 圈；配合上下鍵改變轉動方向，按向上鍵后正向轉 1～9 圈，向下鍵則反向轉 1～9 圈；左鍵固定正轉 90 度，右鍵固定反轉 90；Esc 鍵終止轉動。通過這個程序，我們也可以進一步體會到如何用按鍵來控制程序完成復雜的功能，以及控制和執行模塊之間如何協調工作，而你的編程水平也可以在這樣的實踐練習中得到鍛煉和提升。

#include

sbit KEY_IN_1 = P2^4;

sbit KEY_IN_2 = P2^5;

sbit KEY_IN_3 = P2^6;

sbit KEY_IN_4 = P2^7;

sbit KEY_OUT_1 = P2^3;

sbit KEY_OUT_2 = P2^2;

sbit KEY_OUT_3 = P2^1;

sbit KEY_OUT_4 = P2^0;

unsigned char code KeyCodeMap[4][4] = { //矩陣按鍵編號到標準鍵盤鍵碼的映射表

{ 0x31, 0x32, 0x33, 0x26 }, //數字鍵 1、數字鍵 2、數字鍵 3、向上鍵

{ 0x34, 0x35, 0x36, 0x25 }, //數字鍵 4、數字鍵 5、數字鍵 6、向左鍵

{ 0x37, 0x38, 0x39, 0x28 }, //數字鍵 7、數字鍵 8、數字鍵 9、向下鍵

{ 0x30, 0x1B, 0x0D, 0x27 } //數字鍵 0、ESC 鍵、 回車鍵、 向右鍵

};

unsigned char KeySta[4][4] = { //全部矩陣按鍵的當前狀態

{1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}

};

signed long beats = 0; //電機轉動節拍總數

void KeyDriver();

void main(){

EA = 1; //使能總中斷

TMOD = 0x01; //設置 T0 為模式 1

TH0 = 0xFC; //為 T0 賦初值 0xFC67，定時 1ms

TL0 = 0x67;

ET0 = 1; //使能 T0 中斷

TR0 = 1; //啟動 T0

while (1){

KeyDriver(); //調用按鍵驅動函數

}

}

/* 步進電機啟動函數，angle-需轉過的角度 */

void StartMotor(signed long angle){

//在計算前關閉中斷，完成后再打開，以避免中斷打斷計算過程而造成錯誤

EA = 0;

beats = (angle * 4076) / 360; //實測為 4076 拍轉動一圈

EA = 1;

}

/* 步進電機停止函數 */

void StopMotor(){

EA = 0;

beats = 0;

EA = 1;

}

/* 按鍵動作函數，根據鍵碼執行相應的操作，keycode-按鍵鍵碼 */

void KeyAction(unsigned char keycode){

static bit dirMotor = 0; //電機轉動方向

//控制電機轉動 1-9 圈

if ((keycode>=0x30) && (keycode<=0x39)){

if (dirMotor == 0){

StartMotor(360*(keycode-0x30));

}else{

StartMotor(-360*(keycode-0x30));

}

}else if (keycode == 0x26){ //向上鍵，控制轉動方向為正轉

dirMotor = 0;

}else if (keycode == 0x28){ //向下鍵，控制轉動方向為反轉

dirMotor = 1;

}else if (keycode == 0x25){ //向左鍵，固定正轉 90 度

StartMotor(90);

}else if (keycode == 0x27){ //向右鍵，固定反轉 90 度

StartMotor(-90);

}else if (keycode == 0x1B){ //Esc 鍵，停止轉動

StopMotor();

}

}

/* 按鍵驅動函數，檢測按鍵動作，調度相應動作函數，需在主循環中調用 */

void KeyDriver(){

unsigned char i, j;

static unsigned char backup[4][4] = { //按鍵值備份，保存前一次的值

{1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}

};

for (i=0; i<4; i++){ //循環檢測 4*4 的矩陣按鍵

for (j=0; j<4; j++){

if (backup[i][j] != KeySta[i][j]){ //檢測按鍵動作

if (backup[i][j] != 0){ //按鍵按下時執行動作

KeyAction(KeyCodeMap[i][j]); //調用按鍵動作函數

}

backup[i][j] = KeySta[i][j]; //刷新前一次的備份值

}

}

}

}

/* 按鍵掃描函數，需在定時中斷中調用，推薦調用間隔 1ms */

void KeyScan(){

unsigned char i;

static unsigned char keyout = 0; //矩陣按鍵掃描輸出索引

static unsigned char keybuf[4][4] = { //矩陣按鍵掃描緩沖區

{0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}, {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF},

{0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}, {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}

};

//將一行的 4 個按鍵值移入緩沖區

keybuf[keyout][0] = (keybuf[keyout][0] << 1) | KEY_IN_1;

keybuf[keyout][1] = (keybuf[keyout][1] << 1) | KEY_IN_2;

keybuf[keyout][2] = (keybuf[keyout][2] << 1) | KEY_IN_3;

keybuf[keyout][3] = (keybuf[keyout][3] << 1) | KEY_IN_4;

//消抖后更新按鍵狀態

for (i=0; i<4; i++){ //每行 4 個按鍵，所以循環 4 次

if ((keybuf[keyout][i] & 0x0F) == 0x00){

//連續 4 次掃描值為 0，即 4*4ms 內都是按下狀態時，可認為按鍵已穩定的按下

KeySta[keyout][i] = 0;

}else if ((keybuf[keyout][i] & 0x0F) == 0x0F){

//連續 4 次掃描值為 1，即 4*4ms 內都是彈起狀態時，可認為按鍵已穩定的彈起

KeySta[keyout][i] = 1;

}

}

//執行下一次的掃描輸出

keyout++; //輸出索引遞增

keyout = keyout & 0x03; //索引值加到 4 即歸零

//根據索引，釋放當前輸出引腳，拉低下次的輸出引腳

switch (keyout){

case 0: KEY_OUT_4 = 1; KEY_OUT_1 = 0; break;

case 1: KEY_OUT_1 = 1; KEY_OUT_2 = 0; break;

case 2: KEY_OUT_2 = 1; KEY_OUT_3 = 0; break;

case 3: KEY_OUT_3 = 1; KEY_OUT_4 = 0; break;

default: break;

}

}

/* 電機轉動控制函數 */

void TurnMotor(){

unsigned char tmp; //臨時變量

static unsigned char index = 0; //節拍輸出索引

unsigned char code BeatCode[8] = { //步進電機節拍對應的 IO 控制代碼

0xE, 0xC, 0xD, 0x9, 0xB, 0x3, 0x7, 0x6

};

if (beats != 0){ //節拍數不為 0 則產生一個驅動節拍

if (beats > 0){ //節拍數大于 0 時正轉

index++; //正轉時節拍輸出索引遞增

index = index & 0x07; //用&操作實現到 8 歸零

beats--; //正轉時節拍計數遞減

}else{ //節拍數小于 0 時反轉

index--; //反轉時節拍輸出索引遞減

index = index & 0x07; //用&操作同樣可以實現到-1 時歸 7

beats++; //反轉時節拍計數遞增

}

tmp = P1; //用 tmp 把 P1 口當前值暫存

tmp = tmp & 0xF0; //用&操作清零低 4 位

tmp = tmp | BeatCode[index]; //用|操作把節拍代碼寫到低 4 位

P1 = tmp; //把低 4 位的節拍代碼和高 4 位的原值送回 P1

}else{ //節拍數為 0 則關閉電機所有的相

P1 = P1 | 0x0F;

}

}

/* T0 中斷服務函數，用于按鍵掃描與電機轉動控制 */

void InterruptTimer0() interrupt 1{

static bit p = 0;

TH0 = 0xFC; //重新加載初值

TL0 = 0x67;

KeyScan(); //執行按鍵掃描

//用一個靜態 bit 變量實現二分頻，即 2ms 定時，用于控制電機

p = ~p;

if (p == 1){

TurnMotor();

}

}這個程序是第 8 章和本章知識的一個綜合——用按鍵控制步進電機轉動。程序中有這么幾點值得注意，我們分述如下：

針對電機要完成正轉和反轉兩個不同的操作，我們并沒有使用正轉啟動函數和反轉啟動函數這么兩個函數來完成，也沒有在啟動函數定義的時候增加一個形式參數來指明其方向。我們這里的啟動函數 void StartMotor(signed long angle)與單向正轉時的啟動函數唯一的區別就是把形式參數 angle 的類型從 unsigned long 改為了 signed long，我們用有符號數固有的正負特性來區分正轉與反轉，正數表示正轉 angle 度，負數就表示反轉 angle 度，這樣處理是不是很簡潔又很明了呢？而你對有符號數和無符號數的區別用法是不是也更有體會了？

針對終止電機轉動的操作，我們定義了一個單獨的 StopMotor 函數來完成，盡管這個函數非常簡單，盡管它也只在 Esc 按鍵分支內被調用了，但我們仍然把它單獨提出來作為了一個函數。而這種做法就是基于這樣一條編程原則：盡可能用單獨的函數來完成硬件的某種操作，當一個硬件包含多個操作時，把這些操作函數組織在一起，形成一個對上層的統一接口。這樣的層次化處理，會使得整個程序條理清晰，既有利于程序的調試維護，又有利于功能的擴充。

中斷函數中要處理按鍵掃描和電機驅動兩件事情，而為了避免中斷函數過于復雜，我們就又分出了按鍵掃描和電機驅動兩個函數（這也同樣符合上述 2 的編程原則），而中斷函數的邏輯就變得簡潔而清晰了。這里還有個矛盾，就是按鍵掃描我們選擇的定時時間是 1ms，而本章之前的實例中電機節拍持續時間都是 2ms；很顯然，用 1ms 的定時可以定出 2ms 的間隔，而用 2ms 的定時卻得不到準確的 1ms 間隔；所以我們的做法就是，定時器依然定時 1ms，然后用一個 bit 變量做標志，每 1ms 改變一次它的值，而我們只選擇值為 1 的時候執行一次動作，這樣就是 2ms 的間隔了；如果我要 3ms、4ms??呢，把 bit 改為 char 或 int 型，然后對它們遞增，判斷到哪個值該歸零，就可以了。這就是在硬件定時器的基礎上實現準確的軟件定時，其實類似的操作我們在講數碼管的時候也用過了，回想一下吧。