AVR单片机教程——按键状态

本文隶属于AVR单片机教程系列。

好久没更新了，今天开始继续，争取日更。

今天我们来讲按键。开发板的右下角有4个按键，按下会有明显的“咔嗒”声。如何检测按键是否被按下呢？首先要把按键或直接或间接地连接到单片机上。与之前使用的4个LED不同，4个按键没有全部连接到单片机上——左边2个是连接的，右边2个通过按键上方标有B2、B3的接口引出（从左到右分别为B0、B1、B2和B3）。如果要使用B2、B3，要用杜邦线连接到16个单片机引出针脚上。

开发板库中与按键相关的函数定义在 <ee1/button.h> ，这里是库函数手册。值得一提的是1.1版本的库中，换用枚举类型表示按键等设备，不再使用整数与宏定义（但用整数也是兼容的）。在Atmel Studio 7.0中写代码时，编辑器会提示函数接口，可以根据参数类型知道应该写什么。

对于单片机而言，按键是一种输入设备。程序都有零个或若干个输入，一个或多个输出，而我们学过的唯一一种输出设备就是LED。所以理所当然地，今天我们要用按键来控制LED：按键按下，LED亮起；按键抬起，LED关闭；4个按键分别对应4个LED。

我们先来实现一个简单的版本——只考虑一个按键和一个LED。

程序的流程是：先初始化；然后在主循环中，用 button_down 函数检测按键是否被按下；如果按下，让LED亮；否则让它不亮。再想一想，其实LED的亮暗状态就是 button_down 函数的返回值。

 #include <ee1/led.h>
 #include <ee1/button.h>
 
 int main(void)
 {
     led_init();
     button_init(PIN_NULL, PIN_NULL);
     while ()
         led_set(LED_RED, button_down(BUTTON_0));
 }

你可能会想到，对于一个已经亮起的LED，再调用 led_set 让它亮会不会有问题？答案是不会。那么，既然已经亮了，可否设置一个变量保存它是否已亮起，若是则无需再让它亮？当然可以，但是维护这样一个变量可能还不如无脑调用 led_set 来得快。对于LED是这样的，但并非所有设备都是，遇到再说。

现在我们来实现4个按键的版本。把以上循环体中的代码复制4遍是可以的，但这是不良代码的表现。我们可以用数组把表示LED和按键的枚举常量存储起来，对数组遍历执行以上循环体，但这也没有必要。在头文件中我们可以看到， LED_RED 、 BUTTON_0 等枚举常量（1.0版本中是宏）就是从0开始的数字，因此用 for 语句中的 i 就能解决问题了。

 #include <ee1/led.h>
 #include <ee1/button.h>
 
 int main(void)
 {
     led_init();
     button_init(PIN_0, PIN_1);
     while ()
     {
         for (int i = ; i != BUTTON_COUNT; ++i)
             led_set(i, button_down(i));
     }
 }

注意将B2、B3分别连接到端口0和1上。你当然可以改变连接的端口，但也要相应地修改初始化参数。

在上面的代码中，变量 i 的上限是 BUTTON_COUNT - 1 。为什么不是 LED_COUNT 呢？其实是的，它们是相等的。但是我们没法保证它们永远是相等的。设想某一天开发板2.0拥有8个按键，而LED还是4个，led_set 的第一个参数就是不合理的（尽管库函数已经处理好了这个问题）。我们是否有必要在这里写两者中较小的值？没必要。其一，开发者是世界上最聪明的生物，他们（中的部分）能处理好这些问题；其二，相比于软件，硬件是相对稳定的，当硬件更改时，软件往往有必要重写，不是一个上限判断就能解决的；其三，作为初学者，你今天写的代码，一个月后就会觉得很简单，以后这种代码都是信手拈来，这里考虑可复用性没有必要。

现在你已经学会如何读取按键状态了。但有时候我们关心的是按键被按下这一动作，而动作是不能仅由一个状态表示的，下一篇教程将介绍实现方案。