简化的按键扫描程序只需三行代码
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简介：
本文章介绍了一种简化版的按键扫描程序，通过精妙的设计仅使用三行代码实现了功能完整且高效的按键检测。适合对编程优化和简洁代码感兴趣的读者学习研究。
在单片机和嵌入式系统设计中，按键输入是不可或缺的一部分，用于接收用户的指令和进行交互。传统的按键扫描程序通常涉及复杂的逻辑和较多的代码行数，这给初学者带来了理解上的困难。然而，这里介绍一种新型的简化的按键扫描方法，仅用三行代码即可实现功能，并且简化了编程过程、提高了效率。
核心算法如下：
1. 读取端口数据并进行异或运算。
2. 对运算结果进行位与操作以计算触发变量。
3. 更新连续按下状态变量。
以下为具体代码示例：
```c
unsigned char Trg;
unsigned char Cont;
void KeyRead(void) {
unsigned char ReadData = PINB^0xff;
Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont);
Cont = ReadData;
}
```
该程序的巧妙之处在于利用了异或运算的特点：相同位为0，不同位为1。当按键未被按下时，端口读取到的是高电平值（例如全1），经过异或运算后得到的结果是全0；而一旦某个键被按下了，则对应的端口位置变为低电平(即全‘1’中对应位变为了‘0’)。通过这种操作，可以轻松判断按键是否触发以及它是否处于连续按下状态。
具体分析如下：
- 在没有按键的情况下，端口值为`0xff`(所有位都为高)，经过异或运算后得到的是`0x00`, 从而使得触发变量Trg和持续按下标志Cont也均为零。
- 当有键首次被按（例如PB0），端口数据会变为如`0xfe`(即除了对应按键的那一位外其他位全为高电平)。通过异或运算得到的结果是`0x01`, 这使得触发变量Trg变为了非零值，表明至少有一个键被按下。
- 如果这个按键持续保持按下的状态不变，则端口数据仍维持在如初始时的状态（例如PB0对应的位一直是低电平），异或操作结果依旧为`0x01`. 但是由于Cont已经被更新成与当前一致的值(`0x01`)，所以再进行一次与运算后得到的结果是零。这意味着按键处于连续按下的状态。
这种方法不仅简洁明了而且具有较高的可移植性，适用于多种单片机平台如MCS-51、AVR、PIC和ARM等。此外，它还引入了一种分层设计思想，有助于理解和优化单片机程序的设计流程。
对于初学者而言，掌握异或运算的特性及其在位操作中的应用是理解这种新型按键扫描方法的关键所在；而对于经验丰富的开发者来说，则可以通过上述表达式快速了解其工作原理。此技术已在实际项目中得到了验证，并且具有很高的实用价值。通过学习和使用这种方法，可以显著提升单片机编程效率以及代码质量。
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