初学STM32全功能按键非阻塞式实现和强化
刚好学到江科大关于串口通信部分，了解了状态机的形式，思路相比以前突然打开了，以前自己写代码总觉得状态标志是个很好的参数，因为他可以帮助区分工作流程的各个状态。这也是笔者学51时候宋老师给出的编程思路，按下开关获得的状态是1，每1ms进入中断一次并移位一次，因此只要判断Keybuf的值就能知道过去的16ms是不是处于稳态。从逻辑上来讲后面的程序对稳态的判断更严格，不同场景的使用要求可以按需调整，比如
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其实笔者以前学51的时候按键功能就包含非阻塞式的，而且还包括矩阵按键的非组塞式按键实现。开关的长短键功能笔者在之前的51博文中笔者自己尝试写过，功能是有了但写的其实很混乱，几乎没有移植的价值。这次江科大刚好出了新的教程，又重新学习了一下。刚好学到江科大关于串口通信部分，了解了状态机的形式，思路相比以前突然打开了，以前自己写代码总觉得状态标志是个很好的参数，因为他可以帮助区分工作流程的各个状态。
这次江科大的代码没了注释笔者自己注释了一下。
key.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Key.h"
/*映射区还有一些在头文件Key.h文件里*/
#define KEY_PRESSED 1 //按键按下
#define KEY_UNPRESSED 0//按键松开
#define KEY_TIME_DOUBLE 200
#define KEY_TIME_LONG 2000
#define KEY_TIME_REPEAT 100
/* Key_Flag bit6~bit0 分别代表REPEAT（bit6）、Long、Double、Single、UP、Down、HOLD，bit7是空位 */
uint8_t Key_Flag[KEY_COUNT];//定义全局变量标志位每个标志位互相独立,不同的标志位代表不同的事件
void Key_Init(void)
{
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
/*按键使能GPIO初始化，常态是高电平按下是低电平*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_11;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
/*按键使能GPIO初始化，常态是低电平按下是高电平*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_15;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}
uint8_t Key_GetState(uint8_t n) //检测当前按键的电平，并返回相应的电平信息
{
if (n == KEY_1)
{
if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0)
{
return KEY_PRESSED;
}
}
else if (n == KEY_2)
{
if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11) == 0)
{
return KEY_PRESSED;
}
}
else if (n == KEY_3)
{
if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_13) == 1)
{
return KEY_PRESSED;
}
}
else if (n == KEY_4)
{
if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_15) == 1)
{
return KEY_PRESSED;
}
}
return KEY_UNPRESSED;
}
/**
* 函 数：开关状态检测函数
* 参 数：uint8_t n 指定开关编号，可在 KEY_1 KEY_2 KEY_3 KEY_4选择如需扩展可在KEY.h中添加，KEY_1的值是0 KEY_2的值是1，看头文件的定义
* 参 数：uint8_t Flag指定开关的状态可在下面参数中现在
// KEY_HOLD ：按住开关
// KEY_DOWN ：按下开关
// KEY_UP ：开关弹起 这三项一般不作为参数检测
KEY_SINGLE ：单击
KEY_DOUBLE ：双击
KEY_LONG : 长按
KEY_REPEAT ： 重复，即一直按住。 后4项状态是互斥的但是和前三项可以
* 返 回 值：如果开关状态是例举（uint8_t Flag）的状态则返回1，如果不是则返回0
* 注意事项：开关状态Key_Flag[n]不一定和uint8_t Flag
*/
uint8_t Key_Check(uint8_t n, uint8_t Flag)//开关状态检测
{
if (Key_Flag[n] & Flag)//开关的7个状态FLAG是互斥，一个状态只占一位比如单击 0000 1000，只有开关确实是处于单击状态开关的结果才是非0的
{
if (Flag != KEY_HOLD) //这个函数就是保证不清除bit0位置的状态
{
Key_Flag[n] &= ~Flag; //相应的bit控制位清0，其它位保持
}
return 1;
}
return 0;
}
void Key_Tick(void)
{
static uint8_t Count, i;//定义静态变量i和Count
static uint8_t CurrState[KEY_COUNT], PrevState[KEY_COUNT];//定义现态和前态
static uint8_t S[KEY_COUNT];//定义状态
static uint16_t Time[KEY_COUNT];//
for (i = 0; i < KEY_COUNT; i ++)//KEY_COUNT的值在Key.H中定义了
{
if (Time[i] > 0)
{
Time[i] --; //对应开关的时间减1
}
}
Count ++;
if (Count >= 20)//每20ms进入一次这个函数
{
Count = 0;
for (i = 0; i < KEY_COUNT; i ++)//历遍所有的开关状态
{
PrevState[i] = CurrState[i];//当Key_GetState(i)获得新状态时代表着CurrState里面的状态就是前态了
CurrState[i] = Key_GetState(i);//把开关状态赋值给现态
if (CurrState[i] == KEY_PRESSED)//如果检测到开关按下则标志位HOLD置1
{
Key_Flag[i] |= KEY_HOLD; //KEY_HOLD = 0000 0001则bit 0 置1其它位保持。
}
else//如果没检测到开关按下则标志位HOLD置0
{
Key_Flag[i] &= ~KEY_HOLD;//，~KEY_HOLD = 1111 1110 则bit 0置0其它位保持。
}
if (CurrState[i] == KEY_PRESSED && PrevState[i] == KEY_UNPRESSED)//如果现态是按下前态是没有按下
{
Key_Flag[i] |= KEY_DOWN; // KEY_DOWN = 0000 0010 则bit 1置1其它位保持
}
if (CurrState[i] == KEY_UNPRESSED && PrevState[i] == KEY_PRESSED)//如果现态是弹起前态是按下
{
Key_Flag[i] |= KEY_UP; // KEY_UP = 0000 0100则bit 2 置1其它位保持
}
if (S[i] == 0) //如果对应开关处于空闲状态
{
if (CurrState[i] == KEY_PRESSED) //如果现态的开关状态时按下
{
Time[i] = KEY_TIME_LONG; //对应开关的时间设置为2000即长按检测
S[i] = 1;//开关由0态进入1态
}
}
else if (S[i] == 1) //如果对应开关处于状态1
{
if (CurrState[i] == KEY_UNPRESSED)//如果现态开关状态是弹起
{
Time[i] = KEY_TIME_DOUBLE; //对应开关时间设置为200
S[i] = 2;//开关由1态进入2态
}
else if (Time[i] == 0) //如果对应开关时间为0
{
Time[i] = KEY_TIME_REPEAT; //开关时间设置为100
Key_Flag[i] |= KEY_LONG;//KEY_LONG = 0010 0000，则对应标志位bit5 置1其它位保持
S[i] = 4; //开关由1态进人4态，
}
}
else if (S[i] == 2) //如果对应开关处于2态
{
if (CurrState[i] == KEY_PRESSED)//如果检测到开关处于按住状态
{
Key_Flag[i] |= KEY_DOUBLE;//对应开关设置标志位 KEY_DOUBLE = 0001 0000，bit4 置1其它位保持
S[i] = 3;//开关进入状态3，说明按键已然双击
}
else if (Time[i] == 0)//否则的话检测对应开关的时间是否为0
{
Key_Flag[i] |= KEY_SINGLE; //对应开关设置标志位 KEY_SINGLE = 0000 1000,bit3 置1其它位保持
S[i] = 0; //开关状态由2态回到状态0
}
}
else if (S[i] == 3)//如果对应开关处于状态3
{
if (CurrState[i] == KEY_UNPRESSED)//如果对应开关现态是弹起
{
S[i] = 0;//开关由3态回到状态0
}
}
else if (S[i] == 4)//如果对应开关处于状态4
{
if (CurrState[i] == KEY_UNPRESSED)//如果对应开关现态是弹起
{
S[i] = 0;//开关由4态回到状态0
}
else if (Time[i] == 0)//如果对应时间是0
{
Time[i] = KEY_TIME_REPEAT; //对应开关设置为重复按键时间100
Key_Flag[i] |= KEY_REPEAT; //对应开关标志位设置为 KEY_REPEAT = 0100 0000 bit6 置1其它位保持
S[i] = 4;//开关已然处于4态
}
}
}
}
}
添一下编程思路
当然这篇也不是来分享注释的，纵观江科大的代码，在开关稳态的判断上稍显简陋。因此笔者扩展了一下代码，1）现在代码对稳态有了更强的判断 2）对数组的边界进行了判断，防止超过边界程序不工作。
对应代码移植的注意点：1）确定KEY_COUNT的值以降低资源的消耗不一定要一直设置为4，用几个设置几个就行 2）添加了按键开关宏定义 3）添加了GPIO口宏定义
在这几个宏定义里修改参数无需在模块中修改即可拿来使用。一般来说双击是很少用的功能，关于如果屏蔽这个功能，宏定义中#define KEY_TIME_DOUBLE 1原先的200改成1，程序就不会检测到双击，就只剩单击和长按功能了。
笔者的稳态加强判断代码：
/*有历史的开关状态判定*/
uint16_t Key_SteadyState(uint8_t n)
{
if (n >= KEY_COUNT) {
return 0; // 索引越界时直接返回0，不执行后续操作
}
if (n == KEY_1)
{
if (Keybuf[KEY_1] == 0xFFFF)
{
return KEY_PRESSED;
}
}
if (n == KEY_2)
{
if (Keybuf[KEY_2] == 0xFFFF)
{
return KEY_PRESSED;
}
}
if (n == KEY_3)
{
if (Keybuf[KEY_3] == 0xFFFF)
{
return KEY_PRESSED;
}
}
if (n == KEY_4)
{
if (Keybuf[KEY_4] == 0xFFFF)
{
return KEY_PRESSED;
}
}
return KEY_UNPRESSED;
}这也是笔者学51时候宋老师给出的编程思路，按下开关获得的状态是1，每1ms进入中断一次并移位一次把结果存入缓冲值Keybuf[i]，因此只要判断Keybuf的值就能知道过去的16ms是不是处于稳态。如果keybuf[i] =0x0000，则说明前16ms开关一直松开，如果keybuf[i] = 0xffff,则说明开关一直按着。当然本案的代码是只要其中有1位没置1，那么进行状态判断的时候就认为开关不是按着而是弹开.即对按着有更强的要求,反过来对松开是弱要求（在过去的16ms中如果电平有跳动就判断松开）因为现在的程序的写法是两态判断。考虑到每20ms才进行一次开关状态判断，而不是开关稳态发生变化就马上进行功能判断，在响应上会有一些延迟，对应响应要求快速的地方，该方案也许还要调整，因此要结合实际的应用场景选择合适方案。
key.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Key.h"
/*映射区*/
#define KEY_PRESSED 1 //按键按下
#define KEY_UNPRESSED 0//按键松开
/*开关阈值时间*/
#define KEY_TIME_DOUBLE 200//把该处的值调低比如设置为1那么程序就不可能检测到双击，变相的屏蔽了双击功能
#define KEY_TIME_LONG 2000
#define KEY_TIME_REPEAT 100
/*GPIO口宏定义开关KEY_1 KEY_2都是GPIOB,第二组KEY_3 KEY_4也是GPIOB*/
#define GPIO_KEY_1 GPIO_Pin_1
#define GPIO_KEY_2 GPIO_Pin_11
#define GPIOX_KEY1_KEY2 GPIOB
#define GPIO_KEY_3 GPIO_Pin_13
#define GPIO_KEY_4 GPIO_Pin_15
#define GPIOX_KEY3_KEY4 GPIOB
/* Key_Flag bit6~bit0 分别代表REPEAT（bit6）、Long、Double、Single、UP、Down、HOLD，bit7是空位 */
uint8_t Key_Flag[KEY_COUNT] = {0};//定义全局变量标志位每个标志位互相独立,不同的标志位代表不同的事件
uint16_t Keybuf[KEY_COUNT] = {0x0000};
void Key_Init(void)
{
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
/*按键使能GPIO初始化，常态是高电平按下是低电平*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_KEY_1 | GPIO_KEY_2;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOX_KEY1_KEY2, &GPIO_InitStructure);
/*按键使能GPIO初始化，常态是低电平按下是高电平*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_KEY_3 | GPIO_KEY_4;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOX_KEY3_KEY4, &GPIO_InitStructure);
}
/*检测当前按键的电平，并返回相应的电平信息即开关状态*/
uint16_t Key_GetState(uint8_t n)
{
if (n >= KEY_COUNT) {
return 0; // 索引越界时直接返回0，不执行后续操作
}
if (n == KEY_1)
{
if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0)
{
return KEY_PRESSED;
}
}
else if (n == KEY_2)
{
if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11) == 0)
{
return KEY_PRESSED;
}
}
else if (n == KEY_3)
{
if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_13) == 1)
{
return KEY_PRESSED;
}
}
else if (n == KEY_4)
{
if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_15) == 1)
{
return KEY_PRESSED;
}
}
return KEY_UNPRESSED;
}
/*有历史的开关状态判定*/
uint16_t Key_SteadyState(uint8_t n)
{
if (n >= KEY_COUNT) {
return 0; // 索引越界时直接返回0，不执行后续操作
}
if (n == KEY_1)
{
if (Keybuf[KEY_1] == 0xFFFF)
{
return KEY_PRESSED;
}
}
if (n == KEY_2)
{
if (Keybuf[KEY_2] == 0xFFFF)
{
return KEY_PRESSED;
}
}
if (n == KEY_3)
{
if (Keybuf[KEY_3] == 0xFFFF)
{
return KEY_PRESSED;
}
}
if (n == KEY_4)
{
if (Keybuf[KEY_4] == 0xFFFF)
{
return KEY_PRESSED;
}
}
return KEY_UNPRESSED;
}
/**
* 函 数：开关状态检测函数
* 参 数：uint8_t n 指定开关编号，可在 KEY_1 KEY_2 KEY_3 KEY_4选择如需扩展可在KEY.h中添加，KEY_1的值是0 KEY_2的值是1，看头文件的定义
* 参 数：uint8_t Flag指定开关的状态可在下面参数中选择
// KEY_HOLD ：按住开关
// KEY_DOWN ：按下开关
// KEY_UP ：开关弹起 这三项一般不作为参数检测
KEY_SINGLE ：单击
KEY_DOUBLE ：双击
KEY_LONG : 长按
KEY_REPEAT ： 重复，即一直按住。 后4项状态是互斥的但是和前三项可以共存
* 返 回 值：如果开关状态是例举（uint8_t Flag）的状态则返回1，如果不是则返回0
* 注意事项：开关状态Key_Flag[n]不一定和uint8_t Flag相同
*/
uint8_t Key_Check(uint8_t n, uint8_t Flag)//开关状态检测
{
/* 添加边界检查：确保 n 在有效索引范围内 */
if (n >= KEY_COUNT) {
return 0; // 索引越界时直接返回0，不执行后续操作
}
if (Key_Flag[n] & Flag)//开关的7个状态FLAG一个状态只占一位比如单击 0000 1000，只有开关确实是处于单击状态开关的结果才是非0的
{
if (Flag != KEY_HOLD) //这个函数就是保证不清除bit0位置的状态
{
Key_Flag[n] &= ~Flag; //相应的bit控制位清0，其它位保持
}
return 1;
}
return 0;
}
void Key_Tick(void)
{
static uint8_t Count, i;//定义静态变量i和Count
static uint8_t CurrState[KEY_COUNT], PrevState[KEY_COUNT];//定义现态和前态
static uint8_t S[KEY_COUNT] ={0};//定义状态
static uint16_t Time[KEY_COUNT] = {0};//定义开关时间
for (i = 0; i < KEY_COUNT; i ++)//遍历所有的开关，KEY_COUNT的值在Key.H中定义了
{
Keybuf[i] = (Keybuf[i] << 1) | Key_GetState(i) ;//当前的开关状态赋值给状态监控数组
if (Time[i] > 0)
{
Time[i] --; //对应开关的时间减1
}
}
Count ++;
if (Count >= 20)//每20ms进入一次这个函数
{
Count = 0;
for (i = 0; i < KEY_COUNT; i ++)//历遍所有的开关状态
{
PrevState[i] = CurrState[i];//当Key_GetState(i)获得新状态时代表着CurrState里面的状态就是前态了
CurrState[i] =Key_SteadyState(i) ;//把稳定的开关状态赋值给现态
if (CurrState[i] == KEY_PRESSED)//如果检测到开关按下则标志位HOLD置1
{
Key_Flag[i] |= KEY_HOLD; //KEY_HOLD = 0000 0001则bit 0 置1其它位保持。
}
else//如果没检测到开关按下则标志位HOLD置0
{
Key_Flag[i] &= ~KEY_HOLD;//，~KEY_HOLD = 1111 1110 则bit 0置0其它位保持。
}
if (CurrState[i] == KEY_PRESSED && PrevState[i] == KEY_UNPRESSED)//如果现态是按下前态是没有按下
{
Key_Flag[i] |= KEY_DOWN; // KEY_DOWN = 0000 0010 则bit 1置1其它位保持
}
if (CurrState[i] == KEY_UNPRESSED && PrevState[i] == KEY_PRESSED)//如果现态是弹起前态是按下
{
Key_Flag[i] |= KEY_UP; // KEY_UP = 0000 0100则bit 2 置1其它位保持
}
if (S[i] == 0) //如果对应开关处于空闲状态
{
if (CurrState[i] == KEY_PRESSED) //如果现态的开关状态时按下
{
Time[i] = KEY_TIME_LONG; //对应开关的时间设置为2000即长按检测
S[i] = 1;//开关由0态进入1态
}
}
else if (S[i] == 1) //如果对应开关处于状态1
{
if (CurrState[i] == KEY_UNPRESSED)//如果现态开关状态是弹起
{
Time[i] = KEY_TIME_DOUBLE; //对应开关时间设置为200
S[i] = 2;//开关由1态进入2态
}
else if (Time[i] == 0) //如果对应开关时间为0
{
Time[i] = KEY_TIME_REPEAT; //开关时间设置为100
Key_Flag[i] |= KEY_LONG;//KEY_LONG = 0010 0000，则对应标志位bit5 置1其它位保持
S[i] = 4; //开关由1态进人4态，
}
}
else if (S[i] == 2) //如果对应开关处于2态
{
if (CurrState[i] == KEY_PRESSED)//如果检测到开关处于按住状态
{
Key_Flag[i] |= KEY_DOUBLE;//对应开关设置标志位 KEY_DOUBLE = 0001 0000，bit4 置1其它位保持
S[i] = 3;//开关进入状态3，说明按键已然双击
}
else if (Time[i] == 0)//否则的话检测对应开关的时间是否为0
{
Key_Flag[i] |= KEY_SINGLE; //对应开关设置标志位 KEY_SINGLE = 0000 1000,bit3 置1其它位保持
S[i] = 0; //开关状态由2态回到状态0
}
}
else if (S[i] == 3)//如果对应开关处于状态3
{
if (CurrState[i] == KEY_UNPRESSED)//如果对应开关现态是弹起
{
S[i] = 0;//开关由3态回到状态0
}
}
else if (S[i] == 4)//如果对应开关处于状态4
{
if (CurrState[i] == KEY_UNPRESSED)//如果对应开关现态是弹起
{
S[i] = 0;//开关由4态回到状态0
}
else if (Time[i] == 0)//如果对应时间是0
{
Time[i] = KEY_TIME_REPEAT; //对应开关设置为重复按键时间100
Key_Flag[i] |= KEY_REPEAT; //对应开关标志位设置为 KEY_REPEAT = 0100 0000 bit6 置1其它位保持
S[i] = 4;//回到状态4
}
}
}
}
}
key.h
#ifndef __KEY_H
#define __KEY_H
/*使能开关的个数，根据工程的需要更该参数*/
#define KEY_COUNT 4
/*开关命名索引，宏命令取的值与for循环的i有关且是一一对应的因此取值要连续不能随意错位，跳过某个数取值的方式，比如0,4,1,3这种顺序是不允许的
*/
#define KEY_1 0
#define KEY_2 1
#define KEY_3 2
#define KEY_4 3
/* 参数修改区，按工程需要重命名开关名字*/
#define Key_Safe KEY_1 // 安全开关
#define Key_Start KEY_2 // 启动开关
#define Key_Stop KEY_3 // 停止开关
#define Key_Reset KEY_4 // 复位开关
#define KEY_HOLD 0x01 //0000 0001
#define KEY_DOWN 0x02 //0000 0010
#define KEY_UP 0x04 //0000 0100
#define KEY_SINGLE 0x08 //0000 1000
#define KEY_DOUBLE 0x10 //0001 0000
#define KEY_LONG 0x20 //0010 0000
#define KEY_REPEAT 0x40 //0100 0000
void Key_Init(void);
uint8_t Key_Check(uint8_t n, uint8_t Flag);
void Key_Tick(void);
#endif
从逻辑上来讲后面的程序对稳态的判断更严格，不同场景的使用要求可以按需调整，比如稳态判断采用8位的，那么时间就是 8ms，count的值改小一点。
贴一个对开关稳态强要求的即在原先的方案上再稍微调整一下
#define KEY_PRESSED 1 //按键按下
#define KEY_UNPRESSED 0//按键松开
#define KEY_Unsteadystate 2//开关不稳定
/*有历史的开关状态判定*/
uint16_t Key_SteadyState(uint8_t n)
{
if (n >= KEY_COUNT) {
return KEY_Unsteadystate; // 索引越界时也归于开关处于不稳定状态
}
if (Keybuf[n] == 0xFFFF) {
return KEY_PRESSED;
}
else if (Keybuf[n] == 0x0000) {
return KEY_UNPRESSED;
}
return KEY_Unsteadystate;
}当然如果你要用这个开关三态的函数的话后续的函数也要调整一下
if (CurrState[i] == KEY_PRESSED && PrevState[i] != KEY_PRESSED)//如果现态是按下前态是没有按下
{
Key_Flag[i] |= KEY_DOWN; // KEY_DOWN = 0000 0010 则bit 1置1其它位保持
}
if (CurrState[i] == KEY_UNPRESSED && PrevState[i] != KEY_UNPRESSED)//如果现态是弹起前态是按下
{
Key_Flag[i] |= KEY_UP; // KEY_UP = 0000 0100则bit 2 置1其它位保持
}基于此笔者又修改了程序，现在开关不在是20ms进行一次状态判断，而是程序检测到开关稳态发生变化的时候，立刻就进入开关动作函数进行工作。
key.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Key.h"
/*映射区*/
#define KEY_PRESSED 1 //按键按下
#define KEY_UNPRESSED 0//按键松开
#define KEY_Unsteadystate 2//开关不稳定
/*开关阈值时间*/
#define KEY_TIME_DOUBLE 200//把该处的值调低比如设置为1那么程序就不可能检测到双击，变相的屏蔽了双击功能
#define KEY_TIME_LONG 2000
#define KEY_TIME_REPEAT 100
/*GPIO口宏定义开关KEY_1 KEY_2都是GPIOB,第二组KEY_3 KEY_4也是GPIOB*/
#define GPIO_KEY_1 GPIO_Pin_1
#define GPIO_KEY_2 GPIO_Pin_11
#define GPIOX_KEY1_KEY2 GPIOB
#define GPIO_KEY_3 GPIO_Pin_13
#define GPIO_KEY_4 GPIO_Pin_15
#define GPIOX_KEY3_KEY4 GPIOB
/* Key_Flag bit6~bit0 分别代表REPEAT（bit6）、Long、Double、Single、UP、Down、HOLD，bit7是空位 */
uint8_t Key_Flag[KEY_COUNT] = {0};//定义全局变量标志位每个标志位互相独立,不同的标志位代表不同的事件
uint16_t Keybuf[KEY_COUNT] = {0x0000};//开关稳态指示
void Key_Init(void)
{
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
/*按键使能GPIO初始化，常态是高电平按下是低电平*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_KEY_1 | GPIO_KEY_2;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOX_KEY1_KEY2, &GPIO_InitStructure);
/*按键使能GPIO初始化，常态是低电平按下是高电平*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_KEY_3 | GPIO_KEY_4;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOX_KEY3_KEY4, &GPIO_InitStructure);
}
/*检测当前按键的电平，并返回相应的电平信息即开关状态*/
uint16_t Key_GetState(uint8_t n)
{
if (n >= KEY_COUNT) {
return 0; // 索引越界时直接返回0，不执行后续操作
}
if (n == KEY_1)
{
if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0)
{
return KEY_PRESSED;
}
}
else if (n == KEY_2)
{
if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11) == 0)
{
return KEY_PRESSED;
}
}
else if (n == KEY_3)
{
if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_13) == 1)
{
return KEY_PRESSED;
}
}
else if (n == KEY_4)
{
if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_15) == 1)
{
return KEY_PRESSED;
}
}
return KEY_UNPRESSED;
}
/*有历史的开关状态判定*/
uint16_t Key_Get_SteadyState(uint8_t n)
{
if (n >= KEY_COUNT) {
return KEY_Unsteadystate; // 索引越界时，归于开关处于稳定状态
}
if (Keybuf[n] == 0xFFFF) {
return KEY_PRESSED;
}
else if (Keybuf[n] == 0x0000) {
return KEY_UNPRESSED;
}
return KEY_Unsteadystate;
}
/**
* 函 数：开关状态检测函数
* 参 数：uint8_t n 指定开关编号，可在 KEY_1 KEY_2 KEY_3 KEY_4选择如需扩展可在KEY.h中添加，KEY_1的值是0 KEY_2的值是1，看头文件的定义
* 参 数：uint8_t Flag指定开关的状态可在下面参数中选择
// KEY_HOLD ：按住开关
// KEY_DOWN ：按下开关
// KEY_UP ：开关弹起 这三项一般不作为参数检测
KEY_SINGLE ：单击
KEY_DOUBLE ：双击
KEY_LONG : 长按
KEY_REPEAT ： 重复，即一直按住。 后4项状态是互斥的但是和前三项可以共存
* 返 回 值：如果开关状态是例举（uint8_t Flag）的状态则返回1，如果不是则返回0
* 注意事项：开关状态Key_Flag[n]不一定和uint8_t Flag相同
*/
uint8_t Key_Check(uint8_t n, uint8_t Flag)//开关状态检测
{
/* 添加边界检查：确保 n 在有效索引范围内 */
if (n >= KEY_COUNT) {
return 0; // 索引越界时直接返回0，不执行后续操作
}
if (Key_Flag[n] & Flag)//开关的7个状态FLAG一个状态只占一位比如单击 0000 1000，只有开关确实是处于单击状态开关的结果才是非0的
{
if (Flag != KEY_HOLD) //这个函数就是保证不清除bit0位置的状态
{
Key_Flag[n] &= ~Flag; //相应的bit控制位清0，其它位保持
}
return 1;
}
return 0;
}
void Key_Tick(void)
{
static uint8_t i;//定义静态变量i和Count
static uint8_t CurrState[KEY_COUNT] ={0}, PrevState[KEY_COUNT]={0};//定义现态和前态
static uint8_t S[KEY_COUNT] ={0};//定义状态
static uint16_t Time[KEY_COUNT] = {0};//定义开关时间
for (i = 0; i < KEY_COUNT; i ++)//遍历所有的开关，KEY_COUNT的值在Key.H中定义了
{
Keybuf[i] = (Keybuf[i] << 1) | Key_GetState(i) ;//当前的开关状态赋值给状态监控数组
PrevState[i] = CurrState[i];//当Key_GetState(i)获得新状态时代表着CurrState里面的状态就是前态了
CurrState[i] =Key_Get_SteadyState(i) ;//把稳定的开关状态赋值给现态
if (Time[i] > 0)
{
Time[i] --; //对应开关的时间减1
}
}
for (i = 0; i < KEY_COUNT; i ++)//历遍所有的开关状态
{
if (CurrState[i] == KEY_PRESSED)//如果检测到开关按下则标志位HOLD置1
{
Key_Flag[i] |= KEY_HOLD; //KEY_HOLD = 0000 0001则bit 0 置1其它位保持。
}
else//如果没检测到开关按下则标志位HOLD置0
{
Key_Flag[i] &= ~KEY_HOLD;//，~KEY_HOLD = 1111 1110 则bit 0置0其它位保持。
}
if (CurrState[i] == KEY_PRESSED && PrevState[i] != KEY_PRESSED)//如果现态是按下前态是没有按下
{
Key_Flag[i] |= KEY_DOWN; // KEY_DOWN = 0000 0010 则bit 1置1其它位保持
}
if (CurrState[i] == KEY_UNPRESSED && PrevState[i] != KEY_UNPRESSED)//如果现态是弹起前态是按下
{
Key_Flag[i] |= KEY_UP; // KEY_UP = 0000 0100则bit 2 置1其它位保持
}
if(PrevState[i] != CurrState[i] && CurrState[i]!= KEY_Unsteadystate )//进入这个函数说明开关有动作从1个稳态到另一个稳态
{
if(S[i] == 2 )//判断函数是状态2，说明函数从长按和重复按键状态退出
{
S[i] = 0;//开关从2态恢复到0态，
Time[i] = 0; //计数时间复位
}
else if (S[i] == 0) //如果对应开关处于空闲状态
{
if (CurrState[i] == KEY_PRESSED) //如果现态的开关状态时按下
{
Time[i] = KEY_TIME_LONG; //对应开关的时间设置为2000即长按检测
S[i] = 1;//开关由0态进入1态
}
}
else if(S[i] == 1)//判断函数是状态1说明开关进入了短键模式，至于是单击还是双击看后续判断
{
if(Time[i] > 0)//即开关阈值时间没到达长按设置的时间状态就发生了变化
{
S[i] = 3; //进入3态，即进入短键判断模式
Time[i] = KEY_TIME_DOUBLE; //设置单击还是双击的阈值时间
}
}
else if(S[i] == 3)
{
if(Time[i] > 0) //在状态3的情况下又进入了函数并且还没到达阈值时间说明发生了双击
{
Key_Flag[i] |= KEY_DOUBLE; //双击
S[i] = 0;//回到状态0
}
else
{
}
}
}
else //进入这里说明开关稳态没有发生变化
{
if(S[i] == 1 && Time[i] == 0)//到达长按阈值时间
{
Key_Flag[i] |= KEY_LONG; //长按
Time[i] = KEY_TIME_REPEAT;
S[i] = 2;//开关进入状态2
}
else if(S[i]== 2)//进入重复按着的情况
{
if(Time[i] == 0)//100ms的重复又到了0
{
Key_Flag[i] |= KEY_REPEAT; //设置重复按键标志
Time[i] = KEY_TIME_REPEAT;//设置重复按键时间
}
}
else if(S[i]==3 &&Time[i] == 0 )//在3态的情况下阈值时间到达了0，说明没有双击
{
Key_Flag[i] |= KEY_SINGLE; //设置单击按键标志
S[i] = 0; //开关动作结束，回到状态0
}
}
}
}
然后是程序的流程图
经过简单的测试，江科大原先留下的测试程序都能正常工作。
整个程序开关其实进行了3次稳态变化判断：1）按键弹起------>按键按下---------->按键再弹起------->按键再按下
开关状态key_single Key_double Key_long Key_repeat Key_Up Key_Down这些开关状态都需要及时在主函数中使用Key_Check函数清零，否则状态位会一直保持。但是是Key_HOLD 这个标志位的状态会随着开关动作一直变化。
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