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用状态机实现STM32各种按键方式

一起学嵌入式 2025-01-05 11:27
TI MCU方案：能源基础设施实时控制 如何增强能源基础设施的实时控制？

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常见的按键判定程序，如正点原子按键例程，只能判定单击事件，对于双击、长按等的判定逻辑较复杂，且使用main函数循环扫描的方式，容易被阻塞，或按键扫描函数会阻塞其他程序的执行。


使用定时器设计状态机可以规避这一问题。


功能介绍


本程序功能：


使用定时器状态机实现按键单击、双击、长按、连按功能。


消抖时间可调，长按时间可调，双击判定时间可调，连按单击间隔可调，可选择使能长按、连按、双击功能，无延时不阻塞，稳定触发。


移植只需修改读IO函数，结构体初始化和宏定义时间参数即可。


注：


在定时器状态机判定产生事件标志，在主函数处理并清除事件标志。


单击是最基本事件，除以下情况外，经过消抖后，在按键释放时触发单击事件。


使能长按后，若按键按下时间大于长按判定时间，则释放时触发长按事件，若不使能，释放时触发单击事件。


使能连按后，按住按键时持续触发连按事件，可自定义等效为单击事件。


无论是否使能长按，按键长按不释放，先经过长按判定时间触发第一次连按事件，然后循环进行连按计时，每次计时结束后都会触发一次连按事件，直到按键释放，触发长按事件(使能长按)，或单击事件（不使能长按）。


使能双击后，若两次单击行为之间，由释放到按下的时间小于双击判定时间，则第一次单击行为释放时不触发单击事件，第二次单击行为在释放时触发双击事件。


一次单击行为在双击判定时间内无按键按下动作，之后才触发单击事件。


无论是否使能长按，若上述第二次行为是长按，则第二次释放时不会触发双击事件，而是到达长按判定时间后先触发属于第一次的单击事件，然后在第二次释放按键时触发长按事件(使能长按)，或单击事件（不使能长按）。


代码


头文件 my_key.h


#ifndef ___MY_KEY_H__#define ___MY_KEY_H__#include "main.h"#define ARR_LEN(arr) ((sizeof(arr)) / (sizeof(arr[0]))) //数组大小宏函数
#define KEY_DEBOUNCE_TIME 10      //消抖时间#define KEY_LONG_PRESS_TIME 500   //长按判定时间#define KEY_QUICK_CLICK_TIME 100  //连按时间间隔#define KEY_DOUBLE_CLICK_TIME 200 //双击判定时间#define KEY_PRESSED_LEVEL 0 //按键被按下时的电平
//按键动作typedef enum{  KEY_Action_Press,   //按住  KEY_Action_Release, //松开} KEY_Action_TypeDef;
//按键状态typedef enum{  KEY_Status_Idle,             //空闲  KEY_Status_Debounce,         //消抖  KEY_Status_ConfirmPress,     //确认按下  KEY_Status_ConfirmPressLong, //确认长按  KEY_Status_WaitSecondPress,  //等待再次按下  KEY_Status_SecondDebounce,   //再次消抖  KEY_Status_SecondPress,      //再次按下} KEY_Status_TypeDef;
//按键事件typedef enum{  KEY_Event_Null,        //空事件  KEY_Event_SingleClick, //单击  KEY_Event_LongPress,   //长按  KEY_Event_QuickClick,  //连击  KEY_Event_DoubleClick, //双击} KEY_Event_TypeDef;
//按键模式使能选择typedef enum{  KEY_Mode_OnlySinge = 0x00,         //只有单击  KEY_Mode_Long = 0x01,              //单击长按  KEY_Mode_Quick = 0x02,             //单击连按  KEY_Mode_Long_Quick = 0x03,        //单击长按连按  KEY_Mode_Double = 0x04,            //单击双击  KEY_Mode_Long_Double = 0x05,       //单击长按双击  KEY_Mode_Quick_Double = 0x06,      //单击连按双击  KEY_Mode_Long_Quick_Double = 0x07, //单击长按连按双击} KEY_Mode_TypeDef;
//按键配置typedef struct{  uint8_t KEY_Label;             //按键标号  KEY_Mode_TypeDef KEY_Mode;              //按键模式  uint16_t KEY_Count;            //按键按下计时  KEY_Action_TypeDef KEY_Action; //按键动作，按下或释放  KEY_Status_TypeDef KEY_Status; //按键状态  KEY_Event_TypeDef KEY_Event;   //按键事件} KEY_Configure_TypeDef;
extern KEY_Configure_TypeDef KeyConfig[];extern KEY_Event_TypeDef key_event[];
void KEY_ReadStateMachine(KEY_Configure_TypeDef *KeyCfg);
#endif


‍源文件 my_key.c


#include "my_key.h"
static uint8_t KEY_ReadPin(uint8_t key_label){  switch (key_label)  {  case 0:    return (uint8_t)HAL_GPIO_ReadPin(K0_GPIO_Port, K0_Pin);  case 1:    return (uint8_t)HAL_GPIO_ReadPin(K1_GPIO_Port, K1_Pin);  case 2:    return (uint8_t)HAL_GPIO_ReadPin(K2_GPIO_Port, K2_Pin);  case 3:    return (uint8_t)HAL_GPIO_ReadPin(K3_GPIO_Port, K3_Pin);  case 4:    return (uint8_t)HAL_GPIO_ReadPin(K4_GPIO_Port, K4_Pin);  // case X:  //   return (uint8_t)HAL_GPIO_ReadPin(KX_GPIO_Port, KX_Pin);  }  return 0;}
KEY_Configure_TypeDef KeyConfig[] = {    {0, KEY_Mode_Long_Quick_Double, 0, KEY_Action_Release, KEY_Status_Idle, KEY_Event_Null},    {1, KEY_Mode_Long_Quick_Double, 0, KEY_Action_Release, KEY_Status_Idle, KEY_Event_Null},    {2, KEY_Mode_Long_Quick_Double, 0, KEY_Action_Release, KEY_Status_Idle, KEY_Event_Null},    {3, KEY_Mode_Long_Quick_Double, 0, KEY_Action_Release, KEY_Status_Idle, KEY_Event_Null},    {4, KEY_Mode_Long_Quick_Double, 0, KEY_Action_Release, KEY_Status_Idle, KEY_Event_Null},    // {X, KEY_Mode_Long_Quick_Double, 0, KEY_Action_Release, KEY_Status_Idle, KEY_Event_Null},};
KEY_Event_TypeDef key_event[ARR_LEN(KeyConfig)] = {KEY_Event_Null}; //按键事件//按键状态处理void KEY_ReadStateMachine(KEY_Configure_TypeDef *KeyCfg){  static uint16_t tmpcnt[ARR_LEN(KeyConfig)] = {0};  //按键动作读取  if (KEY_ReadPin(KeyCfg->KEY_Label) == KEY_PRESSED_LEVEL)    KeyCfg->KEY_Action = KEY_Action_Press;  else    KeyCfg->KEY_Action = KEY_Action_Release;
  //状态机  switch (KeyCfg->KEY_Status)  {  //状态：空闲  case KEY_Status_Idle:    if (KeyCfg->KEY_Action == KEY_Action_Press) //动作：按下    {      KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_Debounce; //状态->消抖      KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;       //事件->无    }    else //动作：默认动作，释放    {      KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_Idle; //状态->维持      KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;   //事件->无    }    break;
  //状态：消抖  case KEY_Status_Debounce:    if ((KeyCfg->KEY_Action == KEY_Action_Press) && (KeyCfg->KEY_Count >= KEY_DEBOUNCE_TIME)) //动作：保持按下，消抖时间已到    {      KeyCfg->KEY_Count = 0;                        //计数清零      KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_ConfirmPress; //状态->确认按下      KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;           //事件->无    }    else if ((KeyCfg->KEY_Action == KEY_Action_Press) && (KeyCfg->KEY_Count < KEY_DEBOUNCE_TIME)) //动作：保持按下，消抖时间未到    {      KeyCfg->KEY_Count++;                      //消抖计数      KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_Debounce; //状态->维持      KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;       //事件->无    }    else //动作：释放，消抖时间未到，判定为抖动    {      KeyCfg->KEY_Count = 0;                //计数清零      KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_Idle; //状态->空闲      KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;   //事件->无    }    break;
  //状态：确认按下  case KEY_Status_ConfirmPress:    if ((KeyCfg->KEY_Action == KEY_Action_Press) && (KeyCfg->KEY_Count >= KEY_LONG_PRESS_TIME)) //动作：保持按下，长按时间已到    {      KeyCfg->KEY_Count = KEY_QUICK_CLICK_TIME;         //计数置数，生成第一次连按事件      KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_ConfirmPressLong; //状态->确认长按      KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;               //事件->无    }    else if ((KeyCfg->KEY_Action == KEY_Action_Press) && (KeyCfg->KEY_Count < KEY_LONG_PRESS_TIME)) //动作：保持按下，长按时间未到    {      KeyCfg->KEY_Count++;                          //长按计数      KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_ConfirmPress; //状态->维持      KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;           //事件->无    }    else //动作：长按时间未到，释放    {      if ((uint8_t)(KeyCfg->KEY_Mode) & 0x04) //双击模式      {        KeyCfg->KEY_Count = 0;                           //计数清零        KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_WaitSecondPress; //状态->等待再按        KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;              //事件->无      }      else //非双击模式      {        KeyCfg->KEY_Count = 0;                     //计数清零        KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_Idle;      //状态->空闲        KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_SingleClick; //事件->单击****      }    }    break;
  //状态：确认长按  case KEY_Status_ConfirmPressLong:    if (KeyCfg->KEY_Action == KEY_Action_Press) //动作：保持按下    {      if ((uint8_t)KeyCfg->KEY_Mode & 0x02) //连按模式      {        if (KeyCfg->KEY_Count >= KEY_QUICK_CLICK_TIME) //连按间隔时间已到        {          KeyCfg->KEY_Count = 0;                            //计数清零          KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_ConfirmPressLong; //状态->维持          KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_QuickClick;         //事件->连按****        }        else //连按间隔时间未到        {          KeyCfg->KEY_Count++;                              //连按计数          KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_ConfirmPressLong; //状态->维持          KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;               //事件->无        }      }      else //非连按模式      {        KeyCfg->KEY_Count = 0;                            //计数清零        KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_ConfirmPressLong; //状态->维持        KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;               //事件->无      }    }    else //动作：长按下后释放    {      if ((uint8_t)KeyCfg->KEY_Mode & 0x01) //长按模式      {        KeyCfg->KEY_Count = 0;                   //计数清零        KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_Idle;    //状态->空闲        KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_LongPress; //事件->长按****      }      else //非长按模式      {        KeyCfg->KEY_Count = 0;                     //计数清零        KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_Idle;      //状态->空闲        KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_SingleClick; //事件->单击****      }    }    break;
  //状态：等待是否再次按下  case KEY_Status_WaitSecondPress:    if ((KeyCfg->KEY_Action != KEY_Action_Press) && (KeyCfg->KEY_Count >= KEY_DOUBLE_CLICK_TIME)) //动作：保持释放，双击等待时间已到    {      KeyCfg->KEY_Count = 0;                     //计数清零      KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_Idle;      //状态->空闲      KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_SingleClick; //事件->单击****    }    else if ((KeyCfg->KEY_Action != KEY_Action_Press) && (KeyCfg->KEY_Count < KEY_DOUBLE_CLICK_TIME)) //动作：保持释放，双击等待时间未到    {      KeyCfg->KEY_Count++;                             //双击等待计数      KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_WaitSecondPress; //状态->维持      KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;              //事件->无    }    else //动作：双击等待时间内，再次按下    {      tmpcnt[KeyCfg->KEY_Label] = KeyCfg->KEY_Count;  //计数保存      KeyCfg->KEY_Count = 0;                          //计数清零      KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_SecondDebounce; //状态->再次消抖      KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;             //事件->无    }    break;
  //状态：再次消抖  case KEY_Status_SecondDebounce:    if ((KeyCfg->KEY_Action == KEY_Action_Press) && (KeyCfg->KEY_Count >= KEY_DEBOUNCE_TIME)) //动作：保持按下，消抖时间已到    {      KeyCfg->KEY_Count = 0;                       //计数清零      KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_SecondPress; //状态->确认再次按下      KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;          //事件->无    }    else if ((KeyCfg->KEY_Action == KEY_Action_Press) && (KeyCfg->KEY_Count < KEY_DEBOUNCE_TIME)) //动作：保持按下，消抖时间未到    {      KeyCfg->KEY_Count++;                            //消抖计数      KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_SecondDebounce; //状态->维持      KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;             //事件->无    }    else //动作：释放，消抖时间未到，判定为抖动    {      KeyCfg->KEY_Count = KeyCfg->KEY_Count + tmpcnt[KeyCfg->KEY_Label]; //计数置数      KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_WaitSecondPress;                   //状态->等待再按      KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;                                //事件->无    }    break;
  //状态：再次按下  case KEY_Status_SecondPress:    if ((KeyCfg->KEY_Action == KEY_Action_Press) && (KeyCfg->KEY_Count >= KEY_LONG_PRESS_TIME)) //动作：保持按下，长按时间已到    {      KeyCfg->KEY_Count = 0;                            //计数清零      KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_ConfirmPressLong; //状态->确认长按      KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_SingleClick;        //事件->先响应单击    }    else if ((KeyCfg->KEY_Action == KEY_Action_Press) && (KeyCfg->KEY_Count < KEY_LONG_PRESS_TIME)) //动作：保持按下，长按时间未到    {      KeyCfg->KEY_Count++;                         //计数      KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_SecondPress; //状态->维持      KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;          //事件->无    }    else //动作：释放，长按时间未到    {      KeyCfg->KEY_Count = 0;                     //计数清零      KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_Idle;      //状态->空闲      KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_DoubleClick; //事件->双击    }    break;  }
  if (KeyCfg->KEY_Event != KEY_Event_Null) //事件记录    key_event[KeyCfg->KEY_Label] = KeyCfg->KEY_Event;}


定时器中断调用和主函数使用
中断周期为1ms



//调用uint32_t tim_cnt = 0;void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim){  if (htim->Instance == htim1.Instance)  {    tim_cnt++;    if (tim_cnt % 1 == 0) // 1ms    {      KEY_ReadStateMachine(&KeyConfig[0]);      KEY_ReadStateMachine(&KeyConfig[1]);      KEY_ReadStateMachine(&KeyConfig[2]);      KEY_ReadStateMachine(&KeyConfig[3]);      KEY_ReadStateMachine(&KeyConfig[4]);    }  }}
int main(void){  while (1)  {    if (key_event[1] == KEY_Event_SingleClick) //单击    {      something1();    }    if (key_event[2] == KEY_Event_LongPress) //长按    {      something2();    }    if ((key_event[3] == KEY_Event_QuickClick) || (key_event[3] == KEY_Event_SingleClick)) //连按    {      something3();    }    if (key_event[4] == KEY_Event_DoubleClick) //双击    {      something4();    }    memset(key_event, KEY_Event_Null, sizeof(key_event)); //清除事件  }}


直接来源：钜锋智联

文章来源于网络，版权归原作者所有，如有侵权，请联系删除。


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    每日可见的315MHz和433MHz遥控模块，你能分清楚吗？众所周知，一套遥控设备主要由发射部分和接收部分组成，发射器可以将控制者的控制按键经过编码，调制到射频信号上面，然后经天线发射出无线信号。而接收器是将天线接收到的无线信号进行解码，从而得到与控制按键相对应的信号，然后再去控制相应的设备工作。当前，常见的遥控设备主要分为红外遥控与无线电遥控两大类，其主要区别为所采用的载波频率及其应用场景不一致。红外遥控设备所采用的射频信号频率一般为38kHz，通常应用在电视、投影仪等设备中；而无线电遥控设备
    华普微HOPERF 2025-01-06 15:29 81浏览
  • 德鲁克著作的解读：从“人”与“事”看管理的本质
    彼得·德鲁克被誉为“现代管理学之父”，他的管理思想影响了无数企业和管理者。然而，关于他的书籍分类，一种流行的说法令人感到困惑：德鲁克一生写了39本书，其中15本是关于管理的，而其中“专门写工商企业或为企业管理者写的”只有两本——《为成果而管理》和《创新与企业家精神》。这样的表述广为流传，但深入探讨后却发现并不完全准确。让我们一起重新审视这一说法，解析其中的矛盾与根源，进而重新认识德鲁克的管理思想及其著作的真正价值。从《创新与企业家精神》看德鲁克的视角《创新与企业家精神》通常被认为是一本专为企业管
    优思学院 2025-01-06 12:03 76浏览
  • 光耦合器如何增强医疗设备的安全性
    光耦合器，也称为光隔离器，是一种利用光在两个隔离电路之间传输电信号的组件。在医疗领域，确保患者安全和设备可靠性至关重要。在众多有助于医疗设备安全性和效率的组件中，光耦合器起着至关重要的作用。这些紧凑型设备经常被忽视，但对于隔离高压和防止敏感医疗设备中的电气危害却是必不可少的。本文深入探讨了光耦合器的功能、其在医疗应用中的重要性以及其实际使用示例。什么是光耦合器？它通常由以下部分组成：LED（发光二极管）：将电信号转换为光。光电探测器（例如光电晶体管）：检测光并将其转换回电信号。这种布置确保输入和
    腾恩科技-彭工 2025-01-03 16:27 171浏览
  • 硅电容系列一：硅电容概述
    这篇内容主要讨论三个基本问题，硅电容是什么，为什么要使用硅电容，如何正确使用硅电容？1.  硅电容是什么首先我们需要了解电容是什么？物理学上电容的概念指的是给定电位差下自由电荷的储藏量，记为C，单位是F，指的是容纳电荷的能力，C=εS/d=ε0εrS/4πkd（真空）=Q/U。百度百科上电容器的概念指的是两个相互靠近的导体，中间夹一层不导电的绝缘介质。通过观察电容本身的定义公式中可以看到，在各个变量中比较能够改变的就是εr，S和d，也就是介质的介电常数，金属板有效相对面积以及距离。当前
    知白 2025-01-06 12:04 110浏览
  • 国产固态继电器如何满足物联网应用的需求
    物联网(IoT)的快速发展彻底改变了从智能家居到工业自动化等各个行业。由于物联网系统需要高效、可靠且紧凑的组件来处理众多传感器、执行器和通信设备，国产固态继电器(SSR)已成为满足中国这些需求的关键解决方案。本文探讨了国产SSR如何满足物联网应用的需求，重点介绍了它们的优势、技术能力以及在现实场景中的应用。了解物联网中的固态继电器固态继电器是一种电子开关设备，它使用半导体而不是机械触点来控制负载。与传统的机械继电器不同，固态继电器具有以下优势：快速切换：确保精确快速的响应，这对于实时物联网系统至
    克里雅半导体科技 2025-01-03 16:11 176浏览
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