【详解~按键状态机~功能Plus】2.实现单击、双击、长按的功能
按键状态机讲解见：【详解~按键状态机】1.实现短按长按的功能
本文长按短按的基础上，增加了双击功能。
文章目录
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- 1.问题描述
- 2.单击、双击、长按的定义
- 3.代码变更讲解
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- 3.1 宏定义
- 3.2 结构体、枚举型
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- 3.3 按键全局变量
- 3.4 函数定义
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- 关键函数
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- 3.5 定时器中断及main函数
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- 定时器函数
- main函数
- 4.实验验证
- 5.总结
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1.问题描述
使用一个按键，实现长按、单击、双击操作。运用状态机思想，提高效率。
- 外设:io口、定时器
2.单击、双击、长按的定义
- 长按事件：任何大于 1秒 按下并释放事件（不支持连按，需连按，稍微修改状态机即可）
- 单击事件：按下时间不超过 1秒 且 释放后 500ms 内无再次按下的操作
- 双击事件：俩次短按时间间隔小于500ms，俩次短按操作合并为一次双击事件。
特殊情况说明：
1.短按和长按时间间隔小于 500ms，响应一次单击和长按事件，不响应双击事件
2.连续2n次短按，且时间间隔小于 500ms，响应为n次双击
3.连续2n+1次短按，且时间间隔小于 500ms，且最后一次500ms内无操作。
注意：
建议每次事件后，500ms后再操作。
3.代码变更讲解
3.1 宏定义
增加了，等待第二次按下的时间间隔，500ms。
/****************************************************************************************************
* 长按、单击、双击定义
* 长按事件：任何大于 KEY_LONG_PRESS_TIME
* 单击事件：按下时间不超过 KEY_LONG_PRESS_TIME 且 释放后 KEY_WAIT_DOUBLE_TIME 内无再次按下的操作
* 双击事件：俩次短按时间间隔小于KEY_WAIT_DOUBLE_TIME，俩次短按操作合并为一次双击事件。
* 特殊说明：
* 1.短按和长按时间间隔小于 KEY_WAIT_DOUBLE_TIME，响应一次单击和长按事件，不响应双击事件
* 2.连续2n次短按，且时间间隔小于 KEY_WAIT_DOUBLE_TIME，响应为n次双击
* 3.连续2n+1次短按，且时间间隔小于 KEY_WAIT_DOUBLE_TIME，且最后一次KEY_WAIT_DOUBLE_TIME内无操作，
* 响应为n次双击 和 一次单击事件
****************************************************************************************************/
#define KEY_LONG_PRESS_TIME 50 // 20ms*50 = 1s
#define KEY_WAIT_DOUBLE_TIME 25 // 20ms*25 = 500ms
#define KEY_PRESSED_LEVEL 0 // 按键按下是电平为低
3.2 结构体、枚举型
增加了双击的事件
// 按键事件
typedef enum _KEY_EventList_TypeDef
{
KEY_Event_Null = 0x00, // 无事件
KEY_Event_SingleClick = 0x01, // 单击
KEY_Event_DoubleClick = 0x02, // 双击
KEY_Event_LongPress = 0x04 // 长按
}KEY_EventList_TypeDef;
增加了一些按键的状态：
要实现双击，
KEY_Status_WaiteAgain：等待二次按下的状态
KEY_Status_SecondPress：确认有第二次按下
// 按键状态
typedef enum _KEY_StatusList_TypeDef
{
KEY_Status_Idle = 0 , // 空闲
KEY_Status_Debounce , // 消抖
KEY_Status_ConfirmPress , // 确认按下
KEY_Status_ConfirmPressLong , // 确认长按着
KEY_Status_WaiteAgain , // 等待再次按下
KEY_Status_SecondPress , // 第二次按下
}KEY_StatusList_TypeDef;
其他不变
// 按键动作，按下、释放
typedef enum
{
KEY_Action_Press = 0,
KEY_Action_Release
}KEY_Action_TypeDef;
// 按键引脚的电平
typedef enum
{
KKEY_PinLevel_Low = 0,
KEY_PinLevel_High
}KEY_PinLevel_TypeDef;
// 按键配置结构体
typedef struct _KEY_Configure_TypeDef
{
uint16_t KEY_Count; //按键长按计数
KEY_Action_TypeDef KEY_Action; //按键动作，按下1，抬起0
KEY_StatusList_TypeDef KEY_Status; //按键状态
KEY_EventList_TypeDef KEY_Event; //按键事件
KEY_PinLevel_TypeDef (*KEY_ReadPin_Fcn)(void); //读IO电平函数
}KEY_Configure_TypeDef;
3.3 按键全局变量
KeyCfg 保存了按键配置信息。
/****************************************************************************************************
* 全局变量
****************************************************************************************************/
KEY_Configure_TypeDef KeyCfg={
0, //按键长按计数
KEY_Action_Release, //虚拟当前IO电平，按下1，抬起0
KEY_Status_Idle, //按键状态
KEY_Event_Null, //按键事件
KEY_ReadPin //读IO电平函数
};
3.4 函数定义
基于STM32F103C8单片机。
使用引脚为PA0，电路图如下：
代码如下
/****************************************************************************************************
* 函数定义
****************************************************************************************************/
// 按键读取按键的电平函数，更具实际情况修改
static KEY_PinLevel_TypeDef KEY_ReadPin(void) //按键读取函数
{
return (KEY_PinLevel_TypeDef) GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0);
}
// 获取按键是按下还是释放，保存到结构体
static void KEY_GetAction_PressOrRelease(void) // 根据实际按下按钮的电平去把它换算成虚拟的结果
{
if(KeyCfg.KEY_ReadPin_Fcn() == KEY_PRESSED_LEVEL)
{
KeyCfg.KEY_Action = KEY_Action_Press;
}
else
{
KeyCfg.KEY_Action = KEY_Action_Release;
}
}
//按键初始化函数
void KEY_Init(void) //IO初始化
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//使能PORTA时钟
//初始化 WK_UP-->GPIOA.0
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //设置成上拉输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.0
}
关键函数
读取按键状态机的函数，思路与我的前一篇博客手绘图解的类似。只是多了几个状态而已。
主要思路：
首先读取按键的动作，再在switch case 里面匹配引脚的状态，case下用if判断按键动作或按下的时长，对状态、事件进行赋值。
参考代码：
/****************************************************************************************************
* 读取按键状态机
****************************************************************************************************/
void KEY_ReadStateMachine(void)
{
KEY_GetAction_PressOrRelease();
switch(KeyCfg.KEY_Status)
{
//状态：没有按键按下
case KEY_Status_Idle:
if(KeyCfg.KEY_Action == KEY_Action_Press)
{
KeyCfg.KEY_Status = KEY_Status_Debounce;
KeyCfg.KEY_Event = KEY_Event_Null;
}
else
{
KeyCfg.KEY_Status = KEY_Status_Idle;
KeyCfg.KEY_Event = KEY_Event_Null;
}
break;
//状态：消抖
case KEY_Status_Debounce:
if(KeyCfg.KEY_Action == KEY_Action_Press)
{
KeyCfg.KEY_Status = KEY_Status_ConfirmPress;
KeyCfg.KEY_Event = KEY_Event_Null;
}
else
{
KeyCfg.KEY_Status = KEY_Status_Idle;
KeyCfg.KEY_Event = KEY_Event_Null;
}
break;
//状态：继续按下
case KEY_Status_ConfirmPress:
if( (KeyCfg.KEY_Action == KEY_Action_Press) && ( KeyCfg.KEY_Count >= KEY_LONG_PRESS_TIME))
{
KeyCfg.KEY_Status = KEY_Status_ConfirmPressLong;
KeyCfg.KEY_Event = KEY_Event_Null;
KeyCfg.KEY_Count = 0;
}
else if( (KeyCfg.KEY_Action == KEY_Action_Press) && (KeyCfg.KEY_Count < KEY_LONG_PRESS_TIME))
{
KeyCfg.KEY_Count++;
KeyCfg.KEY_Status = KEY_Status_ConfirmPress;
KeyCfg.KEY_Event = KEY_Event_Null;
}
else
{
KeyCfg.KEY_Count = 0;
KeyCfg.KEY_Status = KEY_Status_WaiteAgain;// 按短了后释放
KeyCfg.KEY_Event = KEY_Event_Null;
}
break;
//状态：一直长按着
case KEY_Status_ConfirmPressLong:
if(KeyCfg.KEY_Action == KEY_Action_Press)
{ // 一直等待其放开
KeyCfg.KEY_Status = KEY_Status_ConfirmPressLong;
KeyCfg.KEY_Event = KEY_Event_Null;
KeyCfg.KEY_Count = 0;
}
else
{
KeyCfg.KEY_Status = KEY_Status_Idle;
KeyCfg.KEY_Event = KEY_Event_LongPress;
KeyCfg.KEY_Count = 0;
}
break;
//状态：等待是否再次按下
case KEY_Status_WaiteAgain:
if((KeyCfg.KEY_Action != KEY_Action_Press) && ( KeyCfg.KEY_Count >= KEY_WAIT_DOUBLE_TIME))
{ // 第一次短按,且释放时间大于KEY_WAIT_DOUBLE_TIME
KeyCfg.KEY_Count = 0;
KeyCfg.KEY_Status = KEY_Status_Idle;
KeyCfg.KEY_Event = KEY_Event_SingleClick;// 响应单击
}
else if((KeyCfg.KEY_Action != KEY_Action_Press) && ( KeyCfg.KEY_Count < KEY_WAIT_DOUBLE_TIME))
{// 第一次短按,且释放时间还没到KEY_WAIT_DOUBLE_TIME
KeyCfg.KEY_Count ++;
KeyCfg.KEY_Status = KEY_Status_WaiteAgain;// 继续等待
KeyCfg.KEY_Event = KEY_Event_Null;
}
else // 第一次短按,且还没到KEY_WAIT_DOUBLE_TIME 第二次被按下
{
KeyCfg.KEY_Count = 0;
KeyCfg.KEY_Status = KEY_Status_SecondPress;// 第二次按下
KeyCfg.KEY_Event = KEY_Event_Null;
}
break;
case KEY_Status_SecondPress:
if( (KeyCfg.KEY_Action == KEY_Action_Press) && ( KeyCfg.KEY_Count >= KEY_LONG_PRESS_TIME))
{
KeyCfg.KEY_Status = KEY_Status_ConfirmPressLong;// 第二次按的时间大于 KEY_LONG_PRESS_TIME
KeyCfg.KEY_Event = KEY_Event_SingleClick; // 先响应单击
KeyCfg.KEY_Count = 0;
}
else if( (KeyCfg.KEY_Action == KEY_Action_Press) && ( KeyCfg.KEY_Count < KEY_LONG_PRESS_TIME))
{
KeyCfg.KEY_Count ++;
KeyCfg.KEY_Status = KEY_Status_SecondPress;
KeyCfg.KEY_Event = KEY_Event_Null;
}
else
{// 第二次按下后在 KEY_LONG_PRESS_TIME内释放
KeyCfg.KEY_Count = 0;
KeyCfg.KEY_Status = KEY_Status_Idle;
KeyCfg.KEY_Event = KEY_Event_DoubleClick; // 响应双击
}
break;
default:
break;
}
}
3.5 定时器中断及main函数
定时器函数
初始化一个定时器。中断时间为20ms。
这里使用的时tim3。
定时器中断里面，直接调用KEY_ReadStateMachine()函数即可，将读取到的事件保存到KeyCfg.KEY_Event变量。
extern KEY_Configure_TypeDef KeyCfg;
//定时器3中断服务程序
void TIM3_IRQHandler(void) //TIM3中断
{
if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) //检查TIM3更新中断发生与否
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update ); //清除TIMx更新中断标志
KEY_ReadStateMachine(); //调用状态机
if(KeyCfg.KEY_Event == KEY_Event_SingleClick)
{
printf("单击\r\n");//事件处理
}
if(KeyCfg.KEY_Event == KEY_Event_LongPress)
{
printf("长按\r\n");//事件处理
}
}
}
main函数
这里main函数十分简洁。初始化即可。
实际应用时，事件处理的代码，建议不要放在定时器里面。
int main(void)
{
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
uart_init(115200); // 用于查看输出
TIM3_Int_Init(200-1,7200-1); //调用定时器使得20ms产生一个中断
//按键初始化函数
KEY_Init();
while(1);
}
4.实验验证
将程序下载到单片机，并连接好串口。
快速点击7次按键。产生3次双击，一次单击。
单击一次后，间隔600ms后又单击一次，再快速双击。
单击一次后，500ms内长按2s后释放。
5.总结
打印信息与实际相符。
故，代码是可行的。
后记：
KEY_ReadStateMachine里面的printf用于打印查看。为了读起来轻松，多写了一些没必要的赋值操作。实际应用时可以注释掉，以提高效率。
双击实现了，三击、四击就不难了。。。有兴趣可以试试。
人无完人，代码一定是有不足的，欢迎交流，咱们共同维护。
感谢大家的阅读，码字分享不易。
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