以STM32为例，实现按键的短按和长按
以STM32为例，实现按键的短按和长按
目录
- 以STM32为例，实现按键的短按和长按
-
- 1 实现原理
- 2 实现代码
- 3 测试
- 结束语
1 实现原理
简单来说就是通过设置一个定时器来定时扫描几个按键的状态，并分别记录按键按下的持续时间，通过时间的长短就可以判断出是长按还是短按。
本文硬件接线图如下：
2 实现代码
1、key.h
主要是一些按键引脚以及后面需要使用的变量定义。
#ifndef __KEY_H
#define __KEY_H
#include "sys.h"
#define KEY1_PORT GPIOE
#define KEY1_PIN GPIO_Pin_4
#define KEY2_PORT GPIOE
#define KEY2_PIN GPIO_Pin_3
#define KEY3_PORT GPIOE
#define KEY3_PIN GPIO_Pin_2
#define KEY4_PORT GPIOA
#define KEY4_PIN GPIO_Pin_0
// 按键引脚定义
typedef struct
{
GPIO_TypeDef* port; // GPIOx
uint16_t pin; // GPIO PINx
uint16_t pressed_state; // 按键按下时的状态，0：按下时为低电平，1：按下时为高电平
}key_gpio_t;
// 按键状态
typedef enum
{
KEY_RELEASE, // 释放松开
KEY_CONFIRM, // 消抖确认
KEY_SHORT_PRESSED, // 短按
KEY_LONG_PRESSED, // 长按
}key_status_t;
// 按键事件
typedef enum
{
EVENT_NULL,
EVENT_SHORT_PRESSED,
EVENT_LONG_PRESSED,
}key_event_t;
typedef struct
{
key_status_t current_state; // 按键当前状态
uint32_t pressed_time; // 按下时间
key_event_t key_event; // 按键事件
}key_param_t;
uint8_t read_key_state(uint8_t index);
uint8_t key_scan(void);
void key_handle(void);
void key_timer_init(void);
void key_gpio_init(void);
void key_init(void);
#endif
2、key.c
按键的实现代码，包括定时器和引脚的初始化，按键的扫描和处理函数，等等。
/**
********************************************************************************************************
* @file key.c
* @author qiyiqi
* @brief 按键驱动代码
* MCU: STM32F103ZE开发板
* 按键原理： 设置一个1ms定时器定时扫描几个按键的状态，并分别记录按下的持续时间，通过时间可以判断是长按还是
* 短按。
* 注意事项： 此代码只是作为一个参考例程，如果不使用STM32的标准库，移植到其他MCU或者HAL库之类的，主要修改的
* 地方在初始化函数key_init()，按键读取函数read_key_state()，定时器初始化以及中断服务函数等。
********************************************************************************************************
*/
#include "key.h"
#include "stdio.h"
// 按键列表
key_gpio_t key_list[] =
{// 端口号，引脚号，有效电平
{KEY1_PORT, KEY1_PIN, 0}, // 按下为0，松开为1
{KEY2_PORT, KEY2_PIN, 0},
{KEY3_PORT, KEY3_PIN, 0}, // 按下为1，松开为0
{KEY4_PORT, KEY4_PIN, 1},
/* 可以继续往下添加更多按键 */
};
// 按键数量
#define KEY_NUM_MAX (sizeof(key_list)/sizeof(key_list[0]))
#define CONFIRM_TIME 20 // 消抖时间 ms
#define LONG_PRESS_TIME 2000 // 长按时间窗 ms
// 按键配置
#define SHORT_RELEASE_VALID 1 // 0：短按按下时即刻生效，1：短按释放时生效，注意：如果配成0的话，长按的时候就一定会先触发短按
#define LONG_RELEASE_VALID 1 // 0：长按按下时即刻生效，1：长按释放时生效
key_param_t key_param[KEY_NUM_MAX]; // 保存所有按键的状态
// 读取按键状态
uint8_t read_key_state(uint8_t index)
{
if(GPIO_ReadInputDataBit(key_list[index].port, key_list[index].pin) == key_list[index].pressed_state)
{// 按键按下
return 1;
}
return 0;
}
// 扫描单个按键状态（需要按1ms频率扫描）
uint8_t key_scan(void)
{
uint8_t key_press;
uint8_t index;
for(index = 0; index < KEY_NUM_MAX; index++)
{// 根据按键列表依次扫描
key_press = read_key_state(index); // 读取按键状态
switch (key_param[index].current_state)
{// 按键状态机
case KEY_RELEASE:{// 释放状态
if(key_press)
{// 按键按下
key_param[index].current_state = KEY_CONFIRM;
}
else
{// 按键松开
key_param[index].pressed_time = 0;
}
break;
}
case KEY_CONFIRM:{// 按键消抖
if(key_press)
{// 按键保持按下
if(++key_param[index].pressed_time > CONFIRM_TIME) // 10ms
{// 完成消抖
key_param[index].current_state = KEY_SHORT_PRESSED;
#if (SHORT_RELEASE_VALID == 0) // 短按按下立马生效
key_param[index].key_event = EVENT_SHORT_PRESSED; // 短按事件生效
#endif
}
}
else
{// 按键松开
key_param[index].current_state = KEY_RELEASE;
}
break;
}
case KEY_SHORT_PRESSED:{// 短按
if(key_press)
{// 按键保持按下
if(++key_param[index].pressed_time > LONG_PRESS_TIME) // 2000ms
{// 长按
key_param[index].current_state = KEY_LONG_PRESSED;
#if (LONG_RELEASE_VALID == 0) // 长按按下立马生效
key_param[index].key_event = EVENT_LONG_PRESSED; // 长按事件生效
#endif
}
}
else
{// 按键松开
key_param[index].current_state = KEY_RELEASE;
#if (SHORT_RELEASE_VALID == 1) // 短按释放才生效
key_param[index].key_event = EVENT_SHORT_PRESSED; // 短按事件生效
#endif
}
break;
}
case KEY_LONG_PRESSED:{// 长按
if(!key_press)
{// 按键松开
key_param[index].current_state = KEY_RELEASE;
#if (LONG_RELEASE_VALID == 1) // 长按释放才生效
key_param[index].key_event = EVENT_LONG_PRESSED; // 长按事件生效
#endif
}
break;
}
default:{
key_param[index].current_state = KEY_RELEASE;
}
}
}
return 0;
}
// 按键处理函数
void key_handle(void)
{
uint8_t index;
for (index = 0; index < KEY_NUM_MAX; index++)
{// 检查有无按键按下
if(key_param[index].key_event != 0)
{// 有按键按下
switch (index)
{
case 0:{// 按键1
if(key_param[index].key_event == EVENT_SHORT_PRESSED)
{// 短按
printf("KEY1 SHORT PRESSED\n");
}
else if(key_param[index].key_event == EVENT_LONG_PRESSED)
{// 长按
printf("KEY1 LONG PRESSED\n");
}
break;
}
case 1:{// 按键2
if(key_param[index].key_event == EVENT_SHORT_PRESSED)
{// 短按
printf("KEY2 SHORT PRESSED\n");
}
else if(key_param[index].key_event == EVENT_LONG_PRESSED)
{// 长按
printf("KEY2 LONG PRESSED\n");
}
break;
}
case 2:{// 按键3
if(key_param[index].key_event == EVENT_SHORT_PRESSED)
{// 短按
printf("KEY3 SHORT PRESSED\n");
}
else if(key_param[index].key_event == EVENT_LONG_PRESSED)
{// 长按
printf("KEY3 LONG PRESSED\n");
}
break;
}
case 3:{// 按键4
if(key_param[index].key_event == EVENT_SHORT_PRESSED)
{// 短按
printf("KEY4 SHORT PRESSED\n");
}
else if(key_param[index].key_event == EVENT_LONG_PRESSED)
{// 长按
printf("KEY4 LONG PRESSED\n");
}
break;
}
default:{
break;
}
}
key_param[index].key_event = EVENT_NULL; // 清除该事件
}
}
}
// 定时器中断服务程序（用于定时扫描按键）
void TIM3_IRQHandler(void)
{
if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) // 检查TIM3更新中断发生与否
{
key_scan(); // 扫描按键
TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update); // 清除TIMx更新中断标志
}
}
// 定时器初始化（定时1ms）
void key_timer_init(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //时钟使能
//定时器TIM3初始化
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1000 - 1; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = SystemCoreClock / 1000000 - 1; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE ); //使能指定的TIM3中断,允许更新中断
//中断优先级NVIC设置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; //TIM3中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //先占优先级0级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //从优先级3级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化NVIC寄存器
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIMx
}
// 按键引脚初始化
void key_gpio_init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY1_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(KEY1_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY2_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(KEY2_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY3_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(KEY3_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY4_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(KEY4_PORT, &GPIO_InitStructure);
}
// 按键初始化
void key_init(void)
{
key_gpio_init();
key_timer_init();
}
3、main.c
主函数入口，这里调用按键驱动的代码。
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "key.h"
int main(void)
{
delay_init(); // 延时函数初始化
uart_init(115200); // 串口初始化为115200
key_init(); // 按键初始化
while(1)
{
key_handle();
}
}
3 测试
通过串口打印按键扫描的结果，可以看到每个按键都是可以实现独立的长短按功能。
按键释放时有效，log如下：
注：每个按键的长短按都独立，互不影响。
按键按下时有效，log如下：
注：长按触发之前，短按必先触发。
结束语
本文以STM32为例讲解了按键长按和短按的实现方法，当然，这只是其中一种方法，实现的方式其实还是很多。
好了，如果还有什么问题，欢迎评论区留言，谢谢！
如果觉得本文有帮助，就…你懂的。
