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STM32单片机按键驱动设计-多功能模式(单击、长按、双击、三击等)

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ID:394949 发表于 2021-11-19 17:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 田裕中 于 2021-11-20 14:32 编辑

按键的多功能触发
概述
       本文所介绍的按键是基于STM32F系列独立按键模式，目的是使单个按键具备多种按键效果。常见的有单击、长按等功能。为拓展功能多样性，对按键驱动进行设计，实现按键功能的多样性，本设计已达到的功能包括单击、长按、双击、三击、四击......等，剩余可由用户自行添加。按键消息通过消息队列进行传递。

按键对象封装
       类似于面向对象中类的封装，该结构体包含按键触发函数、硬件接口、计数器及按键状态标记。
typedef void (*KEYFUNC) (uint16_t tick_cnt_ptr);
该定义为：声明一个函数指针，指向一个参数为uint16_t 类型的变量的函数。
typedef struct
{
    KEYFUNC key_function;
    KEYFUNC fast_key_fun;
    GPIO_TypeDef* GPIOx;
    uint16_t Pin;
    uint16_t key_cnt;
    uint16_t  Status;
} KEYSTATUS;
按键事件注册
       注册按键的触发函数、初始状态State、按键初始化等。声明两个枚举变量进行按键的开启与关闭（DISABLE_KEY、GENERAL_KEY）。
enum
{
    DISABLE_KEY,
    GENERAL_KEY
};申明一个map对象，为每个按键引用驱动类：
KEYSTATUS   io_key_map[IOKEY_NUM];在此函数开启之前确保按键引脚已成功初始化。
void ap_peripheral_key_register(INT8U type)
{
    io_key_num = 0;
    switch(type)
    {
        case DISABLE_KEY:
        {
            //disable all key
        }
            break;
        case GENERAL_KEY:
        {
            #if IO_KEY
            io_key_map[io_key_num].GPIOx = KEY_Pin_GPIO_Port;
            io_key_map[io_key_num].Pin = KEY_Pin_Pin;
            io_key_map[io_key_num].key_function = ap_peripheral_io_key_exe;
            //io_key_map[io_key_num].fast_key_fun = ap_peripheral_io_fast_key_exe;
            io_key_map[io_key_num].key_cnt = 0;
            io_key_map[io_key_num++].Status = 0;
            #endif
            #if CHARGE
            io_key_map[io_key_num].GPIOx = STAT_CHG_GPIO_Port;
            io_key_map[io_key_num].Pin = STAT_CHG_Pin;
            io_key_map[io_key_num].key_function = ap_peripheral_charge_exe;
            io_key_map[io_key_num].key_cnt = 0;
            io_key_map[io_key_num++].Status = 0;
            #endif
            #if IO_USB
            io_key_map[io_key_num].GPIOx = USB_CH_GPIO_Port;
            io_key_map[io_key_num].Pin = USB_CH_Pin;
            io_key_map[io_key_num].key_function = ap_peripheral_io_usb_exe;
            io_key_map[io_key_num].key_cnt = 0;
            io_key_map[io_key_num++].Status = 0;
            #endif
        }
            break;
        default:
            ap_peripheral_key_register(DISABLE_KEY);
            break;
    }
}

按键回调函数
       按键事件注册后，每个按键引脚功能编写对应的回调函数，为事件注册使用。说明：按键消息是基于消息队列进行消息传递，可根据用户的需求自行设计回调函数功能！
第一个按键回调函数：
void ap_peripheral_io_key_exe(INT16U tick_cnt_ptr)
{
    if(tick_cnt_ptr >= LONG_KEY_TIME)
    {
        msgQSend(APQ, MSG_APQ_LONG_KEY,MSG_PRI_NORMAL);
    }
    else if(tick_cnt_ptr == TWO_KEY_VALUE)
    {
        msgQSend(APQ, MSG_APQ_TWO_KEY,MSG_PRI_NORMAL);
    }
    else if(tick_cnt_ptr == THREE_KEY_VALUE)
    {
        msgQSend(APQ, MSG_APQ_THREE_KEY,MSG_PRI_NORMAL);
    }
    else if(tick_cnt_ptr == FOUR_KEY_VALUE)
    {
        msgQSend(APQ, MSG_APQ_FOUR_KEY,MSG_PRI_NORMAL);
    }
    else if(tick_cnt_ptr == FIVE_KEY_VALUE)
    {
        msgQSend(APQ, MSG_APQ_FIVE_KEY,MSG_PRI_NORMAL);
    }
    else
    {
        msgQSend(APQ, MSG_APQ_CLICK_KEY,MSG_PRI_NORMAL);
    }
}
其他按键的回调函数与其相似，可自行设计......

按键扫描
       按键扫描通过定时器中断进行扫描，优点是有稳定的扫描时间，可计算按键的持续时间及消抖，本设计是20ms扫描一次。此函数中，由按键事件注册函数提供一个io_key_num为其提供扫描范围：
  1. void ap_peripheral_key_judge(void)
  2. {
  3. #if IOKEY_NUM
  4.     INT8U i,status;
  5.     static INT8U short_key_pressed = 0,key_cnt = 0;
  6.     static INT32U last_time = 0,loosen_time = 0;
  7.     INT32U current_time;
  8.     for(i = 0; i < io_key_num; i++)
  9.     {
  10.         status = HAL_GPIO_ReadPin(io_key_map[i].GPIOx,io_key_map[i].Pin);
  11.         #if IO_KEY
  12.         if(io_key_map[i].Pin == KEY_Pin_Pin)
  13.         {   
  14.             if(status == KEY_VALUE)//按下
  15.             {
  16.                 if(!io_key_map[i].Status)
  17.                 {   
  18.                     io_key_map[i].key_cnt += 1;
  19.                     if(io_key_map[i].key_cnt >= LONG_KEY_TIME)//长按
  20.                     {
  21.                         io_key_map[i].Status = 1;
  22.                         io_key_map[i].key_function(io_key_map[i].key_cnt);//长按回调
  23.                     }
  24.                 }
  25.                 else
  26.                 {
  27.                     io_key_map[i].key_cnt = 0;
  28.                 }
  29.                 if(io_key_map[i].key_cnt == 65535)
  30.                 {
  31.                     io_key_map[i].key_cnt = 16;
  32.                 }
  33.             }
  34.             else//松开
  35.             {
  36.             if(io_key_map[i].key_cnt > 2)
  37.             {
  38.                 current_time = HAL_GetTick();
  39.                 if(key_cnt==0)
  40.                 {
  41.                     last_time = current_time;//记录第一次松开的时间
  42.                 }
  43.                 if(current_time - last_time <= INTERVAL_TIME)
  44.                 {
  45.                     key_cnt++;
  46.                     last_time = current_time;//记录最后一次松开的时间
  47.                 }
  48.             }
  49.             if(key_cnt&&(HAL_GetTick()-last_time>INTERVAL_TIME))
  50.             {               
  51.                 io_key_map[i].key_function(key_cnt);               
  52.                 key_cnt = 0;
  53.             }
  54.             io_key_map[i].key_cnt = 0;
  55.             io_key_map[i].Status = 0;
  56.             }
  57.         }
  58.         #endif
  59.         #if CHARGE
  60.         if(io_key_map[i].Pin == STAT_CHG_Pin)
  61.         {
  62.             if(status == CHARGE_VALUE)
  63.             {
  64.                 if(!io_key_map[i].Status)
  65.                 {
  66.                     io_key_map[i].key_cnt++;
  67.                     if(io_key_map[i].key_cnt>200)
  68.                     {
  69.                         io_key_map[i].Status = 1;
  70.                         io_key_map[i].key_function(1);
  71.                     }
  72.                 }
  73.                 else
  74.                 {
  75.                     io_key_map[i].key_cnt = 0;
  76.                 }
  77.                 if(io_key_map[i].key_cnt == 65535)
  78.                 {
  79.                     io_key_map[i].key_cnt = 8;
  80.                 }
  81.             }
  82.             else
  83.             {
  84.                 if(io_key_map[i].Status)
  85.                 {
  86.                     io_key_map[i].key_function(0);
  87.                     io_key_map[i].Status = 0;
  88.                     io_key_map[i].key_cnt = 0;
  89.                 }
  90.             }
  91.         }
  92.         #endif
  93.         #if IO_USB
  94.         if(io_key_map[i].Pin == USB_CH_Pin)
  95.         {
  96.             if(status == USB_VALUE)
  97.             {
  98.                 if(!io_key_map[i].Status)
  99.                 {
  100.                     io_key_map[i].key_cnt++;
  101.                     if(io_key_map[i].key_cnt>5)
  102.                     {
  103.                         io_key_map[i].Status = 1;
  104.                         io_key_map[i].key_function(1);
  105.                     }
  106.                 }
  107.                 else
  108.                 {
  109.                     io_key_map[i].key_cnt = 0;
  110.                 }
  111.                 if(io_key_map[i].key_cnt == 65535)
  112.                 {
  113.                     io_key_map[i].key_cnt = 8;
  114.                 }
  115.             }
  116.             else
  117.             {
  118.                 if(io_key_map[i].Status)
  119.                 {
  120.                     io_key_map[i].key_function(0);
  121.                     io_key_map[i].Status = 0;
  122.                     io_key_map[i].key_cnt = 0;
  123.                 }
  124.             }
  125.         }
  126.         #endif
  127.     }
  128. #endif
  129. }
复制代码
总结
       该独立按键的多种功能设计，目的是实现单个按键实现多种功能，就好比遥控器的上、下、左、右、确定、返回等，通过单个按键就可实现其所有功能。该按键功能的实现，依赖于消息队列进行按键消息传递，项目引入消息队列后，极大方便了按键回调函数的设计实现。
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ID:394949 发表于 2021-11-22 09:52 | 显示全部楼层
yinds5092 发表于 2021-11-20 14:13
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