STM32单片机按键驱动设计-多功能模式(单击、长按、双击、三击等)

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。

个人笔记总结，若有问题，欢迎留言、批评指正！

公众号为个人资料总结，内有资料文档！

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yinds5092 发表于 2021-11-20 14:13
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