STM32按键状态机3——增加双击与功能优化-stm32f103按键程序

上篇文章，介绍了将按键检测增加长按功能，并将按下抖动与松开抖动共用一个抖动状态来表示，其状态图如下：

仔细研究这个状态图，其它还存在一些问题：

短按状态，只要按下去，不需要等按键再释放，就会触发短按事件。对于需要按下再松开作为一次短按的应用来说，此状态图也不满足需求

长按状态，必须先经过短按状态，即长按按键，会先触发一个短按，再触发一个长按。如果实际应用中需要分别使用短按和长按，则此状态图不满足要求

本篇，就来解决上述两个问题，并再增加一个按键双击检测，实现一个功能更全面的按键检测。

1 增加双击检测

增加一个双击检测，需要增加两个状态：

等待再次按下

确认第2次按下

同时，之前的“短按状态”和“长按状态”分别改为“确认按下”和“确认长按”。

1.1 状态图修改

修改后的状态图如下，有以下几点需要注意：

“确认按下”不是短按触发的条件，需要等松开后，经消抖进入到“等待再次按下”一段时间后(200ms)，没有再次被按下，才触发短按事件，这样就解决了本篇开头提到的第1个问题

“确认按下”不是短按触发的条件，另一个用途是，当此状态继续保持按下状态一段时间后(1s)，则会单独触发长按事件，同时进入到“确认长按”状态，这样就解决了本篇开头提到的第2个问题

对于双击事件的检测，首先按下按键进入“确认按下”状态，然后在1s内松开进入“等待再次按下”状态，接着在200ms内再次按下进入“确认第2次按下”状态，然后在1s内松开，即可触发双击事件，并同时进入“稳定松开”状态

注意，在“确认第2次按下”状态下，如果在1s内没有松开，也会进入到“确认长按”状态

1.2 程序编写

根据状态图，修改对应的状态机逻辑，修改后的代码如下：

复制void key_status_check() { switch(g_keyStatus) { //按键释放(初始状态) case KS_RELEASE: { //检测到低电平，先进行消抖 if (KEY0 == 0) { g_keyStatus = KS_SHAKE; } } break; //抖动 case KS_SHAKE: { if (KEY0 == 1) { //从松开状态来的抖动 if (KS_RELEASE == g_lastKeyStatus) { g_keyStatus = KS_RELEASE; } //从等待再次按下状态来的抖动 else if (KS_WAIT_PRESS_AGAIN == g_lastKeyStatus) { g_keyStatus = KS_WAIT_PRESS_AGAIN; } //从确认按下状态来 else if (KS_AFFIRM_SHORT_PRESS == g_lastKeyStatus) { g_WaitPressAgainCnt = 0; g_keyStatus = KS_WAIT_PRESS_AGAIN; } //从确认再次按下状态来 else if (KS_AFFIRM_PRESS_AGAIN == g_lastKeyStatus) { printf(“=====> key double press\r\n”); g_keyStatus = KS_RELEASE; } //从确认长按状态来 else if (KS_AFFIRM_LONG_PRESS == g_lastKeyStatus) { g_keyStatus = KS_RELEASE; } else { printf(“err!\r\n”); } } else { //从确认按下状态来的抖动 if (KS_AFFIRM_SHORT_PRESS == g_lastKeyStatus) { g_keyStatus = KS_AFFIRM_SHORT_PRESS; } //从第2次按下状态来的抖动 else if (KS_AFFIRM_PRESS_AGAIN == g_lastKeyStatus) { g_keyStatus = KS_AFFIRM_PRESS_AGAIN; } //从确认长按状态来的抖动 else if (KS_AFFIRM_LONG_PRESS == g_lastKeyStatus) { g_keyStatus = KS_AFFIRM_LONG_PRESS; } //从松开状态而来 else if (KS_RELEASE == g_lastKeyStatus) { g_PressTimeCnt = 0; g_keyStatus = KS_AFFIRM_SHORT_PRESS; //printf(“=====> key short press\r\n”); } //从等待再次看下(的松开)状态而来 else if (KS_WAIT_PRESS_AGAIN == g_lastKeyStatus) { g_Press2TimeCnt = 0; g_keyStatus = KS_AFFIRM_PRESS_AGAIN; } else { printf(“err!\r\n”); } } } break; //确认按下 case KS_AFFIRM_SHORT_PRESS: { //检测到高电平，先进行消抖 if (KEY0 == 1) { g_keyStatus = KS_SHAKE; } else { if (g_LongPressTimeCnt % 20 == 0) //每隔1000ms打印一次 { printf(“=====> key long press:%d\r\n”, g_LongPressTimeCnt/20); keyEvent = KE_LONG_PRESS; } g_LongPressTimeCnt++; } } break; //等待再次按下 case KS_WAIT_PRESS_AGAIN: { //检测到低电平，先进行消抖 if (KEY0 == 0) { g_keyStatus = KS_SHAKE; } g_WaitPressAgainCnt++; if (g_WaitPressAgainCnt == 4) //200ms没有再次按下 { printf(“=====> key single press\r\n”); g_keyStatus = KS_RELEASE; } } break; //确认第2次按下 case KS_AFFIRM_PRESS_AGAIN: { //检测到高电平，先进行消抖 if (KEY0 == 1) { g_keyStatus = KS_SHAKE; } g_Press2TimeCnt++; if (g_Press2TimeCnt == 20) //1000ms { g_LongPressTimeCnt = 0; g_keyStatus = KS_AFFIRM_LONG_PRESS; } } break; //确认长按 case KS_AFFIRM_LONG_PRESS: { //检测到高电平，先进行消抖 if (KEY0 == 1) { g_keyStatus = KS_SHAKE; } g_LongPressTimeCnt++; if (g_LongPressTimeCnt % 20 == 0) //每隔1000ms打印一次 { printf(“=====> key long press:%d\r\n”, g_LongPressTimeCnt/20); } } break; default:break; } if (g_keyStatus != g_nowKeyStatus) { g_lastKeyStatus = g_nowKeyStatus; g_nowKeyStatus = g_keyStatus; //printf(“new key status:%d(%s)\r\n”, g_keyStatus, key_status_name[g_keyStatus]); } }

最后注释掉的一句是调试打印，调试时可打开，方便观察状态变化

1.3 测试

短按、长按、双击的测试结果如下：

还有从确认第2次按下状态到达的长按状态：

2 功能优化

上面的代码实现，是在主函数中，每50ms延时执行一次状态机循环（主函数代码如下），仅用做演示按键状态机的运行机制。

复制int main(void) { delay_init(); KEY_Init(); uart_init(115200); printf(“hello\r\n”); while(1) { key_status_check(); delay_ms(50); } }

实际开发中，按键检测程序，应该作为一个独立的模块运行，当检测到某一按键状态触发时，通知应用程序来使用。

对于stm32裸机开发来说，可以将按键状态机放到一个定时器中断服务函数中运行，当检测到某一按键状态触发后，通知应用程序：

复制//主函数 int main(void) { delay_init(); KEY_Init(); uart_init(115200); TIM3_Int_Init(500-1,7200-1); //调用定时器使得50ms产生一个中断 printf(“hello\r\n”); while(1) { } } //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_EVENT keyEvent = key_status_check(); switch (keyEvent) { case KE_SHORT_PRESS: printf(“检测到单击\r\n”); break; case KE_DOUBLE_PRESS: printf(“检测到双击\r\n”); break; case KE_LONG_PRESS: printf(“检测到长按\r\n”); break; default:break; } } }

3 总结

本篇在前两篇按键状态机的基础上，继续介绍增加按键的双击功能，并解决之前状态存在的两个问题，通过实测验证，演示短按、长按、双击的使用效果。最后对代码结构进行优化，使其更符合实际开发应用。

审核编辑 黄昊宇