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    常用单片机的按键处理程序

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    发表于 2023-5-6 13:06:13 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    key_board介绍

    key_board用于单片机中的小巧多功能按键支持，软件采用了分层的思想，并且做到了与平台无关，用户只需要提供按键的基本信息和读写io电平的函数即可，非常方便移植，同时支持多个矩阵键盘及多个单io控制键盘。

    目前已实现按下触发、弹起触发、长按自动触发、长按弹起触发、多击触发、连续触发等功能，并且能够随意组合（支持状态的同一时间轴和非同一时间轴），后续还会添加更多的功能。

    使用说明

    1.初始化相关的硬件资源。
    2.提供一个1ms的定时器，用于周期性的调用'key_check'函数。
    3.提供按键的描述及读写io的函数。
    4.将键盘注册到系统。
    5.具体的操作参考提供的stm32例程。
    6.因为程序默认使用了堆内存，当发现程序运行结果不正常时，尝试增大你的程序堆空间，或者注册调试接口查看原因。
    7.更详细的使用教程见详细使用说明或者提供的stm32例程。

    已支持的键盘

    1.矩阵键盘

    矩阵键盘.jpg
    矩阵键盘

    2.单io按键

    单io按键.jpg
    单io按键

    详细使用说明

    将key_board.c，key_board.h，key_board_config.h放进key_board文件夹中并包含进你的工程，添加头文件路径。

    基础功能移植（以stm32矩阵键盘为例）

    首先需要一个可使用的定时器（如果不想使用定时器也可直接放到主循环中，但不推荐，会导致时基不准确），固定为1ms触发一次；

    准备待检测的按键的基本信息，可参考key_board_sample.c文件中的struct key_pin_t结构体，如：

    1. struct key_pin_t
    复制代码

    定义待检测的按键信息，可参考key_board_sample.c文件中的const struct key_pin_t key_pin_sig[]结构体数组，对应头文件为key_board_sample.h，如：

    1. //全局变量

    3. const struct key_pin_t key_pin_sig[] = {
    4.     {
    5.         .port = KEY_PORT_J12,
    6.         .pin = KEY_PIN_J12,
    7.         .valid = KEY_PRESS_LEVEL_J12,
    8.         .invalid = KEY_RELEASE_LEVEL_J12
    9.     },
    10.     {
    11.         .port = KEY_PORT_J34,
    12.         .pin = KEY_PIN_J34,
    13.         .valid = KEY_PRESS_LEVEL_J34,
    14.         .invalid = KEY_RELEASE_LEVEL_J34
    15.     },
    16.     {
    17.         .port = KEY_PORT_J56,
    18.         .pin = KEY_PIN_J56,
    19.         .valid = KEY_PRESS_LEVEL_J56,
    20.         .invalid = KEY_RELEASE_LEVEL_J56
    21.     },
    22. };
    复制代码

    如果为矩阵键盘还需要定义控制io的相关信息，可参考key_board_sample.c文件中的const struct key_pin_t key_pin_ctrl[]结构体数组，对应头文件为key_board_sample.h，如：

    1. const struct key_pin_t key_pin_ctrl[] = {
    2.     {
    3.         .port = KEY_PORT_J135,
    4.         .pin = KEY_PIN_J135,
    5.         .valid = KEY_CTL_LINE_ENABLE,
    6.         .invalid = KEY_CTL_LINE_DISABLE
    7.     },
    8.     {
    9.         .port = KEY_PORT_J246,
    10.         .pin = KEY_PIN_J246,
    11.         .valid = KEY_CTL_LINE_ENABLE,
    12.         .invalid = KEY_CTL_LINE_DISABLE
    13.     },
    14. };
    复制代码

    实现按键io的电平读取函数，可参考key_board_sample.c文件中的pin_level_get函数，如：

    1. static inline bool pin_level_get(const void *desc)
    2. {
    3.     struct key_pin_t *pdesc;
    复制代码

    如果为矩阵键盘还需要实现按键io的电平写入函数，可参考key_board_sample.c文件中的pin_level_set函数，如：

    1. static inline void pin_level_set(const void *desc, bool flag)
    2. {
    3.     struct key_pin_t *pdesc;
    复制代码

    定义按键的id及功能结构体struct key_public_sig_t，可参考key_board_sample.c文件中的const struct key_public_sig_t key_public_sig[]结构体数组，对应头文件key_board.h，如：

    1. const struct key_public_sig_t key_public_sig[] = {
    2.     KEY_PUBLIC_SIG_DEF(KEY_UP, &key_pin_sig[0], pin_level_get, KEY_FLAG_NONE),
    3.     KEY_PUBLIC_SIG_DEF(KEY_LEFT, &key_pin_sig[1], pin_level_get, KEY_FLAG_NONE),
    4.     KEY_PUBLIC_SIG_DEF(KEY_DOWN, &key_pin_sig[2], pin_level_get, KEY_FLAG_NONE),
    5.     //下面的是因为使用的矩阵键盘而扩展出来的三个按键
    6.     KEY_PUBLIC_SIG_DEF(KEY_ENTER, &key_pin_sig[0], pin_level_get, KEY_FLAG_NONE),
    7.     KEY_PUBLIC_SIG_DEF(KEY_RIGHT, &key_pin_sig[1], pin_level_get, KEY_FLAG_NONE),
    8.     KEY_PUBLIC_SIG_DEF(KEY_EXIT, &key_pin_sig[2], pin_level_get, KEY_FLAG_NONE),
    9. };
    复制代码

    如果为矩阵键盘还需要定义控制io的id及功能结构体struct key_public_ctrl_t，可参考key_board_sample.c文件中的const struct key_public_ctrl_t key_public_ctrl[]结构体数组，对应头文件key_board.h，如：

    1. const struct key_public_ctrl_t key_public_ctrl[] =
    复制代码

    初始化键盘，可参考key_board_sample.c文件中的GPIO_Key_Board_Init函数，如：

    1. void GPIO_Key_Board_Init(void)
    2. {
    3.     //硬件io的初始化
    4.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    5.     unsigned int i;

    7.     RCC_KEY_BOARD_CLK_ENABLE();

    9.     GPIO_InitStruct.Pull  = GPIO_PULLUP;
    10.     GPIO_InitStruct.Mode  = GPIO_MODE_INPUT;
    11.     for(i = 0;i < ARRAY_SIZE(key_pin_sig);i++)
    12.     {
    13.         GPIO_InitStruct.Pin   = key_pin_sig[i].pin;
    14.         HAL_GPIO_Init(key_pin_sig[i].port, &GPIO_InitStruct);
    15.     }

    17.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    18.     GPIO_InitStruct.Pull  = GPIO_NOPULL;
    19.     GPIO_InitStruct.Mode  = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    20.     for(i = 0;i < ARRAY_SIZE(key_pin_ctrl);i++)
    21.     {
    22.         GPIO_InitStruct.Pin   = key_pin_ctrl[i].pin;
    23.         HAL_GPIO_Init(key_pin_ctrl[i].port, &GPIO_InitStruct);
    24.     }

    26.     //初始化键盘
    27.     key_board_init();
    28.     //注册键盘到系统中（矩阵键盘）
    29.     key_board_register(KEY_BOARD_MATRIX, key_public_sig, ARRAY_SIZE(key_public_sig), key_public_ctrl, ARRAY_SIZE(key_public_ctrl));
    30. }
    复制代码

    主流程伪代码框架，更多例子参考main_test.c文件：

    1. int main(void)
    2. {
    3.     //初始化硬件io，并注册键盘
    4.     GPIO_Key_Board_Init();
    5.     //初始化定时器，用于按键扫描（1ms）
    6.     init_tmr();

    8.     for(;;)
    9.     {
    10.         if(key_check_state(KEY_UP, KEY_RELEASE))
    11.         {
    12.             PRINTF("KEY_UP KEY_RELEASE\r\n");
    13.         }
    14.         if(key_check_state(KEY_UP, KEY_PRESS))
    15.         {
    16.             PRINTF("KEY_UP KEY_PRESS\r\n");
    17.         }
    18.     }
    19. }

    21. //定时器到期回调处理函数
    22. void tmr_irq_callback(void)
    23. {
    24.     //调用按键扫描核心函数
    25.     key_check();
    26. }
    复制代码

    扩展功能长按的使用

    首先确保key_board_config.h文件中宏KEY_LONG_SUPPORT已处于使能状态，并且正确设置了宏KEY_DEFAULT_LONG_TRRIGER_TIME的值；

    设置按键功能需要对长按进行检测，如：

    1. KEY_PUBLIC_SIG_DEF(KEY_UP, &key_pin_sig[0], pin_level_get, KEY_FLAG_PRESS_LONG | KEY_FLAG_RELEASE_LONG)
    复制代码

    使用例程：

    1. if(key_check_state(KEY_UP, KEY_PRESS_LONG))
    2. {
    3.     PRINTF("KEY_UP KEY_PRESS_LONG\r\n");
    4. }
    5. if(key_check_state(KEY_UP, KEY_RELEASE_LONG))
    6. {
    7.     PRINTF("KEY_UP KEY_RELEASE_LONG\r\n");
    8. }
    复制代码

    扩展功能连按的使用

    首先确保key_board_config.h文件中宏KEY_CONTINUOUS_SUPPORT已处于使能状态，并且正确设置了宏KEY_DEFAULT_CONTINUOUS_INIT_TRRIGER_TIME和KEY_DEFAULT_CONTINUOUS_PERIOD_TRRIGER_TIME的值；

    设置按键功能需要对连按进行检测，如：

    1. KEY_PUBLIC_SIG_DEF(KEY_UP, &key_pin_sig[0], pin_level_get, KEY_FLAG_PRESS_CONTINUOUS)
    复制代码

    使用例程：

    1. if(key_check_state(KEY_UP, KEY_PRESS_CONTINUOUS))
    2. {
    3.     PRINTF("KEY_UP KEY_PRESS_CONTINUOUS\r\n");
    4. }
    复制代码

    扩展功能多击的使用

    首先确保key_board_config.h文件中宏KEY_MULTI_SUPPORT已处于使能状态，并且正确设置了宏KEY_DEFAULT_MULTI_INTERVAL_TIME的值；

    设置按键功能需要多击进行检测，如：

    1. KEY_PUBLIC_SIG_DEF(KEY_UP, &key_pin_sig[0], pin_level_get, KEY_FLAG_PRESS_MULTI | KEY_FLAG_RELEASE_MULTI)
    复制代码

    使用例程：

    1. unsigned int res;
    2. res = key_check_state(KEY_UP, KEY_PRESS_MULTI);
    3. if(res)
    4. {
    5.     PRINTF("KEY_UP KEY_PRESS_MULTI:%d\r\n", res);
    6. }
    7. res = key_check_state(KEY_UP, KEY_RELEASE_MULTI);
    8. if(res)
    9. {
    10.     PRINTF("KEY_UP KEY_RELEASE_MULTI:%d\r\n", res);
    11. }
    复制代码

    扩展功能组合状态（同一时间轴）

    感谢网友：石玉虎[@shi-yuhu]的反馈，已更正之前错误的使用案例。

    使用例程：

    1. unsigned int key_down_release_long, key_up_release_long;
    2. key_down_release_long = key_check_state(KEY_DOWN, KEY_RELEASE_LONG);
    3. key_up_release_long = key_check_state(KEY_UP, KEY_RELEASE_LONG);
    4. if(key_down_release_long && key_up_release_long)
    5. {
    6.     PRINTF("KEY_DOWN KEY_RELEASE_LONG && KEY_UP KEY_RELEASE_LONG\n");
    7. }
    复制代码

    扩展功能组合状态（非同一时间轴）

    首先确保key_board_config.h文件中宏KEY_COMBINE_SUPPORT已处于使能状态，并且正确设置了宏KEY_DEFAULT_COMBINE_INTERVAL_TIME的值；

    使用例程：

    1. //用于保存注册后的组合状态id
    2. static unsigned int test_id1, test_id2;

    4. //定义要检测的状态
    5. const struct key_combine_t test_combine1[] = {
    6.     { .id = KEY_UP,     .state = KEY_PRESS },
    7.     { .id = KEY_DOWN,   .state = KEY_PRESS_LONG },
    8.     { .id = KEY_UP,     .state = KEY_PRESS },
    9. };
    10. //注册组合状态
    11. test_id1 = key_combine_register(test_combine1, ARRAY_SIZE(test_combine1));

    13. const struct key_combine_t test_combine2[] = {
    14.     { .id = KEY_UP,     .state = KEY_PRESS },
    15.     { .id = KEY_DOWN,   .state = KEY_PRESS },
    16.     { .id = KEY_UP,     .state = KEY_PRESS },
    17.     { .id = KEY_DOWN,   .state = KEY_PRESS },
    18. };
    19. test_id2 = key_combine_register(test_combine2, ARRAY_SIZE(test_combine2));

    21. if(key_check_combine_state(test_id1))
    22. {
    23.     PRINTF("combine test_id1\r\n");
    24. }

    26. if(key_check_combine_state(test_id2))
    27. {
    28.     PRINTF("combine test_id2\r\n");
    29. }
    复制代码

    END

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