开源一夏 | 单片机系统中实用的按键驱动（STM32、51 都适用）
作者：矜辰所致
- 2022 年 8 月 20 日 江苏
本文字数：3753 字
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在我们嵌入式开发中，产品上往往少不了按键，一个好的按键驱动可以满足不同场合的客户需求，这里我分享几个实用的按键驱动，希望抛砖引玉，大家多多指出不足以及提出改进办法，或者有更好的方案希望也能分享分享。
不废话，直接上源码：
1、自己使用的按键驱动
不同平台需要做相应的修改，该驱动最初在 51 上运行，然后我用在了 STM32F 系列上，最近在 STM32L 系列上也在使用。
1.1 驱动源码
用最近的一个作为 demo
/*2019/5/21 按键程序移植成功，以后可以使用此按键，需要研究一下和以前单片机项目按钮方式类似 by qzh2019/8/30 确定了第三行，第一个必须是7，才能按下到时间自动触发by qzh*/#include "mod_button.h"
//GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)void io_getDigital(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin,uint8 *pu8Value){ *pu8Value = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOx,GPIO_Pin);}
void time_setTimerCount(TIMER_TYPE *pu8timer,uint32 u32timeToCount) { // __HAL_TIM_SET_COUNTER HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim21); // HAL_TIM_Base_Stop_IT // TIM_Cmd(TIM4, ENABLE); if(pu8timer->on == 0) pu8timer->on = 1; if(pu8timer->on == 1) //IntNum = 0; pu8timer->timeInit = Timer4_count; //pu8timer->timeInit = IntNum; pu8timer->timeOut = 0; pu8timer->timeToCount = u32timeToCount;}
RETURN_TYPE time_getTimeOut(TIMER_TYPE *pu8timer){ uint32 Temp_Val; if(Timer4_count > pu8timer->timeInit) Temp_Val = Timer4_count - pu8timer->timeInit; else Temp_Val = (0xFFFFFFFF-pu8timer->timeInit)+Timer4_count; if(Temp_Val >= pu8timer->timeToCount) { pu8timer->timeOut = 1; pu8timer->on = 0; pu8timer->timeToCount = 0; pu8timer->timeInit = 0; } else pu8timer->timeOut = 0; return (pu8timer->timeOut == 1)?TIME_OUT:OK;}
BTN_STATE btn_getState(BTN_STRUCT *pBtn){const uint8 transition_table[8][4]={ 0, 1, 0, 1, 5, 2, 5, 1, 7, 2, 5, 3, 5, 4, 5, 4, 5, 4, 5, 4, 6, 1, 0, 1, 6, 1, 7, 1, 0, 1, 0, 1 }; //register uint8 u8Input; uint8 u8Input; // Get button state io_getDigital(pBtn->u8Pin,pBtn->GPIO_Pin ,&u8Input); u8Input = (u8Input == pBtn->u8ActiveState)?1:0; // Get timeout state u8Input |= ((time_getTimeOut(&(pBtn->tTimer))==TIME_OUT)?2:0);
// Get new state pBtn->u8State = transition_table[pBtn->u8State][u8Input]; // we want only the state, not action
// Perform action switch (pBtn->u8State) { case 1: time_setTimerCount(&(pBtn->tTimer), pBtn->u16TimeOutON); break; case 5: time_setTimerCount(&(pBtn->tTimer), pBtn->u16TimeOutOFF); break; } // return pBtn->u8State; //待测试 return (BTN_STATE)pBtn->u8State; }
//下面是mod_button.h
#ifndef _MOD_BUTTON_H_INCLUDED#define _MOD_BUTTON_H_INCLUDED
#include "main.h"#include "Datadef.h"#include "tim.h"/* Timeout ON _______|_____ P | | Timeout OFF R ___________| |________|____ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ S 0 1 2 3 4 5 6 7
P - pressed, R - released, S - BTN_STATE*/
/*°´Å¥Ïà¹Ø KEY1 learn PB5 KEY2 CLEAR PB6*/#define BTN_ACTIVE 0 //when pressed, switch to GND
typedef struct{ // Public //uint8 u8Pin; // e.g. ADIO0 //uint16 u8Pin; // e.g. ADIO0 GPIO_TypeDef * u8Pin; uint16_t GPIO_Pin; uint8 u8ActiveState; // button is pressed if (io_getDigital(u8Button)==bActiveState) uint16 u16TimeOutON; // time the button has to be pressed to be recognized as pressed uint16 u16TimeOutOFF; // time the button has to be pressed to be recognized as released // Private TIMER_TYPE tTimer; uint8 u8State;
} BTN_STRUCT;
typedef enum { BTN_IDLE = 0, BTN_EDGE1, BTN_TRIGGERED, BTN_PRESSED, //< most important BTN_PRESS_HOLD, BTN_EDGE2, BTN_RELEASE_HOLD, BTN_RELEASED } BTN_STATE;
extern u16 Timer4_count;
BTN_STATE btn_getState(BTN_STRUCT *pBtn);void time_setTimerCount(TIMER_TYPE *pu8timer,uint32 u32timeToCount); void io_getDigital(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin,uint8 *pu8Value);RETURN_TYPE time_getTimeOut(TIMER_TYPE *pu8timer);
#endif //_MOD_BUTTON_H_INCLUDED
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1.2 使用方法
//先定义一个按键的结构体类型，BTN_STRUCT K1_BUTTON_150mS ={K1_GPIO_Port, K1_Pin, BTN_ACTIVE, // Active state 150, // Time the button has to be in 'Active state' to be recognized as pressed 100 }; BTN_STRUCT K1_BUTTON_2S = { K1_GPIO_Port, K1_Pin, BTN_ACTIVE, // Active state 2000, // Time the button has to be in 'Active state' to be recognized as pressed 100 } ;
//然后在主函数循环中调用不同的状态if(btn_getState(&K1_BUTTON_150mS) == BTN_EDGE2){...}//BTN_EDGE2按住松开if(btn_getState(&K1_BUTTON_2S) == BTN_PRESSED){...} //BTN_PRESSED为按住不松开状态//注意使用的时候，如果长时间的按钮操作需要状态为 BTN_EDGE2 ，即长按松开 才会执行，在执行完语句最后需要包含比此次短的 BTN_EDGE2 操作：
if((btn_getState(&CLEAR_BUTTON_2S)==BTN_EDGE2){ ... while(btn_getState(&CLEAR_BUTTON_150mS));// 防止长时间按住松开会触发短时间的松开操作}
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一般的情况下，上面代码中用到的按键事件足够应付，所以 BTN_STATE 中其他的按键状态我也没有花太多事件去测试，如果有谁能够把其他状态测试说清楚，还希望能够告知一声，
此按键程序最初原型是国外一家公司提供的 SDK 包里面的 Demo，然后经过自己的多次测试与修改才变成自己的最常用的驱动，当然他还可以更加的优化，希望大家多多指导。
2、另一种按键驱动
当初在做按键的时候，想着除了上面的是否有其他简单的通俗易懂的按键驱动，然后自己在网上各种寻找，反正不可能按键直接检测 IO，然后防抖做一个短延时，最终这种还是逃不过得开定时器，然后还是做了一个测试可用的：
2.1 驱动源码
//开启按键IO的外部中断，为上升下降沿都能触发，这样是检测按下，弹起之间的时间差
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling;/*有一个问题，就是按下以后，长按需要下一次进入外部中断才能执行*/void EXTI9_5_IRQHandler(void){ if( EXTI_GetITStatus(EXTI_Line7)!= RESET) { if( KEY == 0 ) { Timer4_count = 0; readkey1 =0; } else readkey1=1; } EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line7); }
//外部中断实施按键操作KEY_TIME Press_Key1(void){ KEY_TIME i; if( readkey1 == 1 ) { if( Timer4_count < 20 ) { Timer4_count = 0; readkey1 = 0; i = NOT; } else if(( Timer4_count >= 80) && (Timer4_count < 2000 )) { Timer4_count = 0; readkey1 = 0; i = Short; } else if(( Timer4_count >= 2000 ) && (Timer4_count < 5000 )) { Timer4_count = 0; readkey1 = 0; i = Medium; } else if( Timer4_count >= 5000 ) { Timer4_count = 0; readkey1 = 0; i = Long; } } return i;}
//在.h文件中定义枚举类型typedef enum{ NOT = 0, Short =2, Medium=3 , Long =4 , }KEY_TIME;/*好像记得当时在上面这个枚举类型时候，Short 定义为 1 是会有问题的，当时也不确定是什么问题，改成 2 测试就OK了，也没花时间研究*/KEY_TIME Press_Key1(void);
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2.2 使用方法
if(Press_Key1() == Short){ ... }else if(Press_Key1() == Medium);
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当时这种按键也用了一会，但是好像是与点小问题，但是只使用 short 和 Medium 是可以的，具体什么问题，因为实际用不到那么多，所以也没继续研究下去，这个方法是在网上参照的例子拿过来使用的。
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不浮夸，不将就，认真对待学知识的我们！ 2022.08.02 加入
不浮夸，不将就，认真对待学知识的我们，矜辰所致，金石为开！ 为了活下去的嵌入式工程师，画画板子，敲敲代码，玩玩RTOS，搞搞Linux ...
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