初学STM32编程技巧全功能按键非阻塞式实现
其实笔者以前学51的时候按键功能就包含非阻塞式的，而且还包括矩阵按键的非组塞式按键实现。开关的长短键功能笔者在之前的51博文中笔者自己尝试写过，功能是有了但写的其实很混乱，几乎没有移植的价值。这次江科大刚好出了新的教程，又重新学习了一下。刚好学到江科大关于串口通信部分，了解了状态机的形式，思路相比以前突然打开了，以前自己写代码总觉得状态标志是个很好的参数，因为他可以帮助区分工作流程的各个状态。
这次江科大的代码没了注释笔者自己注释了一下。
key.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Key.h"/*映射区还有一些在头文件Key.h文件里*/
#define KEY_PRESSED 1 //按键按下
#define KEY_UNPRESSED 0//按键松开#define KEY_TIME_DOUBLE 200
#define KEY_TIME_LONG 2000
#define KEY_TIME_REPEAT 100
/* Key_Flag bit6~bit0 分别代表REPEAT（bit6）、Long、Double、Single、UP、Down、HOLD，bit7是空位 */
uint8_t Key_Flag[KEY_COUNT];//定义全局变量标志位每个标志位互相独立,不同的标志位代表不同的事件void Key_Init(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);/*按键使能GPIO初始化，常态是高电平按下是低电平*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_11;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);/*按键使能GPIO初始化，常态是低电平按下是高电平*/GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_15;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}uint8_t Key_GetState(uint8_t n) //检测当前按键的电平，并返回相应的电平信息
{if (n == KEY_1){if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0){return KEY_PRESSED;}}else if (n == KEY_2){if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11) == 0){return KEY_PRESSED;}}else if (n == KEY_3){if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_13) == 1){return KEY_PRESSED;}}else if (n == KEY_4){if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_15) == 1){return KEY_PRESSED;}}return KEY_UNPRESSED;
}
/*** 函 数：开关状态检测函数* 参 数：uint8_t n 指定开关编号，可在 KEY_1 KEY_2 KEY_3 KEY_4选择如需扩展可在KEY.h中添加，KEY_1的值是0 KEY_2的值是1，看头文件的定义* 参 数：uint8_t Flag指定开关的状态可在下面参数中现在
// KEY_HOLD ：按住开关
// KEY_DOWN ：按下开关
// KEY_UP ：开关弹起 这三项一般不作为参数检测KEY_SINGLE ：单击KEY_DOUBLE ：双击KEY_LONG : 长按KEY_REPEAT ： 重复，即一直按住。 后4项状态是互斥的但是和前三项可以
* 返 回 值：如果开关状态是例举（uint8_t Flag）的状态则返回1，如果不是则返回0
* 注意事项：开关状态Key_Flag[n]不一定和uint8_t Flag*/
uint8_t Key_Check(uint8_t n, uint8_t Flag)//开关状态检测
{if (Key_Flag[n] & Flag)//开关的7个状态FLAG是互斥，一个状态只占一位比如单击 0000 1000，只有开关确实是处于单击状态开关的结果才是非0的{if (Flag != KEY_HOLD) //这个函数就是保证不清除bit0位置的状态{Key_Flag[n] &= ~Flag; //相应的bit控制位清0，其它位保持}return 1;}return 0;
}void Key_Tick(void)
{static uint8_t Count, i;//定义静态变量i和Countstatic uint8_t CurrState[KEY_COUNT], PrevState[KEY_COUNT];//定义现态和前态static uint8_t S[KEY_COUNT];//定义状态static uint16_t Time[KEY_COUNT];//for (i = 0; i < KEY_COUNT; i ++)//KEY_COUNT的值在Key.H中定义了{if (Time[i] > 0){Time[i] --; //对应开关的时间减1}}Count ++;if (Count >= 20)//每20ms进入一次这个函数{Count = 0;for (i = 0; i < KEY_COUNT; i ++)//历遍所有的开关状态{PrevState[i] = CurrState[i];//当Key_GetState(i)获得新状态时代表着CurrState里面的状态就是前态了CurrState[i] = Key_GetState(i);//把开关状态赋值给现态if (CurrState[i] == KEY_PRESSED)//如果检测到开关按下则标志位HOLD置1{Key_Flag[i] |= KEY_HOLD; //KEY_HOLD = 0000 0001则bit 0 置1其它位保持。}else//如果没检测到开关按下则标志位HOLD置0{Key_Flag[i] &= ~KEY_HOLD;//，~KEY_HOLD = 1111 1110 则bit 0置0其它位保持。}if (CurrState[i] == KEY_PRESSED && PrevState[i] == KEY_UNPRESSED)//如果现态是按下前态是没有按下{Key_Flag[i] |= KEY_DOWN; // KEY_DOWN = 0000 0010 则bit 1置1其它位保持}if (CurrState[i] == KEY_UNPRESSED && PrevState[i] == KEY_PRESSED)//如果现态是弹起前态是按下{Key_Flag[i] |= KEY_UP; // KEY_UP = 0000 0100则bit 2 置1其它位保持}if (S[i] == 0) //如果对应开关处于空闲状态{if (CurrState[i] == KEY_PRESSED) //如果现态的开关状态时按下{Time[i] = KEY_TIME_LONG; //对应开关的时间设置为2000即长按检测S[i] = 1;//开关由0态进入1态}}else if (S[i] == 1) //如果对应开关处于状态1{if (CurrState[i] == KEY_UNPRESSED)//如果现态开关状态是弹起{Time[i] = KEY_TIME_DOUBLE; //对应开关时间设置为200S[i] = 2;//开关由1态进入2态}else if (Time[i] == 0) //如果对应开关时间为0{Time[i] = KEY_TIME_REPEAT; //开关时间设置为100Key_Flag[i] |= KEY_LONG;//KEY_LONG = 0010 0000，则对应标志位bit5 置1其它位保持S[i] = 4; //开关由1态进人4态，}}else if (S[i] == 2) //如果对应开关处于2态{if (CurrState[i] == KEY_PRESSED)//如果检测到开关处于按住状态{Key_Flag[i] |= KEY_DOUBLE;//对应开关设置标志位 KEY_DOUBLE = 0001 0000，bit4 置1其它位保持S[i] = 3;//开关进入状态3，说明按键已然双击}else if (Time[i] == 0)//否则的话检测对应开关的时间是否为0{Key_Flag[i] |= KEY_SINGLE; //对应开关设置标志位 KEY_SINGLE = 0000 1000,bit3 置1其它位保持S[i] = 0; //开关状态由2态回到状态0}}else if (S[i] == 3)//如果对应开关处于状态3{if (CurrState[i] == KEY_UNPRESSED)//如果对应开关现态是弹起{S[i] = 0;//开关由3态回到状态0}}else if (S[i] == 4)//如果对应开关处于状态4{if (CurrState[i] == KEY_UNPRESSED)//如果对应开关现态是弹起{S[i] = 0;//开关由4态回到状态0}else if (Time[i] == 0)//如果对应时间是0{Time[i] = KEY_TIME_REPEAT; //对应开关设置为重复按键时间100Key_Flag[i] |= KEY_REPEAT; //对应开关标志位设置为 KEY_REPEAT = 0100 0000 bit6 置1其它位保持S[i] = 4;//开关已然处于4态}}}}
}
添一下编程思路
当然这篇也不是来分享注释的，纵观江科大的代码，在开关稳态的判断上稍显简陋。因此笔者扩展了一下代码，1）现在代码对稳态有了更强的判断 2）对数组的边界进行了判断，防止超过边界程序不工作。
对应代码移植的注意点：1）确定KEY_COUNT的值以降低资源的消耗不一定要一直设置为4，用几个设置几个就行 2）添加了按键开关宏定义 3）添加了GPIO口宏定义
在这几个宏定义里修改参数无需在模块中修改即可拿来使用。一般来说双击是很少用的功能，关于如果屏蔽这个功能，宏定义中#define KEY_TIME_DOUBLE 1原先的200改成1，程序就不会检测到双击，就只剩单击和长按功能了。
笔者的稳态加强判断代码：
/*有历史的开关状态判定*/
uint16_t Key_SteadyState(uint8_t n)
{if (n >= KEY_COUNT) {return 0; // 索引越界时直接返回0，不执行后续操作}
if (n == KEY_1){if (Keybuf[KEY_1] == 0xFFFF){return KEY_PRESSED;}}if (n == KEY_2){if (Keybuf[KEY_2] == 0xFFFF){return KEY_PRESSED;}}if (n == KEY_3){if (Keybuf[KEY_3] == 0xFFFF){return KEY_PRESSED;}} if (n == KEY_4){if (Keybuf[KEY_4] == 0xFFFF){return KEY_PRESSED;}} return KEY_UNPRESSED;
}这也是笔者学51时候宋老师给出的编程思路，按下开关获得的状态是1，每1ms进入中断一次并移位一次，因此只要判断Keybuf的值就能知道过去的16ms是不是处于稳态。如果keybuf[i] =0x0000，则说明前16ms开关一直松开，如果keybuf[i] = 0xffff,则说明开关一直按着。
key.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Key.h"
/*映射区*/#define KEY_PRESSED 1 //按键按下
#define KEY_UNPRESSED 0//按键松开/*开关阈值时间*/
#define KEY_TIME_DOUBLE 200//把该处的值调低比如设置为1那么程序就不可能检测到双击，变相的屏蔽了双击功能
#define KEY_TIME_LONG 2000
#define KEY_TIME_REPEAT 100
/*GPIO口宏定义开关KEY_1 KEY_2都是GPIOB,第二组KEY_3 KEY_4也是GPIOB*/
#define GPIO_KEY_1 GPIO_Pin_1
#define GPIO_KEY_2 GPIO_Pin_11
#define GPIOX_KEY1_KEY2 GPIOB
#define GPIO_KEY_3 GPIO_Pin_13
#define GPIO_KEY_4 GPIO_Pin_15
#define GPIOX_KEY3_KEY4 GPIOB/* Key_Flag bit6~bit0 分别代表REPEAT（bit6）、Long、Double、Single、UP、Down、HOLD，bit7是空位 */
uint8_t Key_Flag[KEY_COUNT] = {0};//定义全局变量标志位每个标志位互相独立,不同的标志位代表不同的事件
uint16_t Keybuf[KEY_COUNT] = {0x0000};void Key_Init(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);/*按键使能GPIO初始化，常态是高电平按下是低电平*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_KEY_1 | GPIO_KEY_2;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOX_KEY1_KEY2, &GPIO_InitStructure);/*按键使能GPIO初始化，常态是低电平按下是高电平*/GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_KEY_3 | GPIO_KEY_4;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOX_KEY3_KEY4, &GPIO_InitStructure);
}
/*检测当前按键的电平，并返回相应的电平信息即开关状态*/
uint16_t Key_GetState(uint8_t n)
{if (n >= KEY_COUNT) {return 0; // 索引越界时直接返回0，不执行后续操作}if (n == KEY_1){if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0){return KEY_PRESSED;}}else if (n == KEY_2){if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11) == 0){return KEY_PRESSED;}}else if (n == KEY_3){if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_13) == 1){return KEY_PRESSED;}}else if (n == KEY_4){if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_15) == 1){return KEY_PRESSED;}}return KEY_UNPRESSED;
}
/*有历史的开关状态判定*/
uint16_t Key_SteadyState(uint8_t n)
{if (n >= KEY_COUNT) {return 0; // 索引越界时直接返回0，不执行后续操作}
if (n == KEY_1){if (Keybuf[KEY_1] == 0xFFFF){return KEY_PRESSED;}}if (n == KEY_2){if (Keybuf[KEY_2] == 0xFFFF){return KEY_PRESSED;}}if (n == KEY_3){if (Keybuf[KEY_3] == 0xFFFF){return KEY_PRESSED;}} if (n == KEY_4){if (Keybuf[KEY_4] == 0xFFFF){return KEY_PRESSED;}} return KEY_UNPRESSED;
}/*** 函 数：开关状态检测函数* 参 数：uint8_t n 指定开关编号，可在 KEY_1 KEY_2 KEY_3 KEY_4选择如需扩展可在KEY.h中添加，KEY_1的值是0 KEY_2的值是1，看头文件的定义* 参 数：uint8_t Flag指定开关的状态可在下面参数中选择
// KEY_HOLD ：按住开关
// KEY_DOWN ：按下开关
// KEY_UP ：开关弹起 这三项一般不作为参数检测KEY_SINGLE ：单击KEY_DOUBLE ：双击KEY_LONG : 长按KEY_REPEAT ： 重复，即一直按住。 后4项状态是互斥的但是和前三项可以共存
* 返 回 值：如果开关状态是例举（uint8_t Flag）的状态则返回1，如果不是则返回0
* 注意事项：开关状态Key_Flag[n]不一定和uint8_t Flag相同*/
uint8_t Key_Check(uint8_t n, uint8_t Flag)//开关状态检测
{/* 添加边界检查：确保 n 在有效索引范围内 */if (n >= KEY_COUNT) {return 0; // 索引越界时直接返回0，不执行后续操作}if (Key_Flag[n] & Flag)//开关的7个状态FLAG一个状态只占一位比如单击 0000 1000，只有开关确实是处于单击状态开关的结果才是非0的{if (Flag != KEY_HOLD) //这个函数就是保证不清除bit0位置的状态{Key_Flag[n] &= ~Flag; //相应的bit控制位清0，其它位保持}return 1;}return 0;
}void Key_Tick(void)
{static uint8_t Count, i;//定义静态变量i和Countstatic uint8_t CurrState[KEY_COUNT], PrevState[KEY_COUNT];//定义现态和前态static uint8_t S[KEY_COUNT] ={0};//定义状态static uint16_t Time[KEY_COUNT] = {0};//定义开关时间for (i = 0; i < KEY_COUNT; i ++)//遍历所有的开关，KEY_COUNT的值在Key.H中定义了{Keybuf[i] = (Keybuf[i] << 1) | Key_GetState(i) ;//当前的开关状态赋值给状态监控数组if (Time[i] > 0){Time[i] --; //对应开关的时间减1}}Count ++;if (Count >= 20)//每20ms进入一次这个函数{Count = 0;for (i = 0; i < KEY_COUNT; i ++)//历遍所有的开关状态{PrevState[i] = CurrState[i];//当Key_GetState(i)获得新状态时代表着CurrState里面的状态就是前态了CurrState[i] =Key_SteadyState(i) ;//把稳定的开关状态赋值给现态if (CurrState[i] == KEY_PRESSED)//如果检测到开关按下则标志位HOLD置1{Key_Flag[i] |= KEY_HOLD; //KEY_HOLD = 0000 0001则bit 0 置1其它位保持。}else//如果没检测到开关按下则标志位HOLD置0{Key_Flag[i] &= ~KEY_HOLD;//，~KEY_HOLD = 1111 1110 则bit 0置0其它位保持。}if (CurrState[i] == KEY_PRESSED && PrevState[i] == KEY_UNPRESSED)//如果现态是按下前态是没有按下{Key_Flag[i] |= KEY_DOWN; // KEY_DOWN = 0000 0010 则bit 1置1其它位保持}if (CurrState[i] == KEY_UNPRESSED && PrevState[i] == KEY_PRESSED)//如果现态是弹起前态是按下{Key_Flag[i] |= KEY_UP; // KEY_UP = 0000 0100则bit 2 置1其它位保持}if (S[i] == 0) //如果对应开关处于空闲状态{if (CurrState[i] == KEY_PRESSED) //如果现态的开关状态时按下{Time[i] = KEY_TIME_LONG; //对应开关的时间设置为2000即长按检测S[i] = 1;//开关由0态进入1态}}else if (S[i] == 1) //如果对应开关处于状态1{if (CurrState[i] == KEY_UNPRESSED)//如果现态开关状态是弹起{Time[i] = KEY_TIME_DOUBLE; //对应开关时间设置为200S[i] = 2;//开关由1态进入2态}else if (Time[i] == 0) //如果对应开关时间为0{Time[i] = KEY_TIME_REPEAT; //开关时间设置为100Key_Flag[i] |= KEY_LONG;//KEY_LONG = 0010 0000，则对应标志位bit5 置1其它位保持S[i] = 4; //开关由1态进人4态，}}else if (S[i] == 2) //如果对应开关处于2态{if (CurrState[i] == KEY_PRESSED)//如果检测到开关处于按住状态{Key_Flag[i] |= KEY_DOUBLE;//对应开关设置标志位 KEY_DOUBLE = 0001 0000，bit4 置1其它位保持S[i] = 3;//开关进入状态3，说明按键已然双击}else if (Time[i] == 0)//否则的话检测对应开关的时间是否为0{Key_Flag[i] |= KEY_SINGLE; //对应开关设置标志位 KEY_SINGLE = 0000 1000,bit3 置1其它位保持S[i] = 0; //开关状态由2态回到状态0}}else if (S[i] == 3)//如果对应开关处于状态3{if (CurrState[i] == KEY_UNPRESSED)//如果对应开关现态是弹起{S[i] = 0;//开关由3态回到状态0}}else if (S[i] == 4)//如果对应开关处于状态4{if (CurrState[i] == KEY_UNPRESSED)//如果对应开关现态是弹起{S[i] = 0;//开关由4态回到状态0}else if (Time[i] == 0)//如果对应时间是0{Time[i] = KEY_TIME_REPEAT; //对应开关设置为重复按键时间100Key_Flag[i] |= KEY_REPEAT; //对应开关标志位设置为 KEY_REPEAT = 0100 0000 bit6 置1其它位保持S[i] = 4;//回到状态4}}}}
}
key.h
#ifndef __KEY_H
#define __KEY_H/*使能开关的个数，根据工程的需要更该参数*/
#define KEY_COUNT 4
/*开关命名索引，宏命令取的值与for循环的i有关且是一一对应的因此取值要连续不能随意错位，跳过某个数取值的方式，比如0,4,1,3这种顺序是不允许的*/
#define KEY_1 0
#define KEY_2 1
#define KEY_3 2
#define KEY_4 3
/* 参数修改区，按工程需要重命名开关名字*/
#define Key_Safe KEY_1 // 安全开关
#define Key_Start KEY_2 // 启动开关
#define Key_Stop KEY_3 // 停止开关
#define Key_Reset KEY_4 // 复位开关#define KEY_HOLD 0x01 //0000 0001
#define KEY_DOWN 0x02 //0000 0010
#define KEY_UP 0x04 //0000 0100
#define KEY_SINGLE 0x08 //0000 1000
#define KEY_DOUBLE 0x10 //0001 0000
#define KEY_LONG 0x20 //0010 0000
#define KEY_REPEAT 0x40 //0100 0000void Key_Init(void);
uint8_t Key_Check(uint8_t n, uint8_t Flag);
void Key_Tick(void);#endif
从逻辑上来讲后面的程序对稳态的判断更严格，不同场景的使用要求可以按需调整，比如稳态判断采用8位的，那么时间就是 8ms，count的值改小一点。