多功能按键设计——利用一个I/O口，接一个按键，实现3功能操作：单击 + 双击 + 长按

看了一个晚上，结合了马潮老师的书，才搞懂这个程序，确实经典！原文：http://www.amobbs.com/thread-4991902-1-1.html

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题目：多功能按键设计。利用一个I/O口，接一个按键，实现3功能操作：单击 + 双击 + 长按。

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用户基本操作定义：

1。短按操作：按键按下，按下时间<1s，属于一次短按操作

2。长按操作：按键按下，按下时间>1s，属于一次长按操作

在正常0.5s内无按键操作为启始按键扫描条件下，扫描按键将产生以下3种按键事件：

1。长按事件：任何1次出现的长按操作都属于长按事件

2。单击事件：1次短按操作后，间隔0.5内没有短按操作

3。双击事件：2次短按操作间隔时间<0.5s，则2次短按操作为1次双击事件，且2次短按都取消

特别操作情况定义：

1。短按操作和长按操作间隔<0.5s，以及，长按操作和短按操作间隔<0.5s，均不产生双击事件

2。连续n次（n为奇数）短按操作，且间隔均<0.5s，产生(n-1)/2次双击事件+1次单击事件

3。连续n次（n为偶数）短按操作，且间隔均<0.5s，产生n/2次双击事件

对按键操作者的建议：

由于按键的多功能性质，建议操作者每次在单击/长按/双击按键事件发生后，隔0.5s后再进行下一次的按键操作。因为在特别操作情况下，程序是保证按定义进行判断和处理的，主要是怕操作者自己记不清楚导致操作失误。

对软件设计者的要求：

1。应该全面进行分析，给出严格定义和判断条件，如上所示。如果自己都不清楚，你的设计出的系统就不稳定，不可靠。

2。在1的基础上，编写出符合要求的程序，并进行全面测试。

/*=============

低层按键（I/0）扫描函数，即低层按键设备驱动，只返回无键、短按和长按。具体双击不在此处判断。参考本人教材的例9-1，稍微有变化。教材中为连_发。

===============*/

#define key_input PIND.7 // 按键输入口

#define N_key 0 //无键

#define S_key 1 //单键

#define D_key 2 //双键

#define L_key 3 //长键

#define key_state_0 0

#define key_state_1 1

#define key_state_2 2

unsigned char key_driver(void)

{

static unsigned char key_state = key_state_0, key_time = 0;

unsigned char key_press, key_return = N_key;

key_press = key_input; // 读按键I/O电平

switch (key_state)

{

case key_state_0: // 按键初始态

if (!key_press) key_state = key_state_1; // 键被按下，状态转换到按键消抖和确认状态

break;

case key_state_1: // 按键消抖与确认态

if (!key_press)

{

key_time = 0; //

key_state = key_state_2; // 按键仍然处于按下，消抖完成，状态转换到按下键时间的计时状态，但返回的还是无键事件

}

else

key_state = key_state_0; // 按键已抬起，转换到按键初始态。此处完成和实现软件消抖，其实按键的按下和释放都在此消抖的。

break;

case key_state_2:

if(key_press)

{

key_return = S_key; // 此时按键释放，说明是产生一次短操作，回送S_key

key_state = key_state_0; // 转换到按键初始态

}

else if (++key_time >= 100) // 继续按下，计时加10ms（10ms为本函数循环执行间隔）

{

key_return = L_key; // 按下时间>1000ms，此按键为长按操作，返回长键事件

key_state = key_state_3; // 转换到等待按键释放状态

}

break;

case key_state_3: // 等待按键释放状态，此状态只返回无按键事件

if (key_press) key_state = key_state_0; //按键已释放，转换到按键初始态

break;

}

return key_return;

}

/*=============

中间层按键处理函数，调用低层函数一次，处理双击事件的判断，返回上层正确的无键、单键、双键、长键4个按键事件。

本函数由上层循环调用，间隔10ms

===============*/

unsigned char key_read(void)

{

static unsigned char key_m = key_state_0, key_time_1 = 0;

unsigned char key_return = N_key,key_temp;

key_temp = key_driver();

switch(key_m)

{

case key_state_0:

if (key_temp == S_key )

{

key_time_1 = 0; // 第1次单击，不返回，到下个状态判断后面是否出现双击

key_m = key_state_1;

}

else

key_return = key_temp; // 对于无键、长键，返回原事件

break;

case key_state_1:

if (key_temp == S_key) // 又一次单击（间隔肯定<500ms）

{

key_return = D_key; // 返回双击键事件，回初始状态

key_m = key_state_0;

}

else

{ // 这里500ms内肯定读到的都是无键事件，因为长键>1000ms，在1s前低层返回的都是无键

if(++key_time_1 >= 50)

{

key_return = S_key; // 500ms内没有再次出现单键事件，返回上一次的单键事件

key_m = key_state_0; // 返回初始状态

}

}

break;

}

return key_return;

}

下面，根据程序分析按键事件的反映时间：

1。对于长键，按下超过1s马上响应，反映最快

2。对于双键，第2次按键释放后马上得到反映。

3。对于单键，释放后延时拖后500ms才能响应，反映最慢。这个与需要判断后面是否有双击操作有关，只能这样。实际应用中，可以调整两次单击间隔时间定义，比如为300ms，这样单击的响应回快一点，单按键操作人员需要加快按键的操作过程。如果产品是针对老年人的，这个时间不易太短，因为年纪大的人，反映和动作都比较慢。

当然，上面两段可以合在一起。我这样做的目的，是为了可以方便的扩展为N击（当然，需要做修改）。可是最底层的就是最基本的操作处理短按和长按，不用改动的。至于双击，还是N击，在中间层处理。这就是程序设计中分层结构的优点。

测试代码环境如下：

interrupt [TIM0_COMP] void timer0_comp_isr(void) // 定时器10ms中断服务

{

time_10ms_ok = 1;

}

main(viod)

{

.........

while

{

if (time_10ms_ok) //每10ms执行一次，

{

time_10ms_ok =0;

key = key_read(); //《====== 10ms一次调用按键中间层函数，根据返回键值，点亮不同的LED灯，全面测试按键操作是否正常

if (key == L_key)

........//点亮A_LED，关闭B_LED和C_LED

else if(key == D_key)

........//点亮B_LED，关闭A_LED和C_LED

else if(key == S_key)

........//点亮C_LED，关闭A_LED和B_LED

}

}

}

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通过以上这个看似简单的按键，看在应用中如何变化，以及如何在实际产品中全面、可靠的进行设计。

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还是讲手表上的一个键，如果是用户在查询时间方式工作，希望这个按键只有单击的单一功能，响应要快，而用户在设置时间方式工作，希望这个按键是多功能的，有单击和长按连_发的功能，但此时单击的响应要慢点了。

如何处理这个矛盾？

这个也简单呀。你写2套低层的驱动，一套就是扫描按键的按下，马上响应，另一套是需要等待的。然后增加一个状态判断，如果是上层在查询时间方式，那么使用前一套扫描按键，反映肯定快，如果上层在设置时间方式，就使用第2套扫描按键，此时单击响应要慢一点。这样不就平衡了吗？

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<p><strong>下面一个微小改动（见60楼），实现无键、单击、长键立即响应：</strong></p><p></p><pre name="code" class="cpp">“请问马老师，如何用2套底层驱动切换的方式实现类似windows资源管理器对鼠标单双击功能呢？” </pre>

<pre></pre>

<p></p>

<p></p>

<pre name="code" class="cpp">=======================================================

还是在LZ位的代码上改动，实现“类似windows资源管理器对鼠标单双击功能”

unsigned char key_read(void)

{

static unsigned char key_m = key_state_0, key_time_1 = 0;

unsigned char key_return = N_key,key_temp;

key_temp = key_driver();

switch(key_m)

{

case key_state_0:

if (key_temp == S_key )

{

key_time_1 = 0; // 第1次单击，返回事件，并到下个状态判断后面是否出现双击

key_m = key_state_1;

}

key_return = key_temp; // 对于无键、单击、长键，返回原事件，都是马上响应

break;

case key_state_1:

if (key_temp == S_key) // 又一次单击（间隔肯定<500ms）

{

key_return = D_key; // 返回双击键事件，回初始状态

key_m = key_state_0;

}

else

{ // 这里500ms内肯定读到的都是无键事件，因为长键>1000ms，在1s前低层返回的都是无键

if(++key_time_1 >= 50)

{

key_m = key_state_0; // 超过500ms，不可能有双击出现，返回初始状态

}

}

break;

}

return key_return;

}</pre><br>