MCU实战经验：多种的按键处理
2017-02-01 17:46
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按键通常有：IO口按键（BUTTON)，AD按键（通过AD采样电压），IR（遥控器）
按按键功能分：有短按键，长按键，连续按键。打个比方，遥控电视机，按一下音量键，音量增加1，这个就是短按键。按住音量键不放，音量连续加，这个就是连续按键。按住一个按键5s,系统会复位，这个是长按键。
1、IO口按键，就是我们比较常见的一个IO接一个按键，或者是一个矩阵键盘。很多新人的处理方法可能是采样延时的方法，当年我也是这样的，如下
[cpp] view
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print?
if(GETIO==low)
{
delay_10ms()
if(GETIO==low)
{
//得到按键值
}
}
这种方法虽然简单，但是有很大弊端。首先 Delay浪费很多时间，影响系统。第二，无法判断长短按键，连续按键。第三，如果这个按键是开关机按键系统在低功耗状态下，需要中断唤醒，这种方法比较容易出问题，如STM8S系列的
halt 模式。
所以我们一般在产品开发的过程中，采用扫描的方法，就是每隔10ms 去检测IO的状态，看是否有按键，然后去抖动，判断按键功能。参考代码如下，这段代码是之前在一个论坛看到的比我自己写的更加优秀，所以拿出来和大家分享一下，也顺便感谢一下作者。这段代码，容易修改，可以根据自己的时间需要，进行长短按键，连续按键,还有组合按键的判断。
[cpp] view
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print?
/* 按键滤波时间50ms, 单位10ms
*只有连续检测到50ms状态不变才认为有效，包括弹起和按下两种事件
*/
#define BUTTON_FILTER_TIME 5
#define BUTTON_LONG_TIME 300 /* 持续1秒，认为长按事件 */
/*
每个按键对应1个全局的结构体变量。
其成员变量是实现滤波和多种按键状态所必须的
*/
typedef struct
{
/* 下面是一个函数指针，指向判断按键手否按下的函数 */
unsigned char (*IsKeyDownFunc)(void); /* 按键按下的判断函数,1表示按下 */
unsigned char Count; /* 滤波器计数器 */
unsigned char FilterTime; /* 滤波时间(最大255,表示2550ms) */
unsigned short LongCount; /* 长按计数器 */
unsigned short LongTime; /* 按键按下持续时间, 0表示不检测长按 */
unsigned char State; /* 按键当前状态（按下还是弹起） */
unsigned char KeyCodeUp; /* 按键弹起的键值代码, 0表示不检测按键弹起 */
unsigned char KeyCodeDown; /* 按键按下的键值代码, 0表示不检测按键按下 */
unsigned char KeyCodeLong; /* 按键长按的键值代码, 0表示不检测长按 */
unsigned char RepeatSpeed; /* 连续按键周期 */
unsigned char RepeatCount; /* 连续按键计数器 */
}BUTTON_T;
typedef enum
{
KEY_NONE = 0, /* 0 表示按键事件 */
KEY_DOWN_Power, /* 按键键按下 */
KEY_UP_Power, /* 按键键弹起 */
KEY_LONG_Power, /* 按键键长按 */
KEY_DOWN_Power_TAMPER /* 组合键，Power键和WAKEUP键同时按下 */
}KEY_ENUM;
BUTTON_T s_Powerkey;
//是否有按键按下接口函数
unsigned char IsKeyDownUser(void)
{if (0==GPIO_ReadInputPin(POWER_KEY_PORT, POWER_KEY_PIN) ) return 1;return 0;}
void PanakeyHard_Init(void)
{
GPIO_Init (POWER_KEY_PORT, POWER_KEY_PIN, GPIO_MODE_IN_FL_NO_IT);//power key
}
void PanakeyVar_Init(void)
{
/* 初始化USER按键变量，支持按下、弹起、长按 */
s_Powerkey.IsKeyDownFunc = IsKeyDownUser; /* 判断按键按下的函数 */
s_Powerkey.FilterTime = BUTTON_FILTER_TIME; /* 按键滤波时间 */
s_Powerkey.LongTime = BUTTON_LONG_TIME; /* 长按时间 */
s_Powerkey.Count = s_Powerkey.FilterTime / 2; /* 计数器设置为滤波时间的一半 */
s_Powerkey.State = 0; /* 按键缺省状态，0为未按下 */
s_Powerkey.KeyCodeDown = KEY_DOWN_Power; /* 按键按下的键值代码 */
s_Powerkey.KeyCodeUp =KEY_UP_Power; /* 按键弹起的键值代码 */
s_Powerkey.KeyCodeLong = KEY_LONG_Power; /* 按键被持续按下的键值代码 */
s_Powerkey.RepeatSpeed = 0; /* 按键连发的速度，0表示不支持连发 */
s_Powerkey.RepeatCount = 0; /* 连发计数器 */
}
void Panakey_Init(void)
{
PanakeyHard_Init(); /* 初始化按键变量 */
PanakeyVar_Init(); /* 初始化按键硬件 */
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: bsp_DetectButton
* 功能说明: 检测一个按键。非阻塞状态，必须被周期性的调用。
* 形 参：按键结构变量指针
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void Button_Detect(BUTTON_T *_pBtn)
{
if (_pBtn->IsKeyDownFunc())
{
if (_pBtn->Count < _pBtn->FilterTime)
{
_pBtn->Count = _pBtn->FilterTime;
}
else if(_pBtn->Count < 2 * _pBtn->FilterTime)
{
_pBtn->Count++;
}
else
{
if (_pBtn->State == 0)
{
_pBtn->State = 1;
/* 发送按钮按下的消息 */
if (_pBtn->KeyCodeDown > 0)
{
/* 键值放入按键FIFO */
Pannelkey_Put(_pBtn->KeyCodeDown);// 记录按键按下标志，等待释放
}
}
if (_pBtn->LongTime > 0)
{
if (_pBtn->LongCount < _pBtn->LongTime)
{
/* 发送按钮持续按下的消息 */
if (++_pBtn->LongCount == _pBtn->LongTime)
{
/* 键值放入按键FIFO */
Pannelkey_Put(_pBtn->KeyCodeLong);
}
}
else
{
if (_pBtn->RepeatSpeed > 0)
{
if (++_pBtn->RepeatCount >= _pBtn->RepeatSpeed)
{
_pBtn->RepeatCount = 0;
/* 常按键后，每隔10ms发送1个按键 */
Pannelkey_Put(_pBtn->KeyCodeDown);
}
}
}
}
}
}
else
{
if(_pBtn->Count > _pBtn->FilterTime)
{
_pBtn->Count = _pBtn->FilterTime;
}
else if(_pBtn->Count != 0)
{
_pBtn->Count--;
}
else
{
if (_pBtn->State == 1)
{
_pBtn->State = 0;
/* 发送按钮弹起的消息 */
if (_pBtn->KeyCodeUp > 0) /*按键释放*/
{
/* 键值放入按键FIFO */
Pannelkey_Put(_pBtn->KeyCodeUp);
}
}
}
_pBtn->LongCount = 0;
_pBtn->RepeatCount = 0;
}
}
//功能说明: 检测所有按键。10MS 调用一次
void Pannelkey_Polling(void)
{
Button_Detect(&s_Powerkey); /* USER 键 */
}
void Pannelkey_Put（void)
{
// 定义一个队列 放入按键值
}
2、遥控器按键，遥控器解码的一般就有两种：脉宽调制和脉冲调制，这里就不细讲解码的过程了。这里详细解码之后，如何处理遥控器按键实现遥控器按键的长短按功能和连续按键功能。代码裁剪过，大家根据实际需要改动。其实AD按键，通过AD采样获得按键值之后，可以采取如下面的一样方法处理，提一个函数接口即可
[cpp] view
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print?
typedef struct
{
unsigned char count;//
unsigned char LongkeyFlag;/*是否长按键，1代表是*/
unsigned char PreKeyValue;/*按键值的一个备份，用于释放按键值*/
}ScanKeyDef;
#define SHORT_PRESS_TIME_IR 16 // 10ms
#define SERIES_PRESS_TIME_IR 10
#define LONG_PRESS_TIME_IR 22
#define KEY_RELEASE_TIME_OUT_IR 12 // 10ms
//提供5个接口函数，如下。
unsigned char get_irkey(void);
unsigned char ISSeriesKey(unsigned char temp);//按键是否需要做连续按键
unsigned char changeSeriesKey(unsigned char temp);//转换连续按键值
unsigned char ISLongKey(unsigned char temp);//按键是否需要做连续按键
unsigned char changeToLongKey(unsigned char temp);//转换连续按键值
unsigned char KeyScan(void)
{
unsigned char KeyValue = KEY_NONE,
KeyValueTemp = KEY_NONE;
static unsigned char KeyReleaseTimeCount =0;
KeyValueTemp = get_irkey();
if(KeyValueTemp != KEY_NONE)
{
ScanKeyDef.count++;
KeyReleaseTimeCount =0;
if(ScanKeyDef.count < LONG_PRESS_TIME_IR )
{
ScanKeyDef.LongkeyFlag = 0;
if((ScanKeyDef.count == SERIES_PRESS_TIME_IR) && ISSeriesKey(KeyValueTemp)) //处理连续按键
{
KeyValue = changeSeriesKey ( KeyValueTemp );
ScanKeyDef.PreKeyValue = KEY_NONE;
}
else if ( ScanKeyDef.count < SHORT_PRESS_TIME_IR )
{
ScanKeyDef.PreKeyValue = KeyValueTemp;
}
else
{
ScanKeyDef.PreKeyValue = KEY_NONE; // 无效按键
}
}
else if ( ScanKeyDef.count == LONG_PRESS_TIME_IR )
{
if (ISLongKey(KeyValueTemp))
{
{
ScanKeyDef.LongkeyFlag = 1;
KeyValue = changeToLongKey ( KeyValueTemp );
}
}
ScanKeyDef.PreKeyValue = KEY_NONE;
}
else if (ScanKeyDef.count > LONG_PRESS_TIME_IR )
{
ScanKeyDef.PreKeyValue = KEY_NONE; //无效按键
}
}
else//release & no press
{
KeyReleaseTimeCount ++;
if(KeyReleaseTimeCount >= KEY_RELEASE_TIME_OUT_IR)
{
if ( ScanKeyDef.PreKeyValue != KEY_NONE ) //释放按键值
{
if ( ScanKeyDef.LongkeyFlag == 0 )
{
KeyValue =ScanKeyDef.PreKeyValue ;
}
}
ScanKeyDef.count = 0;
ScanKeyDef.LongkeyFlag = 0;
ScanKeyDef.PreKeyValue = KEY_NONE;
}
}
return(KeyValue);
}
按按键功能分：有短按键，长按键，连续按键。打个比方，遥控电视机，按一下音量键，音量增加1，这个就是短按键。按住音量键不放，音量连续加，这个就是连续按键。按住一个按键5s,系统会复位，这个是长按键。
1、IO口按键，就是我们比较常见的一个IO接一个按键，或者是一个矩阵键盘。很多新人的处理方法可能是采样延时的方法，当年我也是这样的，如下
[cpp] view
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print?
if(GETIO==low)
{
delay_10ms()
if(GETIO==low)
{
//得到按键值
}
}
这种方法虽然简单，但是有很大弊端。首先 Delay浪费很多时间，影响系统。第二，无法判断长短按键，连续按键。第三，如果这个按键是开关机按键系统在低功耗状态下，需要中断唤醒，这种方法比较容易出问题，如STM8S系列的
halt 模式。
所以我们一般在产品开发的过程中，采用扫描的方法，就是每隔10ms 去检测IO的状态，看是否有按键，然后去抖动，判断按键功能。参考代码如下，这段代码是之前在一个论坛看到的比我自己写的更加优秀，所以拿出来和大家分享一下，也顺便感谢一下作者。这段代码，容易修改，可以根据自己的时间需要，进行长短按键，连续按键,还有组合按键的判断。
[cpp] view
plain copy
print?
/* 按键滤波时间50ms, 单位10ms
*只有连续检测到50ms状态不变才认为有效，包括弹起和按下两种事件
*/
#define BUTTON_FILTER_TIME 5
#define BUTTON_LONG_TIME 300 /* 持续1秒，认为长按事件 */
/*
每个按键对应1个全局的结构体变量。
其成员变量是实现滤波和多种按键状态所必须的
*/
typedef struct
{
/* 下面是一个函数指针，指向判断按键手否按下的函数 */
unsigned char (*IsKeyDownFunc)(void); /* 按键按下的判断函数,1表示按下 */
unsigned char Count; /* 滤波器计数器 */
unsigned char FilterTime; /* 滤波时间(最大255,表示2550ms) */
unsigned short LongCount; /* 长按计数器 */
unsigned short LongTime; /* 按键按下持续时间, 0表示不检测长按 */
unsigned char State; /* 按键当前状态（按下还是弹起） */
unsigned char KeyCodeUp; /* 按键弹起的键值代码, 0表示不检测按键弹起 */
unsigned char KeyCodeDown; /* 按键按下的键值代码, 0表示不检测按键按下 */
unsigned char KeyCodeLong; /* 按键长按的键值代码, 0表示不检测长按 */
unsigned char RepeatSpeed; /* 连续按键周期 */
unsigned char RepeatCount; /* 连续按键计数器 */
}BUTTON_T;
typedef enum
{
KEY_NONE = 0, /* 0 表示按键事件 */
KEY_DOWN_Power, /* 按键键按下 */
KEY_UP_Power, /* 按键键弹起 */
KEY_LONG_Power, /* 按键键长按 */
KEY_DOWN_Power_TAMPER /* 组合键，Power键和WAKEUP键同时按下 */
}KEY_ENUM;
BUTTON_T s_Powerkey;
//是否有按键按下接口函数
unsigned char IsKeyDownUser(void)
{if (0==GPIO_ReadInputPin(POWER_KEY_PORT, POWER_KEY_PIN) ) return 1;return 0;}
void PanakeyHard_Init(void)
{
GPIO_Init (POWER_KEY_PORT, POWER_KEY_PIN, GPIO_MODE_IN_FL_NO_IT);//power key
}
void PanakeyVar_Init(void)
{
/* 初始化USER按键变量，支持按下、弹起、长按 */
s_Powerkey.IsKeyDownFunc = IsKeyDownUser; /* 判断按键按下的函数 */
s_Powerkey.FilterTime = BUTTON_FILTER_TIME; /* 按键滤波时间 */
s_Powerkey.LongTime = BUTTON_LONG_TIME; /* 长按时间 */
s_Powerkey.Count = s_Powerkey.FilterTime / 2; /* 计数器设置为滤波时间的一半 */
s_Powerkey.State = 0; /* 按键缺省状态，0为未按下 */
s_Powerkey.KeyCodeDown = KEY_DOWN_Power; /* 按键按下的键值代码 */
s_Powerkey.KeyCodeUp =KEY_UP_Power; /* 按键弹起的键值代码 */
s_Powerkey.KeyCodeLong = KEY_LONG_Power; /* 按键被持续按下的键值代码 */
s_Powerkey.RepeatSpeed = 0; /* 按键连发的速度，0表示不支持连发 */
s_Powerkey.RepeatCount = 0; /* 连发计数器 */
}
void Panakey_Init(void)
{
PanakeyHard_Init(); /* 初始化按键变量 */
PanakeyVar_Init(); /* 初始化按键硬件 */
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: bsp_DetectButton
* 功能说明: 检测一个按键。非阻塞状态，必须被周期性的调用。
* 形 参：按键结构变量指针
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void Button_Detect(BUTTON_T *_pBtn)
{
if (_pBtn->IsKeyDownFunc())
{
if (_pBtn->Count < _pBtn->FilterTime)
{
_pBtn->Count = _pBtn->FilterTime;
}
else if(_pBtn->Count < 2 * _pBtn->FilterTime)
{
_pBtn->Count++;
}
else
{
if (_pBtn->State == 0)
{
_pBtn->State = 1;
/* 发送按钮按下的消息 */
if (_pBtn->KeyCodeDown > 0)
{
/* 键值放入按键FIFO */
Pannelkey_Put(_pBtn->KeyCodeDown);// 记录按键按下标志，等待释放
}
}
if (_pBtn->LongTime > 0)
{
if (_pBtn->LongCount < _pBtn->LongTime)
{
/* 发送按钮持续按下的消息 */
if (++_pBtn->LongCount == _pBtn->LongTime)
{
/* 键值放入按键FIFO */
Pannelkey_Put(_pBtn->KeyCodeLong);
}
}
else
{
if (_pBtn->RepeatSpeed > 0)
{
if (++_pBtn->RepeatCount >= _pBtn->RepeatSpeed)
{
_pBtn->RepeatCount = 0;
/* 常按键后，每隔10ms发送1个按键 */
Pannelkey_Put(_pBtn->KeyCodeDown);
}
}
}
}
}
}
else
{
if(_pBtn->Count > _pBtn->FilterTime)
{
_pBtn->Count = _pBtn->FilterTime;
}
else if(_pBtn->Count != 0)
{
_pBtn->Count--;
}
else
{
if (_pBtn->State == 1)
{
_pBtn->State = 0;
/* 发送按钮弹起的消息 */
if (_pBtn->KeyCodeUp > 0) /*按键释放*/
{
/* 键值放入按键FIFO */
Pannelkey_Put(_pBtn->KeyCodeUp);
}
}
}
_pBtn->LongCount = 0;
_pBtn->RepeatCount = 0;
}
}
//功能说明: 检测所有按键。10MS 调用一次
void Pannelkey_Polling(void)
{
Button_Detect(&s_Powerkey); /* USER 键 */
}
void Pannelkey_Put（void)
{
// 定义一个队列 放入按键值
}
2、遥控器按键，遥控器解码的一般就有两种：脉宽调制和脉冲调制，这里就不细讲解码的过程了。这里详细解码之后，如何处理遥控器按键实现遥控器按键的长短按功能和连续按键功能。代码裁剪过，大家根据实际需要改动。其实AD按键，通过AD采样获得按键值之后，可以采取如下面的一样方法处理，提一个函数接口即可
[cpp] view
plain copy
print?
typedef struct
{
unsigned char count;//
unsigned char LongkeyFlag;/*是否长按键，1代表是*/
unsigned char PreKeyValue;/*按键值的一个备份，用于释放按键值*/
}ScanKeyDef;
#define SHORT_PRESS_TIME_IR 16 // 10ms
#define SERIES_PRESS_TIME_IR 10
#define LONG_PRESS_TIME_IR 22
#define KEY_RELEASE_TIME_OUT_IR 12 // 10ms
//提供5个接口函数，如下。
unsigned char get_irkey(void);
unsigned char ISSeriesKey(unsigned char temp);//按键是否需要做连续按键
unsigned char changeSeriesKey(unsigned char temp);//转换连续按键值
unsigned char ISLongKey(unsigned char temp);//按键是否需要做连续按键
unsigned char changeToLongKey(unsigned char temp);//转换连续按键值
unsigned char KeyScan(void)
{
unsigned char KeyValue = KEY_NONE,
KeyValueTemp = KEY_NONE;
static unsigned char KeyReleaseTimeCount =0;
KeyValueTemp = get_irkey();
if(KeyValueTemp != KEY_NONE)
{
ScanKeyDef.count++;
KeyReleaseTimeCount =0;
if(ScanKeyDef.count < LONG_PRESS_TIME_IR )
{
ScanKeyDef.LongkeyFlag = 0;
if((ScanKeyDef.count == SERIES_PRESS_TIME_IR) && ISSeriesKey(KeyValueTemp)) //处理连续按键
{
KeyValue = changeSeriesKey ( KeyValueTemp );
ScanKeyDef.PreKeyValue = KEY_NONE;
}
else if ( ScanKeyDef.count < SHORT_PRESS_TIME_IR )
{
ScanKeyDef.PreKeyValue = KeyValueTemp;
}
else
{
ScanKeyDef.PreKeyValue = KEY_NONE; // 无效按键
}
}
else if ( ScanKeyDef.count == LONG_PRESS_TIME_IR )
{
if (ISLongKey(KeyValueTemp))
{
{
ScanKeyDef.LongkeyFlag = 1;
KeyValue = changeToLongKey ( KeyValueTemp );
}
}
ScanKeyDef.PreKeyValue = KEY_NONE;
}
else if (ScanKeyDef.count > LONG_PRESS_TIME_IR )
{
ScanKeyDef.PreKeyValue = KEY_NONE; //无效按键
}
}
else//release & no press
{
KeyReleaseTimeCount ++;
if(KeyReleaseTimeCount >= KEY_RELEASE_TIME_OUT_IR)
{
if ( ScanKeyDef.PreKeyValue != KEY_NONE ) //释放按键值
{
if ( ScanKeyDef.LongkeyFlag == 0 )
{
KeyValue =ScanKeyDef.PreKeyValue ;
}
}
ScanKeyDef.count = 0;
ScanKeyDef.LongkeyFlag = 0;
ScanKeyDef.PreKeyValue = KEY_NONE;
}
}
return(KeyValue);
}
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