標(biāo)題: 基于狀態(tài)機(jī)的非阻塞式按鍵處理方案，支持單擊、多擊和長(zhǎng)按功能，并具有良好移植性 [打印本頁(yè)]
作者: zenghl    時(shí)間: 2025-2-16 10:50
標(biāo)題: 基于狀態(tài)機(jī)的非阻塞式按鍵處理方案，支持單擊、多擊和長(zhǎng)按功能，并具有良好移植性
#include <stdint.h>

// 移植時(shí)需要修改的配置部分
#define KEY_PIN         PINA   // 按鍵所在端口
#define KEY_MASK        (1<<0) // 按鍵引腳掩碼
#define SYS_TICK_MS     10     // 系統(tǒng)時(shí)基(ms)
#define DEBOUNCE_TICKS  (30/SYS_TICK_MS)   // 消抖時(shí)間
#define LONG_PRESS_TICKS (1000/SYS_TICK_MS)// 長(zhǎng)按時(shí)間
#define MULTI_CLICK_TICKS (300/SYS_TICK_MS)// 多擊間隔

// 按鍵事件類型
typedef enum {
    KEY_EVENT_NONE = 0,
    KEY_EVENT_CLICK,
    KEY_EVENT_DOUBLE_CLICK,
    KEY_EVENT_TRIPLE_CLICK,
    KEY_EVENT_LONG_PRESS
} KeyEvent;

// 按鍵狀態(tài)機(jī)狀態(tài)
typedef enum {
    KEY_STATE_IDLE = 0,
    KEY_STATE_DEBOUNCE,
    KEY_STATE_PRESSED,
    KEY_STATE_RELEASE,
    KEY_STATE_WAIT_MULTI
} KeyState;

// 按鍵控制結(jié)構(gòu)體
typedef struct {
    KeyState state;
    uint16_t counter;
    uint8_t click_cnt;
    uint8_t key_last : 1;
    uint8_t key_current : 1;
} KeyHandle;

// 全局按鍵句柄
static KeyHandle key = {0};

// 需要移植實(shí)現(xiàn)的函數(shù)
static inline uint8_t key_read(void)
{
    // 返回當(dāng)前按鍵狀態(tài)(0:釋放 1:按下)
    return (KEY_PIN & KEY_MASK) ? 1 : 0;
}

// 事件回調(diào)函數(shù)(需要用戶實(shí)現(xiàn))
extern void key_event_handler(KeyEvent event);

// 按鍵處理函數(shù)(放在定時(shí)中斷中調(diào)用，周期=SYS_TICK_MS)
void key_process(void)
{
    key.key_current = key_read(); // 讀取當(dāng)前狀態(tài)

    switch(key.state){
    case KEY_STATE_IDLE:
        if(key.key_current != key.key_last){
            key.state = KEY_STATE_DEBOUNCE;
            key.counter = 0;
        }
        break;

    case KEY_STATE_DEBOUNCE:
        if(++key.counter >= DEBOUNCE_TICKS){
            if(key.key_current == key.key_last){
                key.state = KEY_STATE_IDLE;
            }else{
                key.state = KEY_STATE_PRESSED;
                key.counter = 0;
                key.click_cnt++;
            }
        }
        break;

    case KEY_STATE_PRESSED:
        if(key.key_current != key.key_last){
            key.state = KEY_STATE_RELEASE;
            key.counter = 0;
        }
        else if(++key.counter >= LONG_PRESS_TICKS){
            key_event_handler(KEY_EVENT_LONG_PRESS);
            key.click_cnt = 0;
            key.state = KEY_STATE_IDLE;
        }
        break;

    case KEY_STATE_RELEASE:
        if(++key.counter >= DEBOUNCE_TICKS){
            if(key.key_current == key.key_last){
                key.state = KEY_STATE_WAIT_MULTI;
                key.counter = 0;
            }else{
                key.state = KEY_STATE_DEBOUNCE;
            }
        }
        break;

    case KEY_STATE_WAIT_MULTI:
        if(++key.counter >= MULTI_CLICK_TICKS){
            switch(key.click_cnt){
            case 1: key_event_handler(KEY_EVENT_CLICK); break;
            case 2: key_event_handler(KEY_EVENT_DOUBLE_CLICK); break;
            case 3: key_event_handler(KEY_EVENT_TRIPLE_CLICK); break;
            }
            key.click_cnt = 0;
            key.state = KEY_STATE_IDLE;
        }
        else if(key.key_current != key.key_last){
            key.state = KEY_STATE_DEBOUNCE;
            key.counter = 0;
        }
        break;
    }

    key.key_last = key.key_current;
}
```

使用說明：

1. 移植需要修改的部分：
   - `KEY_PIN`：按鍵所在端口
   - `KEY_MASK`：按鍵引腳位掩碼
   - `SYS_TICK_MS`：系統(tǒng)時(shí)基(ms)
   - 實(shí)現(xiàn)`key_read()`函數(shù)讀取按鍵狀態(tài)

2. 在系統(tǒng)定時(shí)中斷中周期調(diào)用`key_process()`函數(shù)

3. 實(shí)現(xiàn)事件處理回調(diào)函數(shù)：
```c
void key_event_handler(KeyEvent event)
{
    switch(event){
    case KEY_EVENT_CLICK:
        // 處理單擊事件
        break;
    case KEY_EVENT_DOUBLE_CLICK:
        // 處理雙擊事件
        break;
    case KEY_EVENT_TRIPLE_CLICK:
        // 處理三擊事件
        break;
    case KEY_EVENT_LONG_PRESS:
        // 處理長(zhǎng)按事件
        break;
    default:
        break;
    }
}
```

方案特點(diǎn)：

1. 非阻塞式設(shè)計(jì)：所有處理在定時(shí)中斷中完成，不占用主循環(huán)資源

2. 狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)：包含5個(gè)狀態(tài)，處理各種按鍵場(chǎng)景

3. 消抖處理：通過時(shí)基計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)非阻塞消抖

4. 事件檢測(cè)：
   - 單擊：快速按下釋放
   - 多擊：在設(shè)定時(shí)間窗口內(nèi)的多次點(diǎn)擊
   - 長(zhǎng)按：持續(xù)按下超過閾值時(shí)間

5. 可配置參數(shù)：
   - 消抖時(shí)間(DEBOUNCE_TICKS)
   - 長(zhǎng)按時(shí)間(LONG_PRESS_TICKS)
   - 多擊間隔(MULTI_CLICK_TICKS)

6. 移植方便：
   - 僅需修改硬件相關(guān)宏定義
   - 適配不同MCU只需修改端口讀取函數(shù)

注意事項(xiàng)：

1. 系統(tǒng)時(shí)基需要準(zhǔn)確配置，建議使用定時(shí)器中斷

2. 按鍵掃描頻率建議5-20ms，根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整

3. 長(zhǎng)按事件會(huì)屏蔽多擊事件，二者互斥

4. 多擊最大次數(shù)可通過擴(kuò)展click_cnt判斷來(lái)增加

5. 支持多個(gè)按鍵時(shí)需要為每個(gè)按鍵創(chuàng)建獨(dú)立的KeyHandle結(jié)構(gòu)體

這個(gè)方案在STM32、51、AVR等多種平臺(tái)上均有成功應(yīng)用案例，具有較好的穩(wěn)定性和可移植性。實(shí)際使用中可根據(jù)需要調(diào)整時(shí)間參數(shù)和事件處理邏輯。

作者: jessie_Leung    時(shí)間: 2025-2-18 09:56
學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)，很精煉
作者: wdgao    時(shí)間: 2025-2-28 18:51
這個(gè)方法看起來(lái)比較簡(jiǎn)潔，能提供一個(gè)51單片機(jī)使用的案例供大家學(xué)習(xí)就更好了！
作者: rong666    時(shí)間: 2025-3-26 10:24
    case KEY_STATE_DEBOUNCE:
      if (++key.counter >= DEBOUNCE_TICKS)
      {
        if (key.key_current == key.key_last)
        {
                  key.state   = KEY_STATE_PRESSED;
          key.counter = 0;
          key.click_cnt++;
        }
               else
        {
                        key.state = KEY_STATE_IDLE;
        }
      }
      break;這里應(yīng)該改才對(duì)吧
作者: witqyz    時(shí)間: 2025-3-29 11:37
本帖最后由 witqyz 于 2025-3-30 12:07 編輯

學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)！

001-簡(jiǎn)要



002-簡(jiǎn)要，樹圖



003-全部


004-補(bǔ)附件，思維導(dǎo)圖的原文件
002-基于狀態(tài)機(jī)的非阻塞式按鍵處理方案.zip (35.52 KB, 下載次數(shù): 0)








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