STM32按鍵狀態(tài)機(jī)2——狀態(tài)簡(jiǎn)化與增加長(zhǎng)按功能

上篇文章，以按鍵消抖功能，介紹了狀態(tài)機(jī)的基本原理與使用方法。

上篇的狀態(tài)圖如下：

由于只檢測(cè)按下與松開(kāi)，并具備按鍵消抖功能，因此用到了如上的4個(gè)狀態(tài)，按下抖動(dòng)和松開(kāi)抖動(dòng)是兩個(gè)獨(dú)立的狀態(tài)，并且這兩個(gè)抖動(dòng)的狀態(tài)，也是可以在多次循環(huán)中連續(xù)運(yùn)行的，這個(gè)狀態(tài)機(jī)的循環(huán)周期設(shè)置的為10ms，當(dāng)在抖動(dòng)狀態(tài)連續(xù)檢測(cè)到某一電平5次后，即認(rèn)為消抖完成，進(jìn)入下一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。

對(duì)于同一個(gè)功能，狀態(tài)圖不是一成不變的，對(duì)于按鍵消抖，還可以將兩個(gè)抖動(dòng)狀態(tài)共用一個(gè)抖動(dòng)狀態(tài)來(lái)表示。

1 消抖狀態(tài)簡(jiǎn)化

1.1 狀態(tài)圖

將按下抖動(dòng)與松開(kāi)抖動(dòng)共用一個(gè)抖動(dòng)狀態(tài)來(lái)表示，同時(shí)需要將狀態(tài)機(jī)的循環(huán)周期設(shè)置為50ms，這樣，抖動(dòng)狀態(tài)只需經(jīng)過(guò)一次，通過(guò)電平高低即可判定是否真的為按鍵抖動(dòng)。簡(jiǎn)化后的狀態(tài)圖如下：

為了能在抖動(dòng)狀態(tài)時(shí)，區(qū)分前一狀態(tài)是松開(kāi)還是按下，進(jìn)而判斷此次是抖動(dòng)還是按鍵真的動(dòng)作，需要增加一個(gè)狀態(tài)來(lái)記錄前一狀態(tài)

KEY_STATUS g_keyStatus = KS_RELEASE; //當(dāng)前循環(huán)結(jié)束的(狀態(tài)機(jī)的)狀態(tài)
KEY_STATUS g_nowKeyStatus = KS_RELEASE; //當(dāng)前狀態(tài)(每次循環(huán)后與g_keyStatus保持一致)
KEY_STATUS g_lastKeyStatus = KS_RELEASE; //上次狀態(tài)(用于記錄前一狀態(tài)以區(qū)分狀態(tài)的來(lái)源)

注意：此處的g_lastKeyStatus用于記錄前一狀態(tài)，上篇文章中也有這個(gè)變量，但作用不同，上篇文章中此變量的作用與此處的g_nowKeyStatus作用相同。

1.2 代碼

對(duì)照簡(jiǎn)化后的狀態(tài)圖，編寫(xiě)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)機(jī)邏輯代碼：

void key_status_check()
{
	switch(g_keyStatus)
	{
		//按鍵釋放(初始狀態(tài))
		case KS_RELEASE:
		{
			//檢測(cè)到低電平，先進(jìn)行消抖
			if (KEY0 == 0)
			{
				g_keyStatus = KS_SHAKE;
			}
		}
		break;
		
		//抖動(dòng)
		case KS_SHAKE:
		{
			if (KEY0 == 1)
			{
				g_keyStatus = KS_RELEASE;
				if (KS_PRESS == g_lastKeyStatus)
				{
					printf("=====> key release\r\n");
				}
			}
			else
			{
				g_keyStatus = KS_PRESS;
				if (KS_RELEASE == g_lastKeyStatus)
				{
					printf("=====> key press\r\n");
				}
			}
		}
		break;
		
		//穩(wěn)定短按
		case KS_PRESS:
		{
			//檢測(cè)到高電平，先進(jìn)行消抖
			if (KEY0 == 1)
			{
				g_keyStatus = KS_SHAKE;
			}
		}
		break;
		
		default:break;
	}
	
	if (g_keyStatus != g_nowKeyStatus)
	{
		g_lastKeyStatus = g_nowKeyStatus;
		g_nowKeyStatus = g_keyStatus;
		printf("new key status:%d(%s)\r\n", g_keyStatus, key_status_name[g_keyStatus]);
	}
}

注意g_lastKeyStatus變量的作用。

1.3 測(cè)試

2 增加長(zhǎng)按功能

在檢測(cè)按下與松開(kāi)的基礎(chǔ)上，再增加長(zhǎng)按功能，在狀態(tài)圖中需要增加一個(gè)長(zhǎng)按狀態(tài)。然后，對(duì)照著狀態(tài)圖修改代碼即可。

同樣，根據(jù)是否需要區(qū)分兩種抖動(dòng)狀態(tài)以及狀態(tài)機(jī)循環(huán)周期的不同，可以有兩種狀態(tài)圖。

2.1 未簡(jiǎn)化的狀態(tài)圖

先來(lái)看一下循環(huán)周期10ms，區(qū)分按下抖動(dòng)與松開(kāi)抖動(dòng)這種情況增加長(zhǎng)按功能后的狀態(tài)圖：

狀態(tài)圖理清邏輯后，根據(jù)狀態(tài)圖，修改對(duì)應(yīng)的代碼即可，這里不再貼代碼，完整代碼可去我的代碼倉(cāng)庫(kù)查看(文末閱讀原文直達(dá)~)

2.2 簡(jiǎn)化的狀態(tài)圖

下面再來(lái)看簡(jiǎn)化消抖狀態(tài)的具體長(zhǎng)按功能的狀態(tài)機(jī)圖：

對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，簡(jiǎn)化的狀態(tài)圖，狀態(tài)可以少一個(gè)，不過(guò)抖動(dòng)的狀態(tài)，會(huì)有更多的輸入和輸出，因?yàn)槟壳懊扛魻顟B(tài)都有經(jīng)過(guò)這個(gè)狀態(tài)。

如果對(duì)于抖動(dòng)檢測(cè)的要求不高，也可以只保留按下抖動(dòng)的邏輯，松開(kāi)抖動(dòng)的分支去掉，直接跳到松開(kāi)狀態(tài)，可以再次簡(jiǎn)化狀態(tài)邏輯。

2.3 代碼

根據(jù)狀態(tài)圖圖，編寫(xiě)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)機(jī)邏輯代碼，如下：

void key_status_check()
{
	switch(g_keyStatus)
	{
		//按鍵釋放(初始狀態(tài))
		case KS_RELEASE:
		{
			//檢測(cè)到低電平，先進(jìn)行消抖
			if (KEY0 == 0)
			{
				g_keyStatus = KS_SHAKE;
			}
		}
		break;
		
		//抖動(dòng)
		case KS_SHAKE:
		{
			if (KEY0 == 1)
			{
				g_keyStatus = KS_RELEASE;
				if (KS_SHORT_PRESS == g_lastKeyStatus || KS_LONG_PRESS == g_lastKeyStatus)
				{
					printf("=====> key release\r\n");
				}
			}
			else
			{
				if (KS_RELEASE == g_lastKeyStatus)
				{
					g_PressTimeCnt = 0;
					g_keyStatus = KS_SHORT_PRESS;
					printf("=====> key short press\r\n");
				}
				else if (KS_SHORT_PRESS == g_lastKeyStatus)
				{
					g_keyStatus = KS_SHORT_PRESS;
				}
				else
				{
				
				}
			}
		}
		break;
		
		//穩(wěn)定短按
		case KS_SHORT_PRESS:
		{
			//檢測(cè)到高電平，先進(jìn)行消抖
			if (KEY0 == 1)
			{
				g_keyStatus = KS_SHAKE;
			}
			
			g_PressTimeCnt++;
			if (g_PressTimeCnt == 20) //1000ms
			{
				g_keyStatus = KS_LONG_PRESS;
				printf("=====> key long press\r\n");
			}
		}
		break;
		
	    //穩(wěn)定長(zhǎng)按
		case KS_LONG_PRESS:
		{
			//檢測(cè)到高電平，先進(jìn)行消抖
			if (KEY0 == 1)
			{
				g_keyStatus = KS_SHAKE;
			}
			
			g_PressTimeCnt++;
			if (g_PressTimeCnt % 20 == 0) //每隔1000ms打印一次
			{
				printf("=====> key long press:%d\r\n", g_PressTimeCnt/20);
			}
		}
		break;
		
		default:break;
	}
	
	if (g_keyStatus != g_nowKeyStatus)
	{
		g_lastKeyStatus = g_nowKeyStatus;
		g_nowKeyStatus = g_keyStatus;
		printf("new key status:%d(%s)\r\n", g_keyStatus, key_status_name[g_keyStatus]);
	}
}

注意，在抖動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)為高電平(按鍵松開(kāi))，不管前一狀態(tài)是短按還是長(zhǎng)按，下一狀態(tài)都是松開(kāi)狀態(tài)。

2.4 測(cè)試

3 總結(jié)

本篇繼續(xù)介紹狀態(tài)機(jī)的使用，在上篇的基礎(chǔ)上，通過(guò)簡(jiǎn)化按鍵去抖邏輯，并增加按鍵長(zhǎng)按功能，進(jìn)一步介紹狀態(tài)圖的修改與狀態(tài)機(jī)代碼的實(shí)現(xiàn)，并通過(guò)實(shí)際測(cè)試，演示狀態(tài)機(jī)的運(yùn)行效果。

審核編輯 黃昊宇