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按鍵原理及應用(附開源代碼)

Q4MP_gh_c472c21 ? 來源:嵌入式大雜燴 ? 作者:嵌入式大雜燴 ? 2022-04-08 09:41 ? 次閱讀

按鍵在電子產(chǎn)品中很常見,今天給大家分享一套按鍵庫源碼及應用。

https://gitee.com/zhengnianli/EmbedSummary

FlexibleButton介紹

FlexibleButton 是一個基于標準 C 語言的小巧靈活的按鍵處理庫,支持單擊、連擊、短按、長按、自動消抖,可以自由設置組合按鍵,可用于中斷和低功耗場景。

該按鍵庫解耦了具體的按鍵硬件結(jié)構(gòu),理論上支持輕觸按鍵與自鎖按鍵,并可以無限擴展按鍵數(shù)量。

另外,F(xiàn)lexibleButton 使用掃描的方式一次性讀取所有所有的按鍵狀態(tài),然后通過事件回調(diào)機制上報按鍵事件。

核心的按鍵掃描代碼僅有三行,沒錯,就是經(jīng)典的 三行按鍵掃描算法。使用 C 語言標準庫 API 編寫,也使得該按鍵庫可以無縫兼容任意的處理器平臺,并且支持任意 OS 和 non-OS(裸機編程)。

倉庫鏈接:

https://github.com/murphyzhao/FlexibleButton

license:Apache-2.0。

關(guān)于開源軟件協(xié)議相關(guān)文章:常用的開源協(xié)議有哪些?

同類型的按鍵處理庫還有MultiButton:

https://github.com/0x1abin/MultiButton

FlexibleButton的使用

FlexibleButton 包含有兩個文件:

flexible_button.c、flexible_button.h

使用起來很簡單,作者在README中也很詳細地介紹了FlexibleButton 的使用。

下面,我們基于小熊派IOT開發(fā)板來簡單實踐實踐:基于裸機及基于RT-Thread

f834266c-b6b9-11ec-aa7f-dac502259ad0.png

1、基于non-OS(裸機編程)

板子上有兩個用戶按鍵及一個用戶LED

我們實現(xiàn)如下操作:

  • 單擊button0(即F1按鍵),點亮led。
  • 單機button1(即F2按鍵),熄滅led。
  • 雙擊button0(即F1按鍵),點亮led。
  • 雙擊button1(即F2按鍵),熄滅led。
  • 同時按下button0及button1,點亮led。

FlexibleButton 給我們提供了很多按鍵事件給我們使用,基本涵蓋了我們?nèi)粘J褂冒存I的各種場景。FlexibleButton支持的按鍵事件如:

左右滑動查看全部代碼>>>

typedefenum
{
FLEX_BTN_PRESS_DOWN=0,//按下事件
FLEX_BTN_PRESS_CLICK,//單擊事件
FLEX_BTN_PRESS_DOUBLE_CLICK,//雙擊事件
FLEX_BTN_PRESS_REPEAT_CLICK,//連擊事件,使用flex_button_t中的click_cnt斷定連擊次數(shù)
FLEX_BTN_PRESS_SHORT_START,//短按開始事件
FLEX_BTN_PRESS_SHORT_UP,//短按抬起事件
FLEX_BTN_PRESS_LONG_START,//長按開始事件
FLEX_BTN_PRESS_LONG_UP,//長按抬起事件
FLEX_BTN_PRESS_LONG_HOLD,//長按保持事件
FLEX_BTN_PRESS_LONG_HOLD_UP,//長按保持的抬起事件
FLEX_BTN_PRESS_MAX,
FLEX_BTN_PRESS_NONE,
}flex_button_event_t;
這些按鍵事件就是FlexibleButton返回給我們應用層的,我們只要在應用層做相關(guān)的按鍵處理就可以。比如單擊按鍵時,我們要做什么邏輯控制;按鍵雙擊時,又要做怎樣的邏輯控制等等。

所以,哪怕我們的板子只有一兩個按鍵,也可以做很多按鍵控制。

下面來一起實操一下:

首先,準備一個按鍵相關(guān)工程,把flexible_button.c、flexible_button.h添加到工程里。

flexible_button.h對外提供了如下幾個接口

左右滑動查看全部代碼>>>

int32_tflex_button_register(flex_button_t*button);//按鍵注冊
flex_button_event_tflex_button_event_read(flex_button_t*button);//按鍵事件讀取
uint8_tflex_button_scan(void);//按鍵掃描
flex_button_register用于按鍵注冊,需要用戶至少提供如下按鍵信息
  • 按鍵ID
  • 按鍵引腳電平讀取函數(shù)
  • 事件回調(diào)函數(shù)
  • 設置按鍵按下的邏輯電平
  • 設置短按事件觸發(fā)的起始 tick
  • 設置長按事件觸發(fā)的起始 tick
  • 設置長按保持事件觸發(fā)的起始 tick

flex_button_register在初始化時進行調(diào)用,如:

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staticvoiduser_button_init(void)
{
inti;

memset(&user_button[0],0x0,sizeof(user_button));

for(i=0;i//按鍵的ID號
user_button[i].usr_button_read=common_btn_read;//按鍵引腳電平讀取函數(shù)
user_button[i].cb=common_btn_evt_cb;//事件回調(diào)函數(shù)
user_button[i].pressed_logic_level=0;//設置按鍵按下的邏輯電平
user_button[i].short_press_start_tick=FLEX_MS_TO_SCAN_CNT(1500);//設置短按事件觸發(fā)的起始tick
user_button[i].long_press_start_tick=FLEX_MS_TO_SCAN_CNT(3000);//設置長按事件觸發(fā)的起始tick
user_button[i].long_hold_start_tick=FLEX_MS_TO_SCAN_CNT(4500);//設置長按保持事件觸發(fā)的起始tick

flex_button_register(&user_button[i]);//按鍵注冊
}
}
這種機制很常用。

比如,一些美食教程,常常提供一些制作巧克力的方法,而不是每種口味的巧克力都教一遍,因為方法基本都差不多。不同的人喜歡不同的巧克力口味,根據(jù)自己需要,準備做巧克力的原料,再套用制作方法就可以。

FlexibleButton提供一個管理按鍵的框架,我們根據(jù)不同的的芯片或者不同的環(huán)境提供FlexibleButton需要的一些按鍵信息,就可以起到相同效果。

咱們公眾號之前的推文中也有不少相關(guān)的內(nèi)容:

一個300多行代碼實現(xiàn)的多任務管理的OS

一個最簡單的log模塊

FlexibleButton數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):

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typedefstructflex_button
{
structflex_button*next;//按鍵庫使用單向鏈表串起所有的按鍵

uint8_t(*usr_button_read)(void*);//用戶設備的按鍵引腳電平讀取函數(shù),重要
flex_button_response_callbackcb;//設置按鍵事件回調(diào),用于應用層對按鍵事件的分類處理

uint16_tscan_cnt;//用于記錄掃描次數(shù),按鍵按下是開始從零計數(shù)
uint16_tclick_cnt;//記錄單擊次數(shù),用于判定單擊、連擊
uint16_tmax_multiple_clicks_interval;//連擊間隙,用于判定是否結(jié)束連擊計數(shù),有默認值

uint16_tdebounce_tick;//消抖時間,暫未使用,依靠掃描間隙進行消抖
uint16_tshort_press_start_tick;//設置短按事件觸發(fā)的起始tick
uint16_tlong_press_start_tick;//設置長按事件觸發(fā)的起始tick
uint16_tlong_hold_start_tick;//設置長按保持事件觸發(fā)的起始tick

uint8_tid;//當多個按鍵使用同一個回調(diào)函數(shù)時,用于斷定屬于哪個按鍵
uint8_tpressed_logic_level:1;//設置按鍵按下的邏輯電平
uint8_tevent:4;//用于記錄當前按鍵事件
uint8_tstatus:3;//用于記錄當前按鍵的狀態(tài),用于內(nèi)部狀態(tài)機
}flex_button_t;
按鍵引腳電平讀取函數(shù)如:

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staticuint8_tcommon_btn_read(void*arg)
{
uint8_tvalue=0;

flex_button_t*btn=(flex_button_t*)arg;

switch(btn->id)
{
caseUSER_BUTTON_0:
value=HAL_GPIO_ReadPin(USER_BUTTON_0_PORT,USER_BUTTON_0_PIN);
break;
caseUSER_BUTTON_1:
value=HAL_GPIO_ReadPin(USER_BUTTON_1_PORT,USER_BUTTON_1_PIN);
break;
default:
assert_param(0);
}

returnvalue;
}
按鍵事件回調(diào)函數(shù)如:

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//按鍵事件回調(diào)函數(shù)
staticvoidcommon_btn_evt_cb(void*arg)
{
flex_button_t*btn=(flex_button_t*)arg;

//非組合按鍵事件處理
non_combination_btn_event(btn);

//組合按鍵事件處理
if((flex_button_event_read(&user_button[USER_BUTTON_0])==FLEX_BTN_PRESS_CLICK)&&
(flex_button_event_read(&user_button[USER_BUTTON_1])==FLEX_BTN_PRESS_CLICK))
{
printf("[combination]:button0andbutton1,LEDON>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
");
HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port,LED_Pin,GPIO_PIN_SET);//亮
}
}

//非組合按鍵事件處理
staticvoidnon_combination_btn_event(flex_button_t*btn)
{
switch(btn->id)
{
caseUSER_BUTTON_0:
{
switch(btn->event)
{
caseFLEX_BTN_PRESS_DOWN:
printf("%s:%s
",enum_btn_id_string[btn->id],enum_event_string[btn->event]);
break;
caseFLEX_BTN_PRESS_CLICK:
HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port,LED_Pin,GPIO_PIN_SET);//亮
printf("%s:%s
",enum_btn_id_string[btn->id],enum_event_string[btn->event]);
printf("<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<);
break;
caseFLEX_BTN_PRESS_DOUBLE_CLICK:
HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port,LED_Pin,GPIO_PIN_SET);//亮
printf("%s:%s
",enum_btn_id_string[btn->id],enum_event_string[btn->event]);
printf("<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<);
break;
default:
break;
}
break;
}

caseUSER_BUTTON_1:
{
switch(btn->event)
{
caseFLEX_BTN_PRESS_DOWN:
printf("%s:%s
",enum_btn_id_string[btn->id],enum_event_string[btn->event]);
break;
caseFLEX_BTN_PRESS_CLICK:
HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port,LED_Pin,GPIO_PIN_RESET);//滅
printf("%s:%s
",enum_btn_id_string[btn->id],enum_event_string[btn->event]);
printf("<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<);
break;
caseFLEX_BTN_PRESS_DOUBLE_CLICK:
HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port,LED_Pin,GPIO_PIN_RESET);//滅
printf("%s:%s
",enum_btn_id_string[btn->id],enum_event_string[btn->event]);
printf("<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<);
break;
default:
break;
}
break;
}

default:
break;
}
}

主函數(shù)中需要調(diào)用flex_button_scan進行按鍵掃描,主函數(shù)如:

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intmain(void)
{
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_USART1_Init();
printf("微信公眾號:嵌入式大雜燴
");
user_button_init();

while(1)
{
flex_button_scan();
HAL_Delay(20);
}
}

編譯、下載運行:

f8578f62-b6b9-11ec-aa7f-dac502259ad0.pngf867ea1a-b6b9-11ec-aa7f-dac502259ad0.pngf8775bbc-b6b9-11ec-aa7f-dac502259ad0.png

其中,每次按鍵的按下都會觸發(fā)FLEX_BTN_PRESS_DOWN事件。

在對按鍵進行注冊時有設置短按、長按、長按保持的tick:

左右滑動查看全部代碼>>>

user_button[i].short_press_start_tick=FLEX_MS_TO_SCAN_CNT(1500);//設置短按事件觸發(fā)的起始tick
user_button[i].long_press_start_tick=FLEX_MS_TO_SCAN_CNT(3000);//設置長按事件觸發(fā)的起始tick
user_button[i].long_hold_start_tick=FLEX_MS_TO_SCAN_CNT(4500);//設置長按保持事件觸發(fā)的起始tick

我們應用比較敏感的是1500、3000、4500,這對應的就是按鍵按下的時間(單位是ms),即:

  • 按鍵保持1500ms按下狀態(tài)時,flexible_button會向應用上報FLEX_BTN_PRESS_SHORT_START事件。
  • 按鍵保持3000ms按下狀態(tài)時,flexible_button會向應用上報FLEX_BTN_PRESS_LONG_START事件。
  • 按鍵保45000ms按下狀態(tài)時,flexible_button會向應用上報FLEX_BTN_PRESS_LONG_HOLD事件。

下面我們修改代碼,按鍵事件回調(diào)函數(shù)加入所有事件的處理,觸發(fā)則打印相應信息。

我們做一個實驗,按住button0超過5m,再放開。則打印的信息如:

f88f1a36-b6b9-11ec-aa7f-dac502259ad0.png

2、基于RT-Thread

FlexibleButton已經(jīng)有作為一個軟件包貢獻到RT-Thread中,我們只需要簡單的配置,就可以使用了。

RT-Thread menuconfig 方式:

RT-Threadonlinepackages--->
miscellaneouspackages--->
[*]FlexibleButton:Smallandflexiblebuttondriver--->
[*]Enableflexiblebuttondemo
version(latest)--->
f8a96814-b6b9-11ec-aa7f-dac502259ad0.png

配置完成后,輸入 pkgs --update 下載軟件包:

f8bd6cec-b6b9-11ec-aa7f-dac502259ad0.png

運行測試:

f8d4f5c4-b6b9-11ec-aa7f-dac502259ad0.png


以上就是本次的分享,希望大家喜歡!文章如有錯誤,歡迎指出!

審核編輯 :李倩


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原文標題:超實用!按鍵原理及應用(附開源代碼)

文章出處:【微信號:gh_c472c2199c88,微信公眾號:嵌入式微處理器】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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