[007] [STM32] 以面向对象的思想编写按键程序 |
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[007] [STM32] 以面向对象的思想编写按键程序
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STM32
Contents
CubeMX配置
按键管理框架
按键驱动层
按键驱动框架层
按键管理层
应用示例
本文为百问网&韦东山【物联网智能家居实战训练营】课程笔记 声明：本项目参考：MultiButton 1 CubeMX配置
按键底层驱动通过CubeMX配置相应引脚GPIO模式，然后调用HAL库初始化： void MX_GPIO_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE(); GPIO_InitStruct.Pin = WKUP_Pin; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN; HAL_GPIO_Init(WKUP_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct); GPIO_InitStruct.Pin = KEY0_Pin; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; HAL_GPIO_Init(KEY0_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct); GPIO_InitStruct.Pin = KEY1_Pin; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; HAL_GPIO_Init(KEY1_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct); } 2.2 按键驱动框架层按键驱动框架比较简单，将获取IO电平的HAL库函数二次封装一下即可： uint8_t wkup_key_read_pin(void) { return HAL_GPIO_ReadPin(WKUP_GPIO_Port, WKUP_Pin); } uint8_t key0_read_pin(void) { return HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port, KEY0_Pin); } uint8_t key1_read_pin(void) { return HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port, KEY1_Pin); } 2.3 按键管理层 2.3.1 按键对象状态 enum key_state { Init_None_State = 0, /* 初始未按下状态 */ Init_Press_State, /* 初次按下状态 */ Press_Check_State, /* 连击检查状态 */ Continuous_Press_State, /* 连续按下状态 */ Long_Press_State, /* 长按状态 */ }; 2.3.2 按键对象事件 enum key_event { Press_Down = 0, /* 按键按下，每次按下都触发 */ Press_Up, /* 按键弹起，每次松开都触发 */ Singe_Click, /* 单击触发(仅触发一次) */ Double_Click, /* 双击触发(仅触发一次) */ Short_Press_Repeat, /* 每次短按时都会触发(按下次数>=2) */ Long_Press_Start, /* 首次进入长按状态触发(仅触发一次) */ Long_Press_Hold, /* 长按保持状态触发(每经过一个循环长按间隔触发一次) */ Event_Sum, /* 事件总数 */ None_Press /* 未按下 */ }; 2.3.3 按键对象句柄结构体 struct key_handle { uint16_t tick; /* 按键系统时间片 */ uint8_t repeat_cnt : 4; /* 按键短按次数 */ uint8_t event : 4; /* 触发事件 */ uint8_t state : 3; /* 按键状态 */ uint8_t debounce_tick : 3; /* 消抖时间片 */ uint8_t active_level : 1; /* 按键有效按下电平 */ uint8_t key_level : 1; /* 按键引脚当前电平 */ uint8_t (* pin_read)(void); /* 获取按键引脚电平 */ void (* event_callback[Event_Sum])(struct key_handle* key); /* 按键事件回调函数 */ struct key_handle* next; /* 单向链表next指针 */ }; typedef struct key_handle *key_handle_t; 2.3.4 初始化按键对象 static key_handle_t _key_slist_head = NULL; // 按键管理单链表头结点 /** * @brief 初始化按键对象 * @param key 按键对象句柄 * @param gpio_pin_read 获取按键电平函数指针 * @param active_level 按键按下有效电平 * @return 0: succeed -1: failed */ int8_t key_init(struct key_handle *key, uint8_t (*gpio_pin_read)(void), uint8_t active_level) { if (key == NULL) return -1; memset(key, 0, sizeof(struct key_handle)); key->event = None_Press; key->active_level = active_level; key->pin_read = gpio_pin_read; key->key_level = key->pin_read(); return 0; } 2.3.5 注册按键 /** * @brief 注册按键:将按键对象插入到按键管理链表中 * @param key 按键对象句柄 * @return 0: succeed -1: failed */ int8_t key_handle_register(struct key_handle *key) { struct key_handle *key_slist_node = _key_slist_head; // 获取头指针的地址 (无头结点单链表) if (key == NULL) return -1; // 尾插(不带头结点的单链表, 头指针需做特殊判断) if (_key_slist_head == NULL) // 头指针为空==表空 { _key_slist_head = key; key->next = NULL; return 0; } while(key_slist_node) { if (key_slist_node == key) return -1; // 重复注册 if(key_slist_node->next == NULL) break; // 已经遍历到最后一个节点,必须在此跳出循环, 否则key_slist_node==NULL key_slist_node = key_slist_node->next; } key_slist_node->next = key; key->next = NULL; return 0; } 2.3.6 脱离按键 /** * @brief 脱离按键:将按键对象从按键管理链表中脱离 * @param key 按键对象句柄 * @return 0: succeed -1: failed */ int8_t key_handle_detach(struct key_handle *key) { // 解1级引用指向指针变量, 解2级引用指向指针变量所指向的变量 struct key_handle **key_slist_node = &_key_slist_head; // 指向头指针, 直接操作原指针变量(不然最后无法修改头指针) struct key_handle *node_temp; if (key == NULL || _key_slist_head == NULL) return -1; while(*key_slist_node && *key_slist_node != key) { node_temp = *key_slist_node; if((*key_slist_node)->next == NULL) break; key_slist_node = &node_temp->next; // 不能直接解1级引用赋值，会破坏原链表 } if (*key_slist_node != key) return -1; *key_slist_node = (*key_slist_node)->next; return 0; } 2.3.7 注册事件回调函数 /** * @brief 注册按键事件触发回调函数 * @param key 按键对象句柄 * @param event 触发事件类型 * @param event_callback 事件回调函数 * @return 0: succeed -1: failed */ int8_t key_event_callback_register(struct key_handle *key, uint8_t event, void (* event_callback)(key_handle_t key)) { if (key == NULL || event >= Event_Sum) return -1; key->event_callback[event] = event_callback; return 0; } 2.3.8 按键状态机
注意：裸机环境下，函数必须在中断中(默认1ms，可修改)调用，上RTOS可以在线程上下文中检测。 3 应用示例 static struct key_handle _key0; static void key0_event_callback(key_handle_t key) { switch(key->event) { case Press_Down: UART_DEBUG("key0 press down"); break; case Press_Up: UART_DEBUG("key0 press up"); break; case Singe_Click: UART_DEBUG("key0 single click"); break; case Double_Click: UART_DEBUG("key0 double click"); break; case Short_Press_Repeat: UART_DEBUG("key0 short press repeat"); break; case Long_Press_Start: UART_DEBUG("key0 long press start"); break; case Long_Press_Hold: key_handle_detach(&_key0); UART_DEBUG("key0 long press hold"); break; default: break; } } void key_test_sample(void) { key_init(&_key0, key0_read_pin, GPIO_PIN_RESET); key_event_callback_register(&_key0, Press_Down, key0_event_callback); key_event_callback_register(&_key0, Press_Up, key0_event_callback); key_event_callback_register(&_key0, Singe_Click, key0_event_callback); key_event_callback_register(&_key0, Double_Click, key0_event_callback); key_event_callback_register(&_key0, Short_Press_Repeat, key0_event_callback); key_event_callback_register(&_key0, Long_Press_Start, key0_event_callback); key_event_callback_register(&_key0, Long_Press_Hold, key0_event_callback); key_handle_register(&_key0); }在定时器中断回调函数里检测： void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) { if (htim->Instance == TIM6) { key_tick(); } }串口打印信息： 代码已开源到gitee：以面向对象思想编写的按键管理框架 END |
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