STM32F103C8T6标准库函数实现多按键检测状态机短按长按识别

　　前言
　　制作航模遥控器需要用到多按键检测，实现过程中主要参考了以下两篇文章，尤其是第一篇收获最大，作者的代码思想很好，但文中部分代码有误，实际运行时检测到的IO电平是错误的，花费了一天时间才调通，简单记录一下。 1.电路连接
　　使用STM32F103C8T6蓝色板，按键采用共阴极连接。
　　6个按键：
　　CH1Left 接PB5
　　CH1Right 接PB4
　　CH2Up 接PA15
　　CH2Down 接PB3
　　CH4Left 接PA12
　　CH4Right 接PA11
　　串口USB-TTL接法：
　　GND 电源地
　　3V3 接3.3V
　　TXD 接PB7
　　RXD 接PB6
　　ST-LINK V2接法：
　　GND 电源地
　　3V3 接3.3V
　　SWCLK 接DCLK
　　SWDIO 接DIO
　　2.程序实现
　　key.h - 主要定义结构体和函数预定义  #ifndef __KEY_H #define __KEY_H	  #include ＂stm32f10x.h＂ #include ＂stm32f10x_gpio.h＂  typedef struct // 构造按键初始化类 { 	GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode; // 初始化按键模式 	GPIO_TypeDef* GPIOx; // 初始化按键口 	uint16_t GPIO_Pin_x; // 初始化按键引脚好 	uint32_t RCC_APB2Periph_GPIOx; // 初始化时钟 }Key_Init;   typedef enum _KEY_STATUS_LIST // 按键状态 { 	KEY_NULL = 0x00, // 无动作 	KEY_SURE = 0x01, // 确认状态 	KEY_UP   = 0x02, // 按键抬起 	KEY_DOWN = 0x04, // 按键按下 	KEY_LONG = 0x08, // 长按 }KEY_STATUS_LIST;   typedef struct _KEY_COMPONENTS // 状态机类 {     FunctionalState KEY_SHIELD; //按键屏蔽，DISABLE(0):屏蔽，ENABLE(1):不屏蔽 	uint8_t KEY_COUNT;        	//按键长按计数     BitAction KEY_LEVEL;        //最终按键状态，按下Bit_SET(1)，抬起Bit_RESET(0)     BitAction KEY_DOWN_LEVEL;   //按下时，按键IO实际的电平     KEY_STATUS_LIST KEY_STATUS;       //按键状态     KEY_STATUS_LIST KEY_EVENT;        //按键事件     BitAction (*READ_PIN)(Key_Init Key);//读IO电平函数 }KEY_COMPONENTS;     typedef struct // 按键类 { 	Key_Init Key; // 继承初始化父类 	KEY_COMPONENTS Status; // 继承状态机父类 }Key_Config;     typedef enum // 按键注册表 { 	CH1Left, 	CH1Right, 	CH2Up, 	CH2Down, 	CH4Left, 	CH4Right,// 用户添加的按钮名称 	KEY_NUM, // 必须要有的记录按钮数量，必须在最后 }KEY_LIST;     void KEY_Init(void);//IO初始化 void Creat_Key(Key_Init* Init); // 初始化按钮函数 void ReadKeyStatus(void); // 状态机函数 void TIM3_Init(u16 arr,u16 psc); #endif
　　原文中Key用的是指针，结果导致读电平函数GPIO_ReadInputDataBit()寻址错误，才使得读出的电平有误。 typedef struct // 按键类 { 	Key_Init *Key; // 继承初始化父类 	KEY_COMPONENTS Status; // 继承状态机父类 }Key_Config;
　　key.c - TIM3定时器初始化，定时检测按键状态；有限状态机实现  #include ＂stm32f10x.h＂ #include ＂key.h＂ #include ＂sys.h＂  #include ＂delay.h＂ #include ＂usart.h＂   //参考链接https://blog.csdn.net/qq_42679566/article/details/105892105，原文错误已修正   Key_Config Key_Buf[KEY_NUM];	// 创建按键数组 #define KEY_LONG_DOWN_DELAY 30 	// 设置30个TIM3定时器中断=600ms算长按	 #define DBGMCU_CR  (*((volatile u32 *)0xE0042004)) 	 /*通用定时器3中断初始化，使用TIM3控制按键定时检测   时钟选择为APB1的2倍，而APB1为36M * 参数：arr：自动重装值。 		psc：时钟预分频数 */ void TIM3_Init(u16 arr,u16 psc) { 	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; 	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; 	 	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); 		//时钟使能   	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr; //自动重装载寄存器周期的值 	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=psc;  //预分频值 	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; // 向上计数 	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; //时钟分割为0,仍然使用72MHz 	TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE);//允许更新中断 	TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStructure); 	 	 	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; 	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;//抢占优先级0 	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;		//子优先级3 	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//IRQ通道使能 	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	//根据指定的参数初始化NVIC寄存器 	 	TIM_Cmd(TIM3,ENABLE); }   void TIM3_IRQHandler(void)   //TIM3中断 { 	if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET)  //检查TIM3更新中断发生与否 	{ 		// 中断处理代码 		ReadKeyStatus();  //调用状态机 		u8 i,status; 		for(i = 0;i < KEY_NUM;i++)     	{ 			status = Key_Buf[i].Status.KEY_EVENT; 			//if(status!=KEY_NULL) printf(＂%d,%d ＂,i,status);//事件处理 			if(status==KEY_DOWN) printf(＂%d短按 ＂,i); 			if(status==KEY_LONG) printf(＂%d长按 ＂,i); 		} 		TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);  //清除TIMx更新中断标志  	} }   //按键初始化函数 void KEY_Init(void) //IO初始化 {  	Key_Init KeyInit[KEY_NUM]= 	{  		{GPIO_Mode_IPU, GPIOB, GPIO_Pin_5, RCC_APB2Periph_GPIOB}, 	// 初始化按键CH1Left 		{GPIO_Mode_IPU, GPIOB, GPIO_Pin_4, RCC_APB2Periph_GPIOB}, 	// 初始化按键CH1Right 		{GPIO_Mode_IPU, GPIOA, GPIO_Pin_15, RCC_APB2Periph_GPIOA}, 	// 初始化按键CH2Up 		{GPIO_Mode_IPU, GPIOB, GPIO_Pin_3, RCC_APB2Periph_GPIOB}, 	// 初始化按键CH2Down 		{GPIO_Mode_IPU, GPIOA, GPIO_Pin_12, RCC_APB2Periph_GPIOA}, 	// 初始化按键CH4Left 		{GPIO_Mode_IPU, GPIOA, GPIO_Pin_11, RCC_APB2Periph_GPIOA}, 	// 初始化按键CH4Right 	}; 	Creat_Key(KeyInit); // 调用按键初始化函数 	 	//STM32没有彻底释放PB3作为普通IO口使用，切换到SW调试可释放PB3、PB4、PA15 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE); 	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE); 	DBGMCU_CR &=0xFFFFFFDF;  //如果没有这段代码，PB3就会一直是低电平 }   static BitAction KEY_ReadPin(Key_Init Key) //按键读取函数 {   return (BitAction)GPIO_ReadInputDataBit(Key.GPIOx,Key.GPIO_Pin_x); }   void Creat_Key(Key_Init* Init) { 	uint8_t i;  	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure[KEY_NUM];   	for(i = 0;i < KEY_NUM;i++) 	{ 		Key_Buf[i].Key = Init[i]; // 按钮对象的初始化属性赋值 		RCC_APB2PeriphClockCmd(Key_Buf[i].Key.RCC_APB2Periph_GPIOx, ENABLE);//使能相应时钟 		GPIO_InitStructure[i].GPIO_Pin = Key_Buf[i].Key.GPIO_Pin_x;	//设定引脚			 		GPIO_InitStructure[i].GPIO_Mode = Key_Buf[i].Key.GPIO_Mode; 	//设定模式		 		GPIO_Init(Key_Buf[i].Key.GPIOx, &GPIO_InitStructure[i]);       //初始化引脚 		// 初始化按钮对象的状态机属性 		Key_Buf[i].Status.KEY_SHIELD = ENABLE; 		Key_Buf[i].Status.KEY_COUNT = 0; 		Key_Buf[i].Status.KEY_LEVEL = Bit_RESET; 		if(Key_Buf[i].Key.GPIO_Mode == GPIO_Mode_IPU) // 根据模式进行赋值 			Key_Buf[i].Status.KEY_DOWN_LEVEL = Bit_RESET; 		else 			Key_Buf[i].Status.KEY_DOWN_LEVEL = Bit_SET; 		Key_Buf[i].Status.KEY_STATUS = KEY_NULL; 		Key_Buf[i].Status.KEY_EVENT = KEY_NULL; 		Key_Buf[i].Status.READ_PIN = KEY_ReadPin;	//赋值按键读取函数 	} }   static void Get_Key_Level(void) // 根据实际按下按钮的电平去把它换算成虚拟的结果 {     uint8_t i;          for(i = 0;i < KEY_NUM;i++)     {         if(Key_Buf[i].Status.KEY_SHIELD == DISABLE)             continue;         if(Key_Buf[i].Status.READ_PIN(Key_Buf[i].Key) == Key_Buf[i].Status.KEY_DOWN_LEVEL)             Key_Buf[i].Status.KEY_LEVEL = Bit_SET;         else             Key_Buf[i].Status.KEY_LEVEL = Bit_RESET;     } }   void ReadKeyStatus(void) {     uint8_t i; 	     Get_Key_Level(); 	     for(i = 0;i < KEY_NUM;i++)     {         switch(Key_Buf[i].Status.KEY_STATUS)         {             //状态0：没有按键按下             case KEY_NULL:                 if(Key_Buf[i].Status.KEY_LEVEL == Bit_SET)//有按键按下                 {                     Key_Buf[i].Status.KEY_STATUS = KEY_SURE;//转入状态1 					Key_Buf[i].Status.KEY_EVENT = KEY_NULL;//空事件                 }                 else                 {                     Key_Buf[i].Status.KEY_EVENT = KEY_NULL;//空事件                 }                 break;             //状态1：按键按下确认             case KEY_SURE:                 if(Key_Buf[i].Status.KEY_LEVEL == Bit_SET)//确认和上次相同                 {                     Key_Buf[i].Status.KEY_STATUS = KEY_DOWN;//转入状态2 					Key_Buf[i].Status.KEY_EVENT = KEY_DOWN;//按下事件                     Key_Buf[i].Status.KEY_COUNT = 0;//计数器清零                 }                 else                 {                     Key_Buf[i].Status.KEY_STATUS = KEY_NULL;//转入状态0                     Key_Buf[i].Status.KEY_EVENT = KEY_NULL;//空事件                 }                 break;             //状态2：按键按下             case KEY_DOWN:                 if(Key_Buf[i].Status.KEY_LEVEL != Bit_SET)//按键释放，端口高电平                 {                     Key_Buf[i].Status.KEY_STATUS = KEY_NULL;//转入状态0                     Key_Buf[i].Status.KEY_EVENT = KEY_UP;//松开事件                 }                 else if((Key_Buf[i].Status.KEY_LEVEL == Bit_SET) 					&& (++Key_Buf[i].Status.KEY_COUNT >= KEY_LONG_DOWN_DELAY)) //超过KEY_LONG_DOWN_DELAY没有释放                 {                     Key_Buf[i].Status.KEY_STATUS = KEY_LONG;//转入状态3                     Key_Buf[i].Status.KEY_EVENT = KEY_LONG;//长按事件 					Key_Buf[i].Status.KEY_COUNT = 0;//计数器清零                 }                 else                 {                     Key_Buf[i].Status.KEY_EVENT = KEY_NULL;//空事件                 }                 break;             //状态3：按键连续按下             case KEY_LONG:                 if(Key_Buf[i].Status.KEY_LEVEL != Bit_SET)//按键释放，端口高电平                 {                     Key_Buf[i].Status.KEY_STATUS = KEY_NULL;//转入状态0                     Key_Buf[i].Status.KEY_EVENT = KEY_UP;//松开事件                 }                 else if((Key_Buf[i].Status.KEY_LEVEL == Bit_SET)                  && (++Key_Buf[i].Status.KEY_COUNT >= KEY_LONG_DOWN_DELAY)) //超过KEY_LONG_DOWN_DELAY没有释放                 {                     Key_Buf[i].Status.KEY_EVENT = KEY_LONG;//长按事件                     Key_Buf[i].Status.KEY_COUNT = 0;//计数器清零                 }                 else                 {                     Key_Buf[i].Status.KEY_EVENT = KEY_NULL;//空事件                 }                 break; 			default: 				break;         } 	} }
　　main.c - 主函数调用TIM3初始化  #include ＂delay.h＂ #include ＂usart.h＂ #include ＂stm32f10x.h＂ #include ＂key.h＂ int main() {     delay_init();//初始化延时函数     NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2，2位抢占优先级和2位子优先级     usart_init(115200);//初始化串口1，波特率为115200     TIM3_Init(19999,71);//1MHz，每20ms检测按键一次；     KEY_Init();		//KEY初始化     while(1){         delay_ms(1);     } }3.实现效果