多功能（单击、双击、长按）按键设计

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天外飞仙CUG 2022-10-17 11:20:46

多功能（单击、双击、长按）按键设计_双击事件

用户基本操作定义：

1.长按事件：任何1次出现的长按操作都属于长按事件

2.单击事件：1次短按操作后，间隔0.5s内没有短按操作

3.双击事件：2次短按操作间隔时间<0.5s，则2次短按操作为1次双击事件，且2次短按都取消

特别操作情况定义：
1.短按操作和长按操作间隔<0.5s，以及，长按操作和短按操作间隔<0.5s，均不产生双击事件
2.连续n次（n为奇数）短按操作，且间隔均<0.5s，产生(n-1)/2次双击事件+1次单击事件
3.连续n次（n为偶数）短按操作，且间隔均<0.5s，产生n/2次双击事件

对按键操作者的建议：
由于按键的多功能性质，建议操作者每次在单击/长按/双击按键事件发生后，隔0.5s后再进行下一次的按键操作。因为在特别操作情况下，程序是保证按定义进行判断和处理的，主要是怕操作者自己记不清楚导致操作失误。

对软件设计者的要求：
1.应该全面进行分析，给出严格定义和判断条件，如上所示。如果自己都不清楚，你的设计出的系统就不稳定，不可靠。
2.在1的基础上，编写出符合要求的程序，并进行全面测试。

具体程序如下：

/*============= 
低层按键（I/0）扫描函数，即低层按键设备驱动，
只返回无键、短按和长按。具体双击不在此处判断。
===============*/ 
#define key_input    HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_Key,GPIO_Key_Pin)    // 按键输入口  

#define N_key    0             //无键  
#define S_key    1             //单键  
#define D_key    2             //双键  
#define L_key    3             //长键  
#define key_state_0 0  
#define key_state_1 1  
#define key_state_2 2  
unsigned char key_driver(void)  
{  
    static unsigned char key_state = key_state_0, key_time = 0;  
    unsigned char key_press, key_return = N_key;  
    key_press = key_input;                    // 读按键I/O电平  
    switch (key_state)  
    {  
      case key_state_0:                              // 按键初始态  
        if (!key_press) key_state = key_state_1;      // 键被按下，状态转换到按键消抖和确认状态  
        break;  
        
      case key_state_1:                      // 按键消抖与确认态  
        if (!key_press)  
        {  
             key_time = 0;                   //   
             key_state = key_state_2;   // 按键仍然处于按下，消抖完成，状态转换到按下键时间的计时状态，但返回的还是无键事件  
        }  
        else  
             key_state = key_state_0;   // 按键已抬起，转换到按键初始态。此处完成和实现软件消抖，其实按键的按下和释放都在此消抖的。
        break;  
        
      case key_state_2:  
        if(key_press)  
        {  
             key_return = S_key;        // 此时按键释放，说明是产生一次短操作，回送S_key  
             key_state = key_state_0;   // 转换到按键初始态  
        }  
        else if (++key_time >= 100)     // 继续按下，计时加10ms（10ms为本函数循环执行间隔）  
        {  
             key_return = L_key;        // 按下时间>1000ms，此按键为长按操作，返回长键事件  
             key_state = key_state_3;   // 转换到等待按键释放状态  
        }  
        break;  
      case key_state_3:                 // 等待按键释放状态，此状态只返回无按键事件  
        if (key_press) key_state = key_state_0; //按键已释放，转换到按键初始态  
        break;  
    }  
    return key_return;  
}

/*=============  
中间层按键处理函数，调用低层函数一次，处理双击事件的判断，返回上层正确的无键、单键、双键、长键4个按键事件。
本函数由上层循环调用，间隔10ms  
===============*/  

unsigned char key_read(void)  
{  
    static unsigned char key_m = key_state_0, key_time_1 = 0;  
    unsigned char key_return = N_key,key_temp;  
      
    key_temp = key_driver();  
      
    switch(key_m)  
    {  
        case key_state_0:  
            if (key_temp == S_key )  
            {  
                 key_time_1 = 0;               // 第1次单击，不返回，到下个状态判断后面是否出现双击  
                 key_m = key_state_1;  
            }  
            else  
                 key_return = key_temp;        // 对于无键、长键，返回原事件  
            break;  

        case key_state_1:  
            if (key_temp == S_key)             // 又一次单击（间隔肯定<500ms）  
            {  
                 key_return = D_key;           // 返回双击键事件，回初始状态  
                 key_m = key_state_0;  
            }  
            else                                 
            {                                  // 这里500ms内肯定读到的都是无键事件，因为长键>1000ms，在1s前低层返回的都是无键  
                 if(++key_time_1 >= 50)  
                 {  
                      key_return = S_key;      // 500ms内没有再次出现单键事件，返回上一次的单键事件  
                      key_m = key_state_0;     // 返回初始状态  
                 }  
             }  
             break;  
    } 
    return key_return;  
}

下面，根据程序分析按键事件的反映时间：
1.对于长键，按下超过1s马上响应，反应最快
2.对于双键，第2次按键释放后马上得到反应。
3.对于单键，释放后延时拖后500ms才能响应，反应最慢。这个与需要判断后面是否有双击操作有关，只能这样。实际应用中，可以调整两次单击间隔时间定义，比如为300ms，这样单击的响应会快一点，单按键操作人员需要加快按键的操作过程。如果产品是针对老年人的，这个时间不易太短，因为年纪大的人，反应和动作都比较慢。

当然，上面两段可以合在一起。这样做的目的，是为了可以方便的扩展为N击（当然，需要做修改）。可是最底层的就是最基本的操作处理短按和长按，不用改动的。至于双击，还是N击，在中间层处理。这就是程序设计中分层结构的优点。

测试代码环境如下：


void TIM4_IRQHandler(void)       // 10ms定时器中断
{  
       time_10ms_ok = 1;  
} 


main(viod)   
{   
    .........   
    while   
    {   
        if (time_10ms_ok)            //每10ms执行一次，   
        {   
             time_10ms_ok =0;   
             key = key_read();       //《====== 10ms一次调用按键中间层函数，根据返回键值，点亮不同的LED灯，全面测试按键操作是否正常   
             if (key == L_key)   
                 ........//
             else if(key == D_key)   
                 ........//  
             else if(key == S_key)   
                 ........//   
         }   
     }   
}