基于STM32平臺(tái)的C語(yǔ)言的按鍵處理的研究與應(yīng)用

李文軍

【摘?要】把有限狀態(tài)機(jī)應(yīng)用于按鍵的識(shí)別過(guò)程中，能夠識(shí)別按鍵抬起、按鍵短按、按鍵長(zhǎng)按等三個(gè)狀態(tài)，并在此三狀態(tài)的狀態(tài)機(jī)上改進(jìn)了按鍵的消除抖動(dòng)的觸發(fā)時(shí)機(jī)，綜合考慮了在某些場(chǎng)景下，按鍵有效操作的準(zhǔn)確識(shí)別和按鍵無(wú)效操作的干擾甄別的工作，提高了按鍵識(shí)別的準(zhǔn)確性和抗干擾能力，并在單鍵識(shí)別的基礎(chǔ)上，把有限狀態(tài)機(jī)應(yīng)用到雙鍵（兩個(gè)按鍵同時(shí)操作）觸發(fā)邏輯的識(shí)別過(guò)程中，同時(shí)完全兼容單個(gè)按鍵的任何操作（單個(gè)按鍵短按、單個(gè)按鍵短按抬起、單個(gè)按鍵長(zhǎng)按、單個(gè)按鍵長(zhǎng)按抬起等），同時(shí)還不會(huì)引起單鍵的誤操作，使之互不干擾，極大地?cái)U(kuò)展了多個(gè)按鍵間邏輯組合的可能性，使之能用最少的按鍵實(shí)現(xiàn)最多的邏輯功能。

【關(guān)鍵詞】有限狀態(tài)機(jī);按鍵;抗干擾;雙鍵識(shí)別

1 引言

目前公司的很多型號(hào)的顯示器中多有按鍵的采集與使用，硬件平臺(tái)有不少是基于STM32平臺(tái)的，代碼是用標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言編寫，每個(gè)產(chǎn)品的按鍵需要實(shí)現(xiàn)的功能的難易也基本相同，大多為簡(jiǎn)單的單鍵短按或者單鍵長(zhǎng)按功能，所有其按鍵處理代碼有很大的通用性與相似性。按鍵處理代碼沿用的較多。但是在某型指示器的研發(fā)交付使用過(guò)程中，用戶的需求仍在大量頻繁的產(chǎn)生，其中就有必須要用到組合按鍵的邏輯功能，這就對(duì)按鍵的及時(shí)準(zhǔn)確的采集與處理提出了相當(dāng)高的要求，不巧的是，我們偶然發(fā)現(xiàn)此產(chǎn)品在使用過(guò)程中，其每一個(gè)按鍵在經(jīng)過(guò)若干次按壓后，就會(huì)產(chǎn)生一次按鍵失效，判斷是軟件缺陷導(dǎo)致的問(wèn)題，這就要求我們必須重新審視、優(yōu)化我們一直以來(lái)的通用性的按鍵處理代碼，不僅要保證按鍵每一次采集的準(zhǔn)確性和有效性，同時(shí)也要提高按鍵的抗干擾能力，最終達(dá)到解決組合按鍵功能擴(kuò)展的目的。

2 單個(gè)按鍵的狀態(tài)遷移設(shè)計(jì)

對(duì)于單個(gè)按鍵的狀態(tài)變化，詳見圖1 單個(gè)按鍵的狀態(tài)遷移圖。

我們約定，如果按鍵原先為抬起動(dòng)作，則記它從按下到有效按下的時(shí)間為t0時(shí)間，簡(jiǎn)稱按鍵按下的消除抖動(dòng)時(shí)間;

如果按鍵原先為按下動(dòng)作，則記它從抬起到有效抬起的時(shí)間為t1時(shí)間，簡(jiǎn)稱按鍵抬起的消除抖動(dòng)時(shí)間;

1，一個(gè)按鍵的最初始動(dòng)作記為按鍵抬起（標(biāo)記為狀態(tài)0）;

2，狀態(tài)0在按鍵按下持續(xù)時(shí)間小于t0時(shí)間后，仍為狀態(tài)0;

3，狀態(tài)0在按鍵按下持續(xù)時(shí)間不小于t0時(shí)間后，狀態(tài)遷移到按鍵按下（狀態(tài)1）;

4，狀態(tài)1在按鍵抬起持續(xù)時(shí)間小于t1時(shí)間后，仍為狀態(tài)1;

5，按鍵按下（狀態(tài)1）在按鍵按下持續(xù)一段時(shí)間（為程序定義的按鍵長(zhǎng)按的最短時(shí)間，一般取值在0.5秒～1.0秒之間）后，狀態(tài)遷移到按鍵長(zhǎng)按（狀態(tài)2）;

6，狀態(tài)1在按鍵抬起持續(xù)時(shí)間不小于t1時(shí)間后，設(shè)置短按抬起事件標(biāo)志;

7，狀態(tài)2在按鍵抬起持續(xù)時(shí)間不小于t1時(shí)間后，設(shè)置長(zhǎng)按抬起事件標(biāo)志;

8，在狀態(tài)2下按鍵仍持續(xù)按下，如達(dá)到50×10毫秒時(shí)，設(shè)置長(zhǎng)按按下事件標(biāo)志a，如達(dá)到100×10毫秒時(shí)，設(shè)置長(zhǎng)按按下事件標(biāo)志b，如達(dá)到150×10毫秒時(shí)，設(shè)置長(zhǎng)按按下事件標(biāo)志c，依次類推，這樣就極大地、靈活地?cái)U(kuò)展了按鍵長(zhǎng)按的事件個(gè)數(shù)，非常便于移植和修改;

9，在狀態(tài)2下按鍵仍持續(xù)按下，超過(guò)了設(shè)定的按鍵按下的最長(zhǎng)時(shí)間后，認(rèn)為按鍵卡死，狀態(tài)遷移到按鍵卡死（狀態(tài)3）;

10，在設(shè)置抬起事件標(biāo)志（短按抬起事件標(biāo)志或者長(zhǎng)按抬起事件標(biāo)志）之后，按鍵抬起持續(xù)時(shí)間在小于主程序運(yùn)行周期（一般為40毫秒）的兩倍時(shí)間后，即在小于80毫秒時(shí)間內(nèi)，必須清除抬起事件標(biāo)志，如若在應(yīng)用層代碼中沒(méi)有人為調(diào)用后清除抬起事件標(biāo)志，則按鍵處理程序會(huì)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)強(qiáng)制清除抬起事件標(biāo)志，這就解決了按鍵抬起標(biāo)志的干擾問(wèn)題（一般由按鍵無(wú)效操作的引起）。

3 單鍵處理邏輯、雙鍵處理邏輯及狀態(tài)遷移設(shè)計(jì)

對(duì)于單鍵處理邏輯、雙鍵處理邏輯的綜合考慮以及兩個(gè)按鍵狀態(tài)的（簡(jiǎn)稱雙鍵狀態(tài)）變化，詳見圖2單鍵、雙鍵處理以及雙鍵狀態(tài)遷移圖。

關(guān)于圖2中各個(gè)狀態(tài)的解釋說(shuō)明見下表1 雙鍵狀態(tài)名稱說(shuō)明。

關(guān)于圖2中雙鍵狀態(tài)間的遷移條件的說(shuō)明見表2雙鍵狀態(tài)間的遷移條件說(shuō)明。

結(jié)束語(yǔ)

這樣我們通過(guò)合理設(shè)計(jì)的單鍵狀態(tài)機(jī)和雙鍵狀態(tài)機(jī)，可以保證按鍵每一次采集的準(zhǔn)確性和有效性，同時(shí)也要提高按鍵的抗干擾能力，最終達(dá)到解決組合按鍵功能擴(kuò)展的目的，極大地?cái)U(kuò)展了多個(gè)按鍵間邏輯組合的可能性，使之能用最少的按鍵實(shí)現(xiàn)最多的邏輯功能，這在目前公司的產(chǎn)品中已得到非常好的運(yùn)用，使用效果良好。

參考文獻(xiàn)：

[1] 何劍宇，劉兢兢.有限狀態(tài)機(jī)建模在嵌入式按鍵設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].沈陽(yáng)師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012，30（2）：168-171.

[2] 唐飛，查長(zhǎng)理.基于有限狀態(tài)機(jī)的STM32系統(tǒng)按鍵識(shí)別方法[J].長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013，34（2）：160-164.

（作者單位：太原航空儀表有限公司 顯示技術(shù)研究所）