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多功能按键设计。利用一个I/O口,接一个按键,实现3功能操作:单击 + 双击 + 长按(转贴)

高工
2011-08-31 09:33:09     打赏

题目:多功能按键设计。利用一个I/O口,接一个按键,实现3功能操作:单击 + 双击 + 长按。  
============================================================================ 
用户基本操作定义: 
    1。短按操作:按键按下,按下时间<1s,属于一次短按操作 
    2。长按操作:按键按下,按下时间>1s,属于一次长按操作 

在正常0.5s内无按键操作为启始按键扫描条件下,扫描按键将产生以下3种按键事件: 
    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0.5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。 

/*============= 
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。参考本人教材的例9-1,稍微有变化。教材中为连_发。 
===============*/ 

#define key_input    PIND.7    // 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,反映最快 
2。对于双键,第2次按键释放后马上得到反映。 
3。对于单键,释放后延时拖后500ms才能响应,反映最慢。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,这样单击的响应回快一点,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,反映和动作都比较慢。 

   当然,上面两段可以合在一起。我这样做的目的,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:  


interrupt [TIM0_COMP] void timer0_comp_isr(void)       // 定时器10ms中断服务 

       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)  
                 ........//点亮A_LED,关闭B_LED和C_LED  
             else if(key == D_key)  
                 ........//点亮B_LED,关闭A_LED和C_LED  
             else if(key == S_key)  
                 ........//点亮C_LED,关闭A_LED和B_LED  
         }  
     }  
}  

================================================= 

通过以上这个看似简单的按键,看在应用中如何变化,以及如何在实际产品中全面、可靠的进行设计。 
=======================================================================================================

后续:
    这个是一个网友要求我做的东西,他买了我编写的教材,学习了里面的状态机按键设计,但还是不能灵活的使用。我提出让一些有兴趣的朋友做一 下,大家讨论,(见http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=4971785& bbs_page_no=1&bbs_id=1003,28楼),但是很少人给出满意的回答。甚至是这样的回答:“晕,参加电设的也有很多强人, 虽然不一定是精英,但还是很有实力的,这种题目很多人都很早就会做了,没必要当作电设的训练题。(见该贴30楼的回答)”。

这个如同我去年挑战一个北大高才生一样,真本事没有,就是嘴硬。 

既然别人不感“兴趣”,我编写代码,实现这个简单的多功能按键。这也是对这位购买我编写书的朋友的一种答谢吧。 

写完后,还想扩展一点,发点“偏见”如下:

相比国际上的一些品牌产品,国内的很多东西都做不精。其中系统分析和软件设计占有重要的因素。其实不是不想做的好,而是根本没有能力做好!

如上这样一个简单的多功能按键,都分析不透,设计不出好的代码,就不要谈上天下海的吧。D车追尾就是发生了特殊情况,设计中根本没有考虑周全,加上工作人员的不负责,产生如此大的灾难。

最近频繁出现的塌桥、电梯事故、火车出事,都是上天对现在浮躁社会的报应。我们都抱怨别人不负责,浮躁,那么你自己呢?

别人,别的行业我没有资格讲不好,但是对于正在学习的本专业大学生,尤其是要参加全国大学生电子设计大赛的学生,你做这个题目能拿多少分?评估一下有多少能力和水平?

实际上,现在的全国大学生电子设计大赛也变成是一个浮躁的产物,学校和学生都指望它能贴金,对于真正培养和锻炼人的目的和作用,实际上只是挂在前面遮羞布了。



关键词: 多功能     按键     设计     利用     一个     实现     功能     操作         

助工
2011-09-02 08:38:30     打赏
2楼
呵呵,也是一理

专家
2011-09-02 09:03:01     打赏
3楼
现在的全国大学生电子设计大赛已经和以前不一样了,很多学校都只是为了争那点虚荣!!不过能参加的同学们都能得到锻炼!

菜鸟
2011-09-19 17:16:25     打赏
4楼

单片机技术交流,QQ:27905952


菜鸟
2011-09-19 17:36:09     打赏
5楼

收藏了!


助工
2011-09-27 15:07:42     打赏
6楼

收藏了!


助工
2011-11-14 22:48:01     打赏
7楼
作为一个参加了电赛的童鞋表示电赛真的很假...只有自己想学才是真的

菜鸟
2012-05-18 13:57:38     打赏
8楼
我是也参加过电赛的过来人,不能一棍子打翻一条船。电赛如果认真去自己摸索,自己做了,还是很锻炼人的。

高工
2012-05-19 11:24:04     打赏
9楼
这个帖子是转的哦

高工
2013-06-03 22:01:41     打赏
10楼
楼主转的很有水平啊,不错的帖子

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