以STM32为例，实现按键的短按和长按

以STM32为例，实现按键的短按和长按

1 实现原理

简单来说就是通过设置一个定时器来定时扫描几个按键的状态，并分别记录按键按下的持续时间，通过时间的长短就可以判断出是长按还是短按。

本文硬件接线图如下：

2 实现代码

1、key.h
主要是一些按键引脚以及后面需要使用的变量定义。

#ifndef __KEY_H
#define __KEY_H	 
#include "sys.h"

#define KEY1_PORT  GPIOE
#define KEY1_PIN   GPIO_Pin_4
#define KEY2_PORT  GPIOE
#define KEY2_PIN   GPIO_Pin_3
#define KEY3_PORT  GPIOE
#define KEY3_PIN   GPIO_Pin_2
#define KEY4_PORT  GPIOA
#define KEY4_PIN   GPIO_Pin_0

// 按键引脚定义
typedef struct
{
    GPIO_TypeDef* port;          // GPIOx
    uint16_t      pin;           // GPIO PINx
    uint16_t      pressed_state; // 按键按下时的状态，0：按下时为低电平，1：按下时为高电平
}key_gpio_t;

// 按键状态
typedef enum
{
    KEY_RELEASE,         // 释放松开
    KEY_CONFIRM,         // 消抖确认
    KEY_SHORT_PRESSED,   // 短按
    KEY_LONG_PRESSED,    // 长按
}key_status_t;

// 按键事件
typedef enum
{
    EVENT_NULL,
    EVENT_SHORT_PRESSED,
    EVENT_LONG_PRESSED,
}key_event_t;

typedef struct
{
    key_status_t current_state; // 按键当前状态
    uint32_t  pressed_time;     // 按下时间    
    key_event_t key_event;      // 按键事件
}key_param_t;

uint8_t read_key_state(uint8_t index);
uint8_t key_scan(void);
void key_handle(void);
void key_timer_init(void);
void key_gpio_init(void);
void key_init(void);

#endif

2、key.c
按键的实现代码，包括定时器和引脚的初始化，按键的扫描和处理函数，等等。

/**
 ********************************************************************************************************
 * @file           key.c
 * @author         qiyiqi
 * @brief          按键驱动代码
 * MCU:            STM32F103ZE开发板
 * 按键原理：       设置一个1ms定时器定时扫描几个按键的状态，并分别记录按下的持续时间，通过时间可以判断是长按还是
 *                 短按。    
 * 注意事项：       此代码只是作为一个参考例程，如果不使用STM32的标准库，移植到其他MCU或者HAL库之类的，主要修改的
 *                 地方在初始化函数key_init()，按键读取函数read_key_state()，定时器初始化以及中断服务函数等。
 ********************************************************************************************************
 */
#include "key.h"
#include "stdio.h"

// 按键列表
key_gpio_t key_list[] =
{// 端口号，引脚号，有效电平
    {KEY1_PORT, KEY1_PIN, 0},  // 按下为0，松开为1
    {KEY2_PORT, KEY2_PIN, 0},
    {KEY3_PORT, KEY3_PIN, 0},  // 按下为1，松开为0
    {KEY4_PORT, KEY4_PIN, 1},
    /* 可以继续往下添加更多按键 */
};

// 按键数量
#define KEY_NUM_MAX      (sizeof(key_list)/sizeof(key_list[0]))  
#define CONFIRM_TIME     20    // 消抖时间 ms
#define LONG_PRESS_TIME  2000  // 长按时间窗 ms

// 按键配置
#define SHORT_RELEASE_VALID  1 // 0：短按按下时即刻生效，1：短按释放时生效，注意：如果配成0的话，长按的时候就一定会先触发短按
#define LONG_RELEASE_VALID   1 // 0：长按按下时即刻生效，1：长按释放时生效

key_param_t key_param[KEY_NUM_MAX]; // 保存所有按键的状态

// 读取按键状态
uint8_t read_key_state(uint8_t index)
{
    if(GPIO_ReadInputDataBit(key_list[index].port, key_list[index].pin) == key_list[index].pressed_state)
    {// 按键按下
        return 1; 
    }
    return 0;
}

// 扫描单个按键状态（需要按1ms频率扫描）
uint8_t key_scan(void)
{
    uint8_t key_press;
    uint8_t index;

    for(index = 0; index < KEY_NUM_MAX; index++)
    {// 根据按键列表依次扫描
        key_press = read_key_state(index);  // 读取按键状态

        switch (key_param[index].current_state)                                    
        {// 按键状态机
            case KEY_RELEASE:{// 释放状态
                if(key_press)                                                                                                 
                {// 按键按下
                    key_param[index].current_state = KEY_CONFIRM;
                }
                else
                {// 按键松开
                    key_param[index].pressed_time = 0; 
                }
                break;
            }
            case KEY_CONFIRM:{// 按键消抖
                if(key_press)
                {// 按键保持按下
                    if(++key_param[index].pressed_time > CONFIRM_TIME)    // 10ms
                    {// 完成消抖
                        key_param[index].current_state = KEY_SHORT_PRESSED;
					#if (SHORT_RELEASE_VALID == 0)  // 短按按下立马生效
						key_param[index].key_event = EVENT_SHORT_PRESSED;  // 短按事件生效
					#endif
                    }
                }
                else
                {// 按键松开
                    key_param[index].current_state = KEY_RELEASE;
                }
                break;
            }
            case KEY_SHORT_PRESSED:{// 短按
                if(key_press)
                {// 按键保持按下
                    if(++key_param[index].pressed_time > LONG_PRESS_TIME)  // 2000ms
                    {// 长按
                        key_param[index].current_state = KEY_LONG_PRESSED;
					#if (LONG_RELEASE_VALID == 0)  // 长按按下立马生效
						key_param[index].key_event = EVENT_LONG_PRESSED;  // 长按事件生效
					#endif
                    }
                }
                else   
                {// 按键松开
                    key_param[index].current_state = KEY_RELEASE;
				#if (SHORT_RELEASE_VALID == 1)  // 短按释放才生效
					key_param[index].key_event = EVENT_SHORT_PRESSED;  // 短按事件生效
				#endif
                }
                break;
            }
            case KEY_LONG_PRESSED:{// 长按
                if(!key_press)          
                {// 按键松开
                    key_param[index].current_state = KEY_RELEASE;
				#if (LONG_RELEASE_VALID == 1)  // 长按释放才生效
					key_param[index].key_event = EVENT_LONG_PRESSED;  // 长按事件生效
				#endif
                } 
                break;
            }
            default:{
                key_param[index].current_state = KEY_RELEASE;
            }
        }
    }
    return 0;                            
}

// 按键处理函数
void key_handle(void)
{
    uint8_t index;
    for (index = 0; index < KEY_NUM_MAX; index++)
    {// 检查有无按键按下
        if(key_param[index].key_event != 0)
        {// 有按键按下
			switch (index)
			{
				case 0:{// 按键1
					if(key_param[index].key_event == EVENT_SHORT_PRESSED)
					{// 短按
						printf("KEY1 SHORT PRESSED\n");
					}
					else if(key_param[index].key_event == EVENT_LONG_PRESSED)
					{// 长按
						printf("KEY1 LONG PRESSED\n");
					}
					break;
				}
				case 1:{// 按键2
					if(key_param[index].key_event == EVENT_SHORT_PRESSED)
					{// 短按
						printf("KEY2 SHORT PRESSED\n");
					}
					else if(key_param[index].key_event == EVENT_LONG_PRESSED)
					{// 长按
						printf("KEY2 LONG PRESSED\n");
					}
					break;
				}
				case 2:{// 按键3
					if(key_param[index].key_event == EVENT_SHORT_PRESSED)
					{// 短按
						printf("KEY3 SHORT PRESSED\n");
					}
					else if(key_param[index].key_event == EVENT_LONG_PRESSED)
					{// 长按
						printf("KEY3 LONG PRESSED\n");
					}
					break;
				}
				case 3:{// 按键4
					if(key_param[index].key_event == EVENT_SHORT_PRESSED)
					{// 短按
						printf("KEY4 SHORT PRESSED\n");
					}
					else if(key_param[index].key_event == EVENT_LONG_PRESSED)
					{// 长按
						printf("KEY4 LONG PRESSED\n");
					}
					break;
				}
				default:{
					break;
				}
			}
			key_param[index].key_event = EVENT_NULL;  // 清除该事件
        }
    }
}

// 定时器中断服务程序（用于定时扫描按键）
void TIM3_IRQHandler(void)
{
    if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET)  // 检查TIM3更新中断发生与否
    {
        key_scan();  // 扫描按键
        TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);  // 清除TIMx更新中断标志 
    }
}

// 定时器初始化（定时1ms）
void key_timer_init(void)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //时钟使能
    
    //定时器TIM3初始化
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1000 - 1; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值    
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = SystemCoreClock / 1000000 - 1; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
 
    TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE ); //使能指定的TIM3中断,允许更新中断

    //中断优先级NVIC设置
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;  //TIM3中断
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;  //先占优先级0级
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;  //从优先级3级
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //初始化NVIC寄存器

    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能TIMx    
}

// 按键引脚初始化
void key_gpio_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
     
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE);    
    
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY1_PIN;                 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;          
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;        
    GPIO_Init(KEY1_PORT, &GPIO_InitStructure);        

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY2_PIN;                 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;          
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;        
    GPIO_Init(KEY2_PORT, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY3_PIN;                 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;          
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;        
    GPIO_Init(KEY3_PORT, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY4_PIN;                 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;          
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;        
    GPIO_Init(KEY4_PORT, &GPIO_InitStructure);
}

// 按键初始化
void key_init(void)
{
    key_gpio_init();
    key_timer_init();
}

3、main.c
主函数入口，这里调用按键驱动的代码。

#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "key.h"

int main(void)
{		
	delay_init();       // 延时函数初始化	  
	uart_init(115200);	// 串口初始化为115200
	key_init();         // 按键初始化
	
	while(1)
	{	    	
		key_handle();
	}
}

3 测试

通过串口打印按键扫描的结果，可以看到每个按键都是可以实现独立的长短按功能。

按键释放时有效，log如下：
注：每个按键的长短按都独立，互不影响。

按键按下时有效，log如下：
注：长按触发之前，短按必先触发。

结束语

本文以STM32为例讲解了按键长按和短按的实现方法，当然，这只是其中一种方法，实现的方式其实还是很多。
好了，如果还有什么问题，欢迎评论区留言，谢谢！

如果觉得本文有帮助，就…你懂的。