基于STM32平台的C语言的按键处理的研究与应用

李文军

【摘 要】把有限状态机应用于按键的识别过程中，能够识别按键抬起、按键短按、按键长按等三个状态，并在此三状态的状态机上改进了按键的消除抖动的触发时机，综合考虑了在某些场景下，按键有效操作的准确识别和按键无效操作的干扰甄别的工作，提高了按键识别的准确性和抗干扰能力，并在单键识别的基础上，把有限状态机应用到双键（两个按键同时操作）触发逻辑的识别过程中，同时完全兼容单个按键的任何操作（单个按键短按、单个按键短按抬起、单个按键长按、单个按键长按抬起等），同时还不会引起单键的误操作，使之互不干扰，极大地扩展了多个按键间逻辑组合的可能性，使之能用最少的按键实现最多的逻辑功能。

【关键词】有限状态机;按键;抗干扰;双键识别

1 引言

目前公司的很多型号的显示器中多有按键的采集与使用，硬件平台有不少是基于STM32平台的，代码是用标准C语言编写，每个产品的按键需要实现的功能的难易也基本相同，大多为简单的单键短按或者单键长按功能，所有其按键处理代码有很大的通用性与相似性。按键处理代码沿用的较多。但是在某型指示器的研发交付使用过程中，用户的需求仍在大量频繁的产生，其中就有必须要用到组合按鍵的逻辑功能，这就对按键的及时准确的采集与处理提出了相当高的要求，不巧的是，我们偶然发现此产品在使用过程中，其每一个按键在经过若干次按压后，就会产生一次按键失效，判断是软件缺陷导致的问题，这就要求我们必须重新审视、优化我们一直以来的通用性的按键处理代码，不仅要保证按键每一次采集的准确性和有效性，同时也要提高按键的抗干扰能力，最终达到解决组合按键功能扩展的目的。

2 单个按键的状态迁移设计

对于单个按键的状态变化，详见图1 单个按键的状态迁移图。

我们约定，如果按键原先为抬起动作，则记它从按下到有效按下的时间为t0时间，简称按键按下的消除抖动时间;

如果按键原先为按下动作，则记它从抬起到有效抬起的时间为t1时间，简称按键抬起的消除抖动时间;

1，一个按键的最初始动作记为按键抬起（标记为状态0）;

2，状态0在按键按下持续时间小于t0时间后，仍为状态0;

3，状态0在按键按下持续时间不小于t0时间后，状态迁移到按键按下（状态1）;

4，状态1在按键抬起持续时间小于t1时间后，仍为状态1;

5，按键按下（状态1）在按键按下持续一段时间（为程序定义的按键长按的最短时间，一般取值在0.5秒～1.0秒之间）后，状态迁移到按键长按（状态2）;

6，状态1在按键抬起持续时间不小于t1时间后，设置短按抬起事件标志;

7，状态2在按键抬起持续时间不小于t1时间后，设置长按抬起事件标志;

8，在状态2下按键仍持续按下，如达到50×10毫秒时，设置长按按下事件标志a，如达到100×10毫秒时，设置长按按下事件标志b，如达到150×10毫秒时，设置长按按下事件标志c，依次类推，这样就极大地、灵活地扩展了按键长按的事件个数，非常便于移植和修改;

9，在状态2下按键仍持续按下，超过了设定的按键按下的最长时间后，认为按键卡死，状态迁移到按键卡死（状态3）;

10，在设置抬起事件标志（短按抬起事件标志或者长按抬起事件标志）之后，按键抬起持续时间在小于主程序运行周期（一般为40毫秒）的两倍时间后，即在小于80毫秒时间内，必须清除抬起事件标志，如若在应用层代码中没有人为调用后清除抬起事件标志，则按键处理程序会在规定时间内强制清除抬起事件标志，这就解决了按键抬起标志的干扰问题（一般由按键无效操作的引起）。

3 单键处理逻辑、双键处理逻辑及状态迁移设计

对于单键处理逻辑、双键处理逻辑的综合考虑以及两个按键状态的（简称双键状态）变化，详见图2单键、双键处理以及双键状态迁移图。

关于图2中各个状态的解释说明见下表1 双键状态名称说明。

关于图2中双键状态间的迁移条件的说明见表2双键状态间的迁移条件说明。

结束语

这样我们通过合理设计的单键状态机和双键状态机，可以保证按键每一次采集的准确性和有效性，同时也要提高按键的抗干扰能力，最终达到解决组合按键功能扩展的目的，极大地扩展了多个按键间逻辑组合的可能性，使之能用最少的按键实现最多的逻辑功能，这在目前公司的产品中已得到非常好的运用，使用效果良好。

参考文献：

[1] 何剑宇，刘兢兢.有限状态机建模在嵌入式按键设计中的应用[J].沈阳师范大学学报：自然科学版，2012，30（2）：168-171.

[2] 唐飞，查长理.基于有限状态机的STM32系统按键识别方法[J].长春工业大学学报：自然科学版，2013，34（2）：160-164.

（作者单位：太原航空仪表有限公司 显示技术研究所）