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

看了一个晚上，结合了马潮老师的书，才搞懂这个程序，确实经典！原文：

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。 (amobbs.com 阿莫电子论坛)

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。

还是讲手表上的一个键，如果是用户在查询时间方式工作，希望这个按键只有单击的单一功能，响应要快，而用户在设置时间方式工作，希望这个按键是多功能的，有单击和长按连_发的功能，但此时单击的响应要慢点了。
如何处理这个矛盾？
这个也简单呀。你写2套低层的驱动，一套就是扫描按键的按下，马上响应，另一套是需要等待的。然后增加一个状态判断，如果是上层在查询时间方式，那么使用前一套扫描按键，反映肯定快，如果上层在设置时间方式，就使用第2套扫描按键，此时单击响应要慢一点。这样不就平衡了吗？

下面一个微小改动（见60楼），实现无键、单击、长键立即响应：

“请问马老师，如何用2套底层驱动切换的方式实现类似windows资源管理器对鼠标单双击功能呢？”

=======================================================
还是在LZ位的代码上改动，实现“类似windows资源管理器对鼠标单双击功能”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，返回事件，并到下个状态判断后面是否出现双击  key_m = key_state_1;  }  key_return = key_temp;            // 对于无键、单击、长键，返回原事件，都是马上响应  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_m = key_state_0;     // 超过500ms，不可能有双击出现，返回初始状态  }  }  break;  } return key_return;
}

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