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蓝桥杯嵌入式STM32G431模块二 按键+定时器实现消抖和长按_蓝桥杯嵌入式按键消抖

作者：小舞很执着 | 2024-08-01 07:20:37

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蓝桥杯嵌入式按键消抖

本博客记录本人学习使用按键和定时器实现软件消抖和长按功能的实现。代码部分仿照b站UP主01Studio的蓝桥杯教程。视频连接：【备战2024蓝桥杯 嵌入式组】CT117E-M4 新款开发板 3小时省赛模块 速成总结_哔哩哔哩_bilibili

目录

一、按键和定时器配置

二、代码编写（这部分代码仿照b站UP主01Studio的蓝桥杯教程）

1、单击

2、长按

附录（完整main.c代码）

一、按键和定时器配置

  1. 查看key连接的引脚，分别是PB0-PB3和PA0
  2. STM32CubeMX和keil的设置这里不再重复。如有问题看前面模块一LED的建立工程。
  3. 和上一篇博客一样先将key引脚配置为输入模式。

  4. 配置定时器，选择时钟源，配置预分频系数和溢出值，我这边将定时器4设置为10ms（80M/(79+1)/（9999+1))进入中断。再将定时器中断打开

  5. 点击GENRATE CODE创建工程。keil的设置与之前博客相同这里不再重复。

二、代码编写（这部分代码仿照b站UP主01Studio的蓝桥杯教程）

视频链接：【备战2024蓝桥杯 嵌入式组】CT117E-M4 新款开发板 3小时省赛模块 速成总结_哔哩哔哩_bilibili

1、单击

  1. 建立按键结构体数组，使用关键词bool需要添加头文件stdbool.h 
    1. #include "stdbool.h"
    2.  
    3. struct keys
    4. {
    5. 	bool key_std;//用于存储按键状态
    6. 	unsigned char junk_std;//用于记录按键按下后进入中断次数
    7. 	bool single_flag;//单击按下标志位
    8. };
    9. struct keys key[4];//创建结构体数组，分别对应4个按键

  2. 创建定时器中断服务函数，case结束一定要加break； 
    1. void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
    2. {
    3. 	if(htim->Instance==TIM4)//判断定时器4进入中断
    4. 	{
    5. 		key[0].key_std=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_0);//读取当前按键状态
    6. 		key[1].key_std=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_1);//读取当前按键状态
    7. 		key[2].key_std=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_2);//读取当前按键状态
    8. 		key[3].key_std=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0);//读取当前按键状态
    9. 		for(unsigned char i=0;i<4;i++)//对4个按键进行判断
    10. 		{
    11. 			switch(key[i].junk_std)//按下按键后进入中断的次数并判断
    12. 			{
    13. 				case 0://当按键按下后，第一次不做任何操作，用于消抖10ms
    14. 				{
    15. 					if(key[i].key_std==0)
    16. 					{
    17. 						key[i].junk_std=1;
    18. 					}
    19. 				}break;
    20. 				case 1://第二次检测到按键按下后，将单击标志位single_flag设置为1
    21. 				{
    22. 					if(key[i].key_std==0)
    23. 					{
    24. 						key[i].junk_std=2;
    25. 						key[i].single_flag=1;
    26. 					}
    27. 				}break;
    28. 				case 2://直到按键松开才将计算值设置为0，重新开始判断，这样单击不受长按影响
    29. 				{
    30. 					if(key[i].key_std==1)
    31. 					{
    32. 						key[i].junk_std=0;
    33. 					}
    34. 				}break;			
    35. 			}
    36. 		}
    37. 	}
    38. }
  3. 先开启定时器中断，随后代码测试，这里使用之前博客写LED的代码进行测试，这样单击功能完成 
    1.   /* Initialize all configured peripherals */
    2.   MX_GPIO_Init();
    3.   MX_TIM4_Init();
    4.   /* USER CODE BEGIN 2 */
    5. HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim4);//开启定时器中断
    6.   /* USER CODE END 2 */
    7.  
    8.   /* Infinite loop */
    9.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
    10.   while (1)
    11.   {
    12. 	  for(unsigned char a=0;a<4;a++)
    13. 	  {
    14. 		  if(key[a].single_flag==1)
    15. 		  {
    16. 			  key[a].single_flag=0;//清除单击标志位
    17. 			  LED(a);
    18. 		  }
    19. 	  }
    20.     /* USER CODE END WHILE */
    21.  
    22.     /* USER CODE BEGIN 3 */
    23.   }
    24.   /* USER CODE END 3 */
    25. }

2、长按

长按功能是在单击的基础上进行修改添加。

  1. 结构体添加两个变量，分别是记录长按时间和长按标志位； 
    1. #include "stdbool.h"
    2. struct keys
    3. {
    4. 	bool key_std;//用于存储按键状态
    5. 	unsigned char junk_std;//用于记录按键按下后进入中断次数
    6. 	bool single_flag;//单击标志位
    7. 	unsigned int key_tim;//记录长按时间
    8. 	bool long_flag;//长按标志位
    9. };
    10. struct keys key[4];//创建结构体数组，分别对应4个按键
  2. 定时器中断服务函数需要进行一些修改 
    1. void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
    2. {
    3. 	if(htim->Instance==TIM4)
    4. 	{
    5. 		key[0].key_std=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_0);//读取当前按键状态
    6. 		key[1].key_std=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_1);//读取当前按键状态
    7. 		key[2].key_std=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_2);//读取当前按键状态
    8. 		key[3].key_std=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0);//读取当前按键状态
    9. 		for(unsigned char i=0;i<4;i++)//对4个按键进行判断
    10. 		{
    11. 			switch(key[i].junk_std)//按下按键后进入中断的次数并判断
    12. 			{
    13. 				case 0://当按键按下后，第一次不做任何操作，用于消抖10ms
    14. 				{
    15. 					if(key[i].key_std==0)
    16. 					{
    17. 						key[i].key_tim=0;//将长按时间记录值清零
    18. 						key[i].junk_std=1;
    19. 					}
    20. 				}break;
    21. 				case 1://第二次检测到按键按下后，将单击标志位single_flag设置为1
    22. 				{
    23. 					if(key[i].key_std==0)
    24. 					{
    25. 						key[i].junk_std=2;
    26. //						key[i].single_flag=1;//这里不能直接判断为单击
    27. 					}
    28. 				}break;
    29. 				case 2://直到按键松开才将计算值设置为0，重新开始判断，这样单击不受长按影响
    30. 				{
    31. 					key[i].key_tim++;//按键长按时，时间记录值每10ms加1
    32. 					if(key[i].key_std==1)//按键松开后，若按下时间小于500ms，则为单击
    33. 					{
    34. 						key[i].junk_std=0;//重新开始一轮按键判断
    35. 						if(key[i].key_tim<50)
    36. 						{
    37. 							key[i].single_flag=1;//单击
    38. 						}
    39. 					}
    40. 					if(key[i].key_tim==50)//若按下时间等于500ms，则为长按
    41. 					{
    42. 						key[i].long_flag=1;	//长按
    43. 					}
    44. 				}break;			
    45. 			}
    46. 		}
    47. 	}
    48. }

附录（完整main.c代码）

为了方便用csdn查看，将所有代码写在main.c文件中。读者可自行分文件编写。

特别感谢b站up主01Studio分享的教程

  1. /* USER CODE BEGIN Header */
  2. /**
  3.   ******************************************************************************
  4.   * @file           : main.c
  5.   * @brief          : Main program body
  6.   ******************************************************************************
  7.   * @attention
  8.   *
  9.   * Copyright (c) 2024 STMicroelectronics.
  10.   * All rights reserved.
  11.   *
  12.   * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  13.   * in the root directory of this software component.
  14.   * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  15.   *
  16.   ******************************************************************************
  17.   */
  18. /* USER CODE END Header */
  19. /* Includes ------------------------------------------------------------------*/
  20. #include "main.h"
  21. #include "tim.h"
  22. #include "gpio.h"
  23.  
  24. /* Private includes ----------------------------------------------------------*/
  25. /* USER CODE BEGIN Includes */
  26.  
  27. /* USER CODE END Includes */
  28.  
  29. /* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
  30. /* USER CODE BEGIN PTD */
  31. #include "stdbool.h"
  32. struct keys
  33. {
  34. 	bool key_std;//用于存储按键状态
  35. 	unsigned char junk_std;//用于记录按键按下后进入中断次数
  36. 	bool single_flag;//单击标志位
  37. 	unsigned int key_tim;//记录长按时间
  38. 	bool long_flag;//长按标志位
  39. };
  40. struct keys key[4];//创建结构体数组，分别对应4个按键
  41. void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
  42. {
  43. 	if(htim->Instance==TIM4)
  44. 	{
  45. 		key[0].key_std=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_0);//读取当前按键状态
  46. 		key[1].key_std=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_1);//读取当前按键状态
  47. 		key[2].key_std=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_2);//读取当前按键状态
  48. 		key[3].key_std=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0);//读取当前按键状态
  49. 		for(unsigned char i=0;i<4;i++)//对4个按键进行判断
  50. 		{
  51. 			switch(key[i].junk_std)//按下按键后进入中断的次数并判断
  52. 			{
  53. 				case 0://当按键按下后，第一次不做任何操作，用于消抖10ms
  54. 				{
  55. 					if(key[i].key_std==0)
  56. 					{
  57. 						key[i].key_tim=0;//将长按时间记录值清零
  58. 						key[i].junk_std=1;
  59. 					}
  60. 				}break;
  61. 				case 1://第二次检测到按键按下后，将单击标志位single_flag设置为1
  62. 				{
  63. 					if(key[i].key_std==0)
  64. 					{
  65. 						key[i].junk_std=2;
  66. //						key[i].single_flag=1;
  67. 					}
  68. 				}break;
  69. 				case 2://直到按键松开才将计算值设置为0，重新开始判断，这样单击不受长按影响
  70. 				{
  71. 					key[i].key_tim++;//按键长按时，时间记录值每10ms加1
  72. 					if(key[i].key_std==1)//按键松开后，若按下时间小于500ms，则为单击
  73. 					{
  74. 						key[i].junk_std=0;//重新开始一轮按键判断
  75. 						if(key[i].key_tim<50)
  76. 						{
  77. 							key[i].single_flag=1;//单击
  78. 						}
  79. 					}
  80. 					if(key[i].key_tim==50)//若按下时间等于500ms，则为长按
  81. 					{
  82. 						key[i].long_flag=1;	//长按
  83. 					}
  84. 				}break;			
  85. 			}
  86. 		}
  87. 	}
  88. }
  89. /* USER CODE END PTD */
  90.  
  91. /* Private define ------------------------------------------------------------*/
  92. /* USER CODE BEGIN PD */
  93. void LED_Init(void)
  94. {
  95. 	HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_All,GPIO_PIN_SET);//将PC口全部设置为高电平
  96. 	HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_SET);//打开锁存器，使锁存器输出为PC8-PC15的电平
  97. 	HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET);//关闭锁存器，使锁存器输出不受PC8-PC15的电平影响
  98. }
  99. void LED(unsigned char dat)
  100. {
  101. 	unsigned int data;
  102. 	data=dat<<8;
  103. 	HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_All,GPIO_PIN_SET);//将PC口全部设置为高电平
  104. 	HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,data,GPIO_PIN_RESET);//将对应的IO口设置为低电平，从而使LED点亮
  105. 	HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_SET);//打开锁存器，使锁存器输出为PC8-PC15的电平
  106. 	HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET);//关闭锁存器，使锁存器输出不受PC8-PC15的电平影响	
  107. 	
  108. }
  109. /* USER CODE END PD */
  110.  
  111. /* Private macro -------------------------------------------------------------*/
  112. /* USER CODE BEGIN PM */
  113.  
  114. /* USER CODE END PM */
  115.  
  116. /* Private variables ---------------------------------------------------------*/
  117.  
  118. /* USER CODE BEGIN PV */
  119.  
  120. /* USER CODE END PV */
  121.  
  122. /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
  123. void SystemClock_Config(void);
  124. /* USER CODE BEGIN PFP */
  125.  
  126. /* USER CODE END PFP */
  127.  
  128. /* Private user code ---------------------------------------------------------*/
  129. /* USER CODE BEGIN 0 */
  130.  
  131. /* USER CODE END 0 */
  132.  
  133. /**
  134.   * @brief  The application entry point.
  135.   * @retval int
  136.   */
  137. int main(void)
  138. {
  139.   /* USER CODE BEGIN 1 */
  140.  
  141.   /* USER CODE END 1 */
  142.  
  143.   /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
  144.  
  145.   /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  146.   HAL_Init();
  147.  
  148.   /* USER CODE BEGIN Init */
  149.  
  150.   /* USER CODE END Init */
  151.  
  152.   /* Configure the system clock */
  153.   SystemClock_Config();
  154.  
  155.   /* USER CODE BEGIN SysInit */
  156.  
  157.   /* USER CODE END SysInit */
  158.  
  159.   /* Initialize all configured peripherals */
  160.   MX_GPIO_Init();
  161.   MX_TIM4_Init();
  162.   /* USER CODE BEGIN 2 */
  163. HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim4);//开启定时器中断
  164.   /* USER CODE END 2 */
  165.  
  166.   /* Infinite loop */
  167.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
  168. //  LED(2);
  169.   while (1)
  170.   {
  171. 	  for(unsigned char a=0;a<4;a++)
  172. 	  {
  173. 		  if(key[a].single_flag==1)
  174. 		  {
  175. 			  key[a].single_flag=0;
  176. 			  LED(a);
  177. 		  }
  178. 		  if(key[a].long_flag==1)
  179. 		  {
  180. 			  key[a].long_flag=0;
  181. 			  LED((a<<2)+4);
  182. 		  }
  183. 	  }
  184.     /* USER CODE END WHILE */
  185.  
  186.     /* USER CODE BEGIN 3 */
  187.   }
  188.   /* USER CODE END 3 */
  189. }
  190.  
  191. /**
  192.   * @brief System Clock Configuration
  193.   * @retval None
  194.   */
  195. void SystemClock_Config(void)
  196. {
  197.   RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  198.   RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
  199.  
  200.   /** Configure the main internal regulator output voltage
  201.   */
  202.   HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
  203.  
  204.   /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  205.   * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  206.   */
  207.   RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  208.   RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  209.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  210.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  211.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = RCC_PLLM_DIV3;
  212.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 20;
  213.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
  214.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = RCC_PLLQ_DIV2;
  215.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = RCC_PLLR_DIV2;
  216.   if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  217.   {
  218.     Error_Handler();
  219.   }
  220.  
  221.   /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  222.   */
  223.   RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
  224.                               |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  225.   RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  226.   RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  227.   RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  228.   RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  229.  
  230.   if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  231.   {
  232.     Error_Handler();
  233.   }
  234. }
  235.  
  236. /* USER CODE BEGIN 4 */
  237.  
  238. /* USER CODE END 4 */
  239.  
  240. /**
  241.   * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  242.   * @retval None
  243.   */
  244. void Error_Handler(void)
  245. {
  246.   /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  247.   /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  248.   __disable_irq();
  249.   while (1)
  250.   {
  251.   }
  252.   /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
  253. }
  254.  
  255. #ifdef  USE_FULL_ASSERT
  256. /**
  257.   * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  258.   *         where the assert_param error has occurred.
  259.   * @param  file: pointer to the source file name
  260.   * @param  line: assert_param error line source number
  261.   * @retval None
  262.   */
  263. void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
  264. {
  265.   /* USER CODE BEGIN 6 */
  266.   /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
  267.      ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  268.   /* USER CODE END 6 */
  269. }
  270. #endif /* USE_FULL_ASSERT */

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