按键检测 - 各类方法比较

一、写在前面：

        按键是最常见的一种外设，按键检测的方式有多种，现在来分析各种方式的优缺点，哪种是最合理的、效率最高的。

二、裸机+延时方式：最差

        此方式为死等，耗费CPU资源，影响到其他功能的运行，是不可取的方式。

        此方式加上RTOS，开一个任务，还是使用延时，但延时非裸机的死等而是任务切换了，即可做到不影响其他功能的运行。

三、裸机+轮询检测方式：较优

        轮询方式，加上RTOS可保证及时性。实际上如果对于实时性并非要求很高的话，此方式也可行，胜在实现很简单（系统开机时间，每隔xms判断一次即可大概做到跟定时器扫描一样的效果，虽很可能受到影响，时间不够准确）。

四、外部中断方式：优，但需注意干扰的处理（对硬件设计有更高的要求）

        如果是玩游戏等，那种响应要非常快的，就非此方式莫属了。此方式最快，但是因为要进中断所以占用了CPU资源，有利也有弊。因为要消抖，所以也要加上定时器中断，所以占用的资源更多，如：

        以上方法也可以不开启定时器中断，而使用轮询的方法，在外部中断里将按键按下的标志位置为true，到轮询中进行”消抖“检测，例如过10ms后是否还是按下，如是则认为按下了。

        因为是外部中断，所以要注意引脚的选择，不能随意选择，比如PA0和PB0引脚就不能同时作为按键了，选择上会受限。

缺点：对硬件设计有更高的要求

        外部中断是边缘触发（按下和松开都可以被检测到），按键按下或松开的时候是极有可能会有多次抖动的。那么也就是会触发中断，外部受到干扰的时候也会触发中断，所以对于硬件设计而言，就有一定的要求了。

五、定时器扫描：优

        此方式占用资源少，就一个定时器中断即可。适用性也很强，所有的GPIO口都适合。

六、关于状态机实现按键检测：是一种思想，而不是方式

        状态机是一种实现按键检测的思想，可以基于延时、轮询、定时器、中断等方式实现。所有的实现方式都可与状态机思想结合，状态机有很多优点：

        状态机思想应用非常广泛，按键可以说是一个很简单的应用场景（只分了“按下”和“松开”）。例如机器人的移动、抓取、放置、返回等，机器人的动作可以分类成很多情况，所以对应的状态机构成会比较庞大。

        常见的状态机还有：

协议解析：等待起始位、接收数据位、接收校验位、接收停止位。==>也就是帧头解析正确的情况下，跳转到下一状态：数据长度、数据、校验位做校验等。

交通信号灯（状态：红黄蓝灯交替；转换条件：时间计时）、电机控制（状态：停止、加速、运行、减速；转换条件：用户输入（如按钮按下）、速度传感器信号）、用户界面交互（状态：待机、选择商品、支付、出货、找零；转换条件：用户输入（如按键、投币）、商品库存），等等。

七、总结：

        综上所述，一般而言，选择定时器或RTOS来扫描按键状态，同时使用状态机的思想，是最优的方式。如果是游戏的话，那么响应就必须要够快，那么可能中断是最为合适的。但一般而言，扫描的方式，适用性更高、更广泛。