ESP32定时中断实现单、双击、长按等功能的按键状态机Arduino代码

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一、问题的提出。

按键处理一直都是嵌入系统必须要做的事情，而在很多实时要求较高的系统里面，采用传统延时防抖读取按键的过程容易产生阻塞。会使系统来不及处理其他事务。如显示扫描，串行接收，WIFI通信等，都是需要及时获得CPU控制权的，如果按键长时间阻塞，就会影响到这些事务的处理。

二、实现原理。

本人使用定时中断按键状态机原理。封装一个CLASS，用于ESP32控制 VS1053解码的播放器器中，以实现单击（切换下一曲）；双击（切换上一曲）；三连击（功能切换）；长按（启动WIFI配网过程）。现将此按键状态机处理代码分享给大家，以期对大家有所帮助。

其基本原理是定时器每间隔一定时间（1毫秒）查询按键状态，并采用计数方法判断按键在指定时间内按下和弹起的次数，存入键值缓冲序列。需要按键处理的过程查询键值序列，依次处理按键输入。

下面以图形方式讲解这一处理过程的原理：

首先设置按键计时变量，当按键首次按下时（t0时刻）开始计时（计数，也就是中断次数）。此时计时初值为0，键值为0。然后每次中断读取按键状态，同时判断计时值。中断过程在每次按键弹起时键值加1，如果计时t1时刻没有到来，此值表示连续按键次数。计时超过t1，如果按键处于弹起状态，则将键值存入缓冲序列，处理过程结束，等待下一次按键处理，如图1所示。

如果t1时刻后按键还处于按下状态，如图2，则一至等待按键弹起（t2时刻到来之前），按键弹起，则将键值存入缓冲序列，处理过程结束，等待下一次按键处理。

如果t2时刻到来，按键还没有弹起，如图3，则当作“长按”状态处理（至到按键弹起）。缓冲序列最后一个键值被赋予值0xFF(255)。

需要按键处理的过程调用键值读取过程，此过程依次读取缓冲序列，返回每一个键值。如果所有缓冲序列都读取完毕，则判断当前是否处于长按状态，长按状态返回0xFF，否则返回0。即返回值为0表示没有按键，返回0xFF表示正处于长按过程，返回其他值表示一次连续按压的次数（单击、双击、三连击等）。

三、程序代码。

本程序采用Arduino软件编写完成，共两个文件，加了详细中文注释，方便阅读。文件KEYS.C为模块文件，按键处理机封装为一个Class对象，供主程序调用。KEYS.ino为Arduino主程序