开发板：国信长天CT117E（STM32F103RBT6）
环 境 ：标准库 V3.5 官方LCD模板
软 件 ：Keil-MDK 4
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前言
在以前刚学51，或者别的平台使用按键开发的时候，常用的延时消抖是
keyValue = readKey();
if(keyValue != **** )
{
Delay_Ms(5);
keyValue = readKey();
if(keyValue != ****)
{
// Operation when key pressed
}
}延时消抖就很简单，这里的 readKey() 和下面的 ReadInputDataBit 差不多，就读取高低电平值，赋值给 keyValue，然后判断有没有键按下，然后延时5ms再次判断，通过延时的方式以略去抖动。
这样的坏处是判断按键的时候整个程度都在等着那个 Delay_Ms(5)，占用资源。同时，假如需要按一下加一，再按一次加一，这里很难完成按一次加一次的结果，这里假如用while来进行松手检测的话，则整个程序都等着按键，会比上面的Delay_Ms造成更大的等待，造成资源浪费。
我们可以使用状态机消抖来实现一个比较好的按键操作。
一、CT117E开发板独立按键电路
示按键电路以N_K1为例，其通过10K电阻上拉到Vcc，如果按键没按下去，与Vcc导通，读取N_K1即是高电平，如果按键按下，那么导通后接地，读取即是低电平。
按键分别接的是 N_K1-K4 这四个 IO 口，再开发板上通过跳线帽连接到 PA0, PA8, PB1 PB2。
众所周知这里按键存在抖动，抖动后才到达低电平，抖动时间一般认为 3ms 左右，因此需要消抖才能正确判断按键状态
二、建立独立按键库
1.按键状态机
首先我们需要一个初始化的函数：
// IO initialize
void Key_Init(){
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB , ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_8;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50Mhz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}初始化需要用到的PA0, PA8, PB1, PB2这些 IO 口，输入模式设为浮空输入，因为已有上拉电阻。假如没有上拉电阻可以配置为 IPU 模式。
然后我们使用 GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin) 这个库函数来获取高低电平
/**
* @brief Reads the specified input port pin.
* @param GPIOx: where x can be (A..G) to select the GPIO peripheral.
* @param GPIO_Pin: specifies the port bit to read.
* This parameter can be GPIO_Pin_x where x can be (0..15).
* @retval The input port pin value.
*/
uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
uint8_t bitstatus = 0x00;
/* Check the parameters */
assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
assert_param(IS_GET_GPIO_PIN(GPIO_Pin));
if ((GPIOx->IDR & GPIO_Pin) != (uint32_t)Bit_RESET)
{
bitstatus = (uint8_t)Bit_SET;
}
else
{
bitstatus = (uint8_t)Bit_RESET;
}
return bitstatus;
}为了后续的方便，这里我们使用宏定义来简化，这里 KB1 - KB4 就是读取到的四个 IO 口的高低电平状态
// Individual Key state
#define KB1 GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0)
#define KB2 GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_8)
#define KB3 GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1)
#define KB4 GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_2)
然后，我们把四个按键的数值变成一个四位16进制数，这样只要判断keyInput这个16进制数就可以判断按键的状态，能够更方便后续的操作
// Make four key as one hexadecimal number
#define keyInput KB1 | (KB2<<1) | (KB3<<2) | (KB4<<3) | 0xf0然后我们定义按键的状态，以方便我们理解以及后续状态的判断
// State
#define keyPressed 0 // whether pressed
#define keyShiver 1 // whether shivering
#define keyBounced 2 // whether bounced up然后编写按键读取函数unsigned char Key_Read()。首先我们定义一个静态变量key_state，以及key_press，key_return。这里读一次keyInput的值，即相当于 KB1-4 这时都读进来。
static char key_state = 0;
unsigned char key_press, key_return = 0;
// read the hexadecimal number
key_press = keyInput; 然后判断状态，假如没有键盘按下，那么在需要判断是否按下的keyPressed状态，会判断 if (key_press!=0xff) ，然后如果有键按下则进入需要判断抖动的keyShiver状态，如果没有则直接break跳出switch判断。
switch (key_state)
{
// whether any button pressed
case keyPressed :
if (key_press!=0xff) key_state = keyShiver ;
break;
}如果在这里按下了按键，则进入下面这里。在5ms后读取到keyShiver状态后，switch会跳进keyShiver，此时会再次判断有无按下，如果没有，则重新赋值key_state到需要判断是否按下的keyPressed状态，如果真的有键按下，则此时已经消抖，只需要读取键值，再根据读取到的值判断哪个键被按下了，从而给返回值赋值对应的按键。
switch (key_state)
{
// whether any button shivered
case keyShiver :
if (key_press == 0xff)
key_state = keyPressed;
else
{
if(key_press==0xfe) key_return = 1; //KB1
if(key_press==0xfd) key_return = 2; //KB2
if(key_press==0xfb) key_return = 3; //KB3
if(key_press==0xf7) key_return = 4; //KB4
key_state = keyBounced;
}
break;
}然后判断按键是否弹起。如果按键弹起，则重新将key_state归位位需要判断按键是否弹起的状态，如果没弹起则按下状态会一直保持。
switch(key_state)
{
// whether any button bounce up
case keyBounced:
if (key_press==0xff) key_state = keyPressed ;
break;
}最后加上返回值，即完成了整个函数，如下：
unsigned char Key_Read(void)
{
static char key_state = 0;
unsigned char key_press, key_return = 0;
// read the hexadecimal number
key_press = keyInput;
switch (key_state)
{
// whether any button pressed
case keyPressed :
if (key_press!=0xff) key_state = keyShiver ;
break;
// whether any button shivered
case keyShiver :
if (key_press == 0xff)
key_state = keyPressed;
else
{
if(key_press == 0xfe)
key_return = 1; //KB1
if(key_press == 0xfd)
key_return = 2; //KB2
if(key_press == 0xfb)
key_return = 3; //KB3
if(key_press == 0xf7)
key_return = 4; //KB4
key_state = keyBounced;
}
break;
// whether any button bounce up
case keyBounced:
if (key_press==0xff) key_state = keyPressed ;
break;
}
// In the function the key only return once
return key_return;
}
2.简化：三行代码法
https://blog.youkuaiyun.com/qq_28997735/article/details/88381179使用上述的三行代码法：
#define KB1 GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0)
#define KB2 GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_8)
#define KB3 GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1)
#define KB4 GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_2)
#define KEYPORT KB1 | (KB2<<1) | (KB3<<2) | (KB4<<3) | 0xf0
unsigned char Trg, Cont;
void Key_Read( void )
{
unsigned char ReadData = (KEYPORT)^0xff;
Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont);
Cont = ReadData;
}
有异或还有与，看着很难理解。
（1）假如没有按键按下
那么 KEYPORT = 0xff = 0xff，因此异或为 0 ，ReadData = 0
而 ReadData = 0，0与上任何数都是0，因此 Trg = 0
所以 Cont = ReadData = 0
（2）假如 KB1 按下
那么 KEYPORT = 0xfe ≠ 0xff，因此 0xfe ^ 0xff = 0x01 ，ReadData = 0x01
此时 Trg = 0x01 & (0x01 ^ 0x00) = 0x01，因此Trg = 0x01
而 Cont = ReadData = 0x01
（3）按下的 KB1 没松手
那么 KEYPORT 不变。 0xfe ^ 0xff = 0x01 ，ReadData 依旧是 0x01
此时 Trg = 0x01 & (0x01 ^ 0x01) = 0x00，因此Trg = 0
而 Cont = ReadData = 0x01
因此Trg只有一次触发
（4）按下的 KB1 松手了
那么 KEYPORT = 0xff，ReadData = 0
此时 Trg = 0 & (0 ^ 0x01) = 0
而Cont = ReadData = 0
关于消抖的话，由于即使抖动，按下后也仅会触发一次，而如果抬起，则一定在5ms之后。因此可以规避掉。
最后判断对应按键即可，此方法同时也可以判断长按键。
/***********************************************
Name : Key_Read
Function: (1) No key : ReadData=0;Trg=0;Cont=0;
(2) D0 is 0 : KEYPORT=0xfe; ReadDate=0x01; Trg=0x01&(0x01^0x00) = 0x01; Cont=0x01;
(3) when D0 is always 0 : Trg=0x01&(0x01^0x01)=0 ; Cont=0x01;
(4) when D0 is 1: Trg=0x00&(0x00^0x01)=0 Cont=0;
Example:
if(Trg & 0x80) // one key
if(Cont & 0x80) // long key
{
time_count++;
if(time_count==100)
{
time_count=0;
SendString("long !\r\n");
}
}
************************************************/三、独立按键使用
1. 逐个点灯
2. 使用按键控制灯的亮灭与蜂鸣器开关
总结
这两个按键的方法都做到了没有延时，即不占用CPU过多资源，不干扰while(1)中的正常运行。同时，按键按下可以做到单次触发，同时可以进行长按键的判断。
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