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STM32实现按键单击、双击、长按、连按功能，使用状态机，无延时，不阻塞

news 2025/7/9 8:35:32

常见的按键判定程序，如正点原子按键例程，只能判定单击事件，对于双击、长按等的判定逻辑较复杂，且使用main函数循环扫描的方式，容易被阻塞，或按键扫描函数会阻塞其他程序的执行。使用定时器设计状态机可以规避这一问题。

本文在博主 老子姓李！ 程序的基础上添加连按功能，整合双击功能并补充双击二次按下消抖，添加可调消抖时间，扩展为多按键，修改在定时器运行状态机，在主函数判断，并尽可能多的添加注释方便阅读。。
参考博主文章【源码详解-按键状态机-简洁易懂】1.单个按键实现短按长按的功能（基于STM32）

功能介绍

本程序功能：
使用定时器状态机实现按键单击、双击、长按、连按功能。消抖时间可调，长按时间可调，双击判定时间可调，连按单击间隔可调。无延时不阻塞，稳定触发。移植只需修改读IO函数，结构体初始化和宏定义时间参数即可。

注：

  1. 在定时器状态机判定产生事件标志，在主函数处理并清除事件标志。
  2. 单击、长按、双击事件为抬起时触发。
  3. 使能双击会稍微滞后单击事件的判定，可以选择是否使能双击判定。
  4. 可选择是否使能长按判定。
  5. 连按功能是指长按一定时间不松后，间隔较短时间多次触发快速单击事件，松开后结束。“快速单击”为单独事件，不与单击、长按事件冲突。

代码

头文件 my_key.h

#ifndef ___MY_KEY_H__
#define ___MY_KEY_H__#define KEY_DEBOUNCE_TIME 10      //消抖时间
#define KEY_LONG_PRESS_TIME 500   //长按判定时间
#define KEY_QUICK_CLICK_TIME 100  //连按时间间隔
#define KEY_DOUBLE_CLICK_TIME 200 //双击判定时间#define KEY_PRESSED_LEVEL 0 //按键被按下时的电平
#define TOTAL_KEYS 5        //物理按键数量//按键事件
typedef enum
{KEY_Event_Null,        //空事件KEY_Event_SingleClick, //单击KEY_Event_LongPress,   //长按KEY_Event_QuickClick,  //连击KEY_Event_DoubleClick, //双击
} KEY_EventList_TypeDef;//按键动作
typedef enum
{KEY_Action_Press,   //按住KEY_Action_Release, //松开
} KEY_Action_TypeDef;//按键状态
typedef enum
{KEY_Status_Idle,             //空闲KEY_Status_Debounce,         //消抖KEY_Status_ConfirmPress,     //确认按下KEY_Status_ConfirmPressLong, //确认长按KEY_Status_WaitSecondPress,  //等待再次按下KEY_Status_SecondDebounce,   //再次消抖KEY_Status_SecondPress,      //再次按下
} KEY_StatusList_TypeDef;// 按键引脚的电平
typedef enum
{KKEY_PinLevel_Low,KEY_PinLevel_High,KEY_PinLevel_Unknow,
} KEY_PinLevel_TypeDef;//按键配置
typedef struct
{uint8_t KEY_Label;                 //按键标号uint16_t KEY_Count;                //按键按下计时KEY_Action_TypeDef KEY_Action;     //按键动作，按下或释放KEY_StatusList_TypeDef KEY_Status; //按键状态KEY_EventList_TypeDef KEY_Event;   //按键事件
} KEY_Configure_TypeDef;extern KEY_Configure_TypeDef KeyConfig[TOTAL_KEYS];
extern KEY_EventList_TypeDef key_event[TOTAL_KEYS];
extern uint8_t double_click_mode;
extern uint8_t long_press_mode;void KEY_ReadStateMachine(KEY_Configure_TypeDef *KeyCfg);#endif

源文件 my_key.c

#include "my_key.h"//单独封装函数方便移植
static KEY_PinLevel_TypeDef KEY_ReadPin(uint8_t key_label)
{switch (key_label){case 1:return (KEY_PinLevel_TypeDef)HAL_GPIO_ReadPin(K1_GPIO_Port, K1_Pin);case 2:return (KEY_PinLevel_TypeDef)HAL_GPIO_ReadPin(K2_GPIO_Port, K2_Pin);case 3:return (KEY_PinLevel_TypeDef)HAL_GPIO_ReadPin(K3_GPIO_Port, K3_Pin);case 4:return (KEY_PinLevel_TypeDef)HAL_GPIO_ReadPin(K4_GPIO_Port, K4_Pin);case 5:return (KEY_PinLevel_TypeDef)HAL_GPIO_ReadPin(K5_GPIO_Port, K5_Pin);// case X://   return (KEY_PinLevel_TypeDef)HAL_GPIO_ReadPin(KX_GPIO_Port, KX_Pin);}return KEY_PinLevel_Unknow;
}KEY_Configure_TypeDef KeyConfig[TOTAL_KEYS] = {{1, 0, KEY_Action_Release, KEY_Status_Idle, KEY_Event_Null},{2, 0, KEY_Action_Release, KEY_Status_Idle, KEY_Event_Null},{3, 0, KEY_Action_Release, KEY_Status_Idle, KEY_Event_Null},{4, 0, KEY_Action_Release, KEY_Status_Idle, KEY_Event_Null},{5, 0, KEY_Action_Release, KEY_Status_Idle, KEY_Event_Null},// {X, 0, KEY_Action_Release, KEY_Status_Idle, KEY_Event_Null},
};KEY_EventList_TypeDef key_event[TOTAL_KEYS] = {KEY_Event_Null};
uint8_t double_click_mode = 0; //双击模式
uint8_t long_press_mode = 1;   //长按模式
//按键状态处理
void KEY_ReadStateMachine(KEY_Configure_TypeDef *KeyCfg)
{//按键动作读取if (KEY_ReadPin(KeyCfg->KEY_Label) == KEY_PRESSED_LEVEL){KeyCfg->KEY_Action = KEY_Action_Press;}else{KeyCfg->KEY_Action = KEY_Action_Release;}//状态机switch (KeyCfg->KEY_Status){//状态：空闲case KEY_Status_Idle:if (KeyCfg->KEY_Action == KEY_Action_Press) //动作：按下{KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_Debounce; //状态->消抖KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;       //事件->无}else //动作：默认动作，释放{KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_Idle; //状态->空闲KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;   //事件->无}break;//状态：消抖case KEY_Status_Debounce:if ((KeyCfg->KEY_Action == KEY_Action_Press) && (KeyCfg->KEY_Count >= KEY_DEBOUNCE_TIME)) //动作：消抖时间已到，保持按下{KeyCfg->KEY_Count = 0;                        //计数清零KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_ConfirmPress; //状态->确认按下KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;           //事件->无}else if ((KeyCfg->KEY_Action == KEY_Action_Press) && (KeyCfg->KEY_Count < KEY_DEBOUNCE_TIME)) //动作：时间未到，保持按下{KeyCfg->KEY_Count++;                      //消抖计数KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_Debounce; //状态->维持KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;       //事件->无}else //动作：消抖时间未到，释放，判定为抖动{KeyCfg->KEY_Count = 0;                //计数清零KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_Idle; //状态->空闲KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;   //事件->无}break;//状态：确认按下case KEY_Status_ConfirmPress:if ((KeyCfg->KEY_Action == KEY_Action_Press) && (KeyCfg->KEY_Count >= KEY_LONG_PRESS_TIME)) //动作：长按时间已到，保持按下{KeyCfg->KEY_Count = KEY_QUICK_CLICK_TIME;         //计数置数，生成第一次连按事件KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_ConfirmPressLong; //状态->确认长按KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;               //事件->无}else if ((KeyCfg->KEY_Action == KEY_Action_Press) && (KeyCfg->KEY_Count < KEY_LONG_PRESS_TIME)) //动作：时间未到，保持按下{KeyCfg->KEY_Count++;                          //长按计数KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_ConfirmPress; //状态->维持KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;           //事件->无}else //动作：长按时间未到，释放{if (double_click_mode) //双击模式{KeyCfg->KEY_Count = 0;                           //计数清零KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_WaitSecondPress; //状态->等待再按KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;              //事件->无}else{KeyCfg->KEY_Count = 0;                     //计数清零KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_Idle;      //状态->空闲KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_SingleClick; //事件->单击****}}break;//状态：确认长按case KEY_Status_ConfirmPressLong:if ((KeyCfg->KEY_Action == KEY_Action_Press) && (KeyCfg->KEY_Count >= KEY_QUICK_CLICK_TIME)) //动作：连按时间已到，保持按下{KeyCfg->KEY_Count = 0;                            //计数清零KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_ConfirmPressLong; //状态->维持KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_QuickClick;         //事件->连按****}else if ((KeyCfg->KEY_Action == KEY_Action_Press) && (KeyCfg->KEY_Count < KEY_QUICK_CLICK_TIME)) //动作：时间未到，保持按下{KeyCfg->KEY_Count++;                              //连按计数KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_ConfirmPressLong; //状态->维持KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;               //事件->无}else //动作：长按下后释放{if (long_press_mode) //长按模式{KeyCfg->KEY_Count = 0;                   //计数清零KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_Idle;    //状态->空闲KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_LongPress; //事件->长按****}else //非长按模式{KeyCfg->KEY_Count = 0;                     //计数清零KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_Idle;      //状态->空闲KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_SingleClick; //事件->单击****}}break;//状态：等待是否再次按下case KEY_Status_WaitSecondPress:if ((KeyCfg->KEY_Action != KEY_Action_Press) && (KeyCfg->KEY_Count >= KEY_DOUBLE_CLICK_TIME)) //动作：双击等待时间已到，保持释放{KeyCfg->KEY_Count = 0;                     //计数清零KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_Idle;      //状态->空闲KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_SingleClick; //事件->单击****}else if ((KeyCfg->KEY_Action != KEY_Action_Press) && (KeyCfg->KEY_Count < KEY_DOUBLE_CLICK_TIME)) //动作：时间未到，保持释放{KeyCfg->KEY_Count++;                             //双击等待计数KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_WaitSecondPress; //状态->维持KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;              //事件->无}else //动作：双击等待时间内，再次按下{KeyCfg->KEY_Count = 0;                          //计数清零KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_SecondDebounce; //状态->再次消抖KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;             //事件->无}break;//状态：再次消抖case KEY_Status_SecondDebounce:if ((KeyCfg->KEY_Action == KEY_Action_Press) && (KeyCfg->KEY_Count >= KEY_DEBOUNCE_TIME)) //动作：消抖时间已到，保持按下{KeyCfg->KEY_Count = 0;                       //计数清零KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_SecondPress; //状态->确认再次按下KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;          //事件->无}else if ((KeyCfg->KEY_Action == KEY_Action_Press) && (KeyCfg->KEY_Count < KEY_DEBOUNCE_TIME)) //动作：时间未到，保持按下{KeyCfg->KEY_Count++;                            //消抖计数KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_SecondDebounce; //状态->维持KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;             //事件->无}else //动作：消抖时间未到，释放，判定为抖动{KeyCfg->KEY_Count = 0;                //计数清零KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_Idle; //状态->空闲KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;   //事件->无}break;//状态：再次按下case KEY_Status_SecondPress:if ((KeyCfg->KEY_Action == KEY_Action_Press) && (KeyCfg->KEY_Count >= KEY_LONG_PRESS_TIME)) //动作：长按时间已到，保持按下{if (long_press_mode) //长按模式{KeyCfg->KEY_Count = 0;                            //计数清零KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_ConfirmPressLong; //状态->确认长按KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_SingleClick;        //事件->先响应单击}else //非长按模式{KeyCfg->KEY_Count = 0;                       //计数清零KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_SecondPress; //状态->维持KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;          //事件->无}}else if ((KeyCfg->KEY_Action == KEY_Action_Press) && (KeyCfg->KEY_Count < KEY_LONG_PRESS_TIME)) //动作：长按时间未到，保持按下{KeyCfg->KEY_Count++;                         //计数KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_SecondPress; //状态->维持KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_Null;          //事件->无}else //动作：按下后释放{KeyCfg->KEY_Count = 0;                     //计数清零KeyCfg->KEY_Status = KEY_Status_Idle;      //状态->空闲KeyCfg->KEY_Event = KEY_Event_DoubleClick; //事件->双击}break;}if (KeyCfg->KEY_Event != KEY_Event_Null) //事件记录key_event[KeyCfg->KEY_Label] = KeyCfg->KEY_Event;
}

定时器中断和主函数调用
中断周期为1ms

uint32_t tim_cnt = 0;
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if (htim->Instance == htim1.Instance){tim_cnt++;if (tim_cnt % 1 == 0) // 1ms{KEY_ReadStateMachine(&KeyConfig[KEY_1]);KEY_ReadStateMachine(&KeyConfig[KEY_2]);KEY_ReadStateMachine(&KeyConfig[KEY_3]);KEY_ReadStateMachine(&KeyConfig[KEY_4]);KEY_ReadStateMachine(&KeyConfig[KEY_5]);}}
}//调用
int main(void)
{long_press_mode = 1;	 //使能长按模式double_click_mode = 1; //使能双击模式while (1){if (key_event[KEY_1] == KEY_Event_SingleClick) //单击{something1();}if (key_event[KEY_2] == KEY_Event_LongPress) //长按{something2();}if ((key_event[KEY_3] == KEY_Event_QuickClick) || (key_event[KEY_3] == KEY_Event_SingleClick)) //连按{something3();}if (key_event[KEY_4] == KEY_Event_DoubleClick) //双击{something4();}memset(key_event, KEY_Event_Null, sizeof(key_event)); //清除事件}
}
http://www.lryc.cn/news/389907.html

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