如何制作一个单片机独立按键扫描的模块？

最近看了很多按键扫描的文章，发现各有长处，后来自己花了一点时间做了一个单片机独立按键扫描的模块，此模块优点颇多，支持短按，长按，连发功能，只要配置相关结构体就可以实现这些功能，唯一的缺点是不支持多按键同时按下功能（后续有时间加上）


       先简单介绍下整体思路，首先在Key_Scan.h里面定义一个按键结构体KeyInitStruct，里面包含按键的一些设置


#define Key_Num                                                                 5            //定义按键的个数

//按键连按结构体         
typedef  struct
{
  uint8_t                    const Key_Continuous_flg;         //按键是否支持连按功能，0-无连按，1-连按
        uint16_t            const Key_down_TimeSet;           //连按时间设置   
  uint16_t            const Key_down_frequency;         //连按频率设置         
}Key_DownTypeStruct;


//按键长按结构体
typedef  struct
{
  uint8_t                    const Key_Longdown_flg;           //按键是否支持长按功能，0-无长按，1-长按
        uint16_t            const Key_L_down_TimeSet;         //长按时间设置  
        void(*Key_longdown_Dut)(void);                        //长按函数指针
}Key_LongDownStruct;


//按键设置结构体
typedef  struct  
{
        GPIO_TypeDef*       GPIO_X;                     //GPIO口
        uint16_t            GPIO_PIN;                   //GPIO引脚
        uint8_t                   Key_Value;                  //按键不按时引脚电平
        uint8_t                    Key_Down;                   //按键防抖处理后按下标志  0-没按下，1-按下
        Key_LongDownStruct        Key_LongDown;               //按键长按结构体
        Key_DownTypeStruct  Key_DownType;               //按键连按结构体         
        void(*Key_shortdown_Dut)(void);                 //短按函数指针
}KeyInitStruct ;


然后在Key_Scan.c定义一个Key的结构体数组


KeyInitStruct Key[Key_Num]={   
        {GPIOC,GPIO_Pin_7,1,0,{1,100,KeySet_Longdown_Dut},{1,75,10},KeySet_shortdown_Dut},  //SET按键   
        {GPIOC,GPIO_Pin_9,1,0,{0,500},{1,75,5},KeyOPEN_shortdown_Dut},                  //OPEN按键
        {GPIOC,GPIO_Pin_8,1,0,{0,500},{0,50,5},KeySTOP_shortdown_Dut},                  //STOP按键
        {GPIOC,GPIO_Pin_6,1,0,{0,500},{1,75,5},KeyCLOSE_shortdown_Dut},           //CLOSE按键
        {GPIOC,GPIO_Pin_14,1,0,{1,400,KeyLearn_Longdown_Dut},{0,50,5},KeyLearn_shortdown_Dut}, //LEARN按键
};
在Key_Scan.c放入按键功能函数，将此函数放在20ms定时器里面，该函数一般不用更改（假如用户要在按键松开实现功能，可把对应函数移动到程序松开位置）


/******************************************************************************
Function    :void Key_Scan(void)
------------------------------------------------------------------------------
Description :按键扫描函数
-----------------------------------------------------------------------------
Returnvalue :
-----------------------------------------------------------------------------
Parameters  :
-----------------------------------------------------------------------------
Date        :
-----------------------------------------------------------------------------
Remarks     :
              
******************************************************************************/
void Key_Scan(void)
{
        uint8_t i;
        for(i=0;i         {
                if(Key.Key_Value ==1)                   //硬件电路是否上拉
                Key.Key_Down = 1-GPIO_ReadInputDataBit(Key.GPIO_X,Key.GPIO_PIN);  //硬件电路上拉，按键按下则为0
    else
                Key.Key_Down = GPIO_ReadInputDataBit(Key.GPIO_X,Key.GPIO_PIN);         
        }
}
       

/******************************************************************************
Function    :void Key_Function(void)
------------------------------------------------------------------------------
Description :按键功能函数，放在20ms定时器
-----------------------------------------------------------------------------
Returnvalue :
-----------------------------------------------------------------------------
Parameters  :
-----------------------------------------------------------------------------
Date        :
-----------------------------------------------------------------------------
Remarks     :
              
******************************************************************************/
void Key_Function(void)
{
        uint8_t i;
        static uint8_t Pre_Key_St[Key_Num] = {0};          //定义一个按键上次状态的变量
        static uint16_t Key_St_cnt[Key_Num]={0};           //按键按下计数变量

        Key_Scan();
        for(i=0;i         {
                if( Key.Key_LongDown.Key_Longdown_flg==0 )    //无长按功能
                {
                        if( Key.Key_DownType.Key_Continuous_flg==0 )//无连按功能
                        {                               
                                if( Pre_Key_St ^ Key.Key_Down )        //按键上一次与现在状态不一致，说明按键要么按下，要么松开
                                {
                                         Pre_Key_St = Key.Key_Down;          //这条语句很关键，自己体会，无法言语

                                                if(Key.Key_Down)                      //按键按下
                                                {                              
                                                        Key.Key_shortdown_Dut();
                                                }
                                                else                                     //按键松开
                                                {
                                                                                                                                                                                                                 //可以在此添加按键松开的函数
                                                }
                                }
                                else
                                {
                                 Pre_Key_St = Key.Key_Down;;     
                                }
                        }
                        else                                           //连按功能
                        {
                                if( Pre_Key_St ^ Key.Key_Down )        //按键上一次与现在状态不一致，说明按键要么按下，要么松开
                                {
                                         Pre_Key_St = Key.Key_Down;          //这条语句很关键，自己体会，无法言语

                                                if(Key.Key_Down)                      //按键按下
                                                {                              

                                                        Key.Key_shortdown_Dut();
                                                }
                                                else                                     //按键松开
                                                {
                                                                                                                                                                                                                 //可以在此添加按键松开的函数
                                                }
                                }
                                else
                                {
                                 Pre_Key_St = Key.Key_Down;   
                                }                               
                                if(Key.Key_Down)                     
                                {
                                        Key_St_cnt++;                            //按键按下开始计数
                                }
                                else   
                                {      
                                        Key_St_cnt = 0;                          //松开计数清零
                                }
                                if(Key_St_cnt>Key.Key_DownType.Key_down_TimeSet)              //按键按下时间大于连按时间设置
                                {
                                        if((Key_St_cnt-Key.Key_DownType.Key_down_TimeSet)%Key.Key_DownType.Key_down_frequency==0) //进入函数的频率
                                        {

                                                Key.Key_shortdown_Dut();
                                        }
                                }
                        }
          }
                else                                           //有长按功能
                {
                        if(Key.Key_Down)
                        {
                                Key_St_cnt++;
                        }
                        if(Key_St_cnt>0 && Key_St_cnt.Key_LongDown.Key_L_down_TimeSet)               //短按
                        {
                                if(Key.Key_Down == 0)                                                                //短按松开
                                {

                                        Key.Key_shortdown_Dut();
                                        Key_St_cnt = 0;
                                }
                        }
                  else if(Key_St_cnt>=Key.Key_LongDown.Key_L_down_TimeSet)
                        {
                                if( Pre_Key_St ^ Key.Key_Down )                                                 //按键上一次与现在状态不一致，说明按键要么按下，要么松开
                                {
                                         Pre_Key_St = Key.Key_Down;                                            //这条语句很关键，自己体会，无法言语

                                                if(Key.Key_Down)                                                               //按键按下
                                                {                              
                                                        Key.Key_LongDown.Key_longdown_Dut();
                                                }
                                                else                                                                             //按键长按松开
                                                {
                                                        Key_St_cnt = 0;                                                                                                                          //按键长按松开计数清零
                                                }
                                }
                                else
                                {
                                 Pre_Key_St = Key.Key_Down;   
                                }                               
                        }
                }
  }
}


最后是按键对应的功能函数，用户只要在此更改自己所要实现的功能就行


void KeySet_shortdown_Dut(void)
{
//在此添加按键所对应的功能
}
void KeyOPEN_shortdown_Dut(void)
{
//在此添加按键所对应的功能
}
void KeySTOP_shortdown_Dut(void)
{
//在此添加按键所对应的功能
}
void KeyCLOSE_shortdown_Dut(void)
{
//在此添加按键所对应的功能
}
void KeyLearn_shortdown_Dut(void)
{
//在此添加按键所对应的功能
}
void KeySet_Longdown_Dut(void)
{
//在此添加按键所对应的功能
}
void KeyLearn_Longdown_Dut(void)
{
//在此添加按键所对应的功能
}


总结：用户只要配置按键结构体函数，定义按键个数Key_Num ，以及更改对应函数的功能。就可以实现所想要的功能，非常灵活，移植度高。下次有时间在做个按键与数码管二三级菜单设置模块。