单片机短按、长按实现方法
在电子产品中经常用到按键，尤其是经常需要mcu判断短按和长按这两种动作，本篇我们来专门聊下这个话题。
只谈理论太无聊，我们还是结合着实际应用来说明。之前写过一篇关于《ch573第一篇：实现自拍杆蓝牙遥控器1》的文章，例子默认的功能是蓝牙连接后不断的发送数据，从而不断的拍照。而实际中的遥控器通常是按一次按键，控制一次，我们在来实现该功能。
板子上只有两个按键，一个是reset按键，一个是download按键，我们使用downlaod按键，按键的一端接gnd，另外一端接ch573的pb22引脚。
原理图中有一个nc的c5，但是实际板子上我却没有找到它，可能是版本不一致。
提前说明一下：ch573的代码里跑了tmos（task management operating system），可以理解为一个简单的操作系统，所以下面的代码一般的裸机代码看着略有不同，不过核心思想都是一样的，用在其他地方也很容易移植，只需要将其中的定时器部分改写即可。
最初我是这么做的，把pb22配置为上拉输入，开启下降沿中断，在中断服务函数里，启动一个事件，执行蓝牙发送。代码如下：
void key_init(){ gpiob_modecfg( gpio_pin_22, gpio_modein_pu ); gpiob_itmodecfg( gpio_pin_22, gpio_itmode_falledge ); pfic_enableirq( gpio_b_irqn );} void gpiob_irqhandler( void ){ if(gpiob_readportpin(gpio_pin_22)==0) { gpiob_clearitflagbit( gpio_pin_22); tmos_set_event( hidemutaskid, start_report_evt ); }} 这么写能工作，但是有问题，就是经常会出现按一下误判为多次按下。原因大家应该都清楚，因为按键存在抖动，所以一次按下有可能进入多次进入中断。
理想中的按下-弹起波形是这样的：
但是实际由于按键抖动的存在，实际的波形可能是这样的：
不信的话你可以接上示波器看看，或者软件验证，比如在gpio中断服务函数里，设置一个全局变量，让它每次进入中断后加1，按按键观察这个变量的值。
那么该如何消除抖动呢？一种方法是硬件消抖，即按键两端并联一个小电容(电容大小由按键的机械特性来决定)，另外一种方法是我们今天要重点介绍的软件消抖。
方法一：常用的加延时函数
在中断服务函数中加一个比如10ms的延时函数，延时时间的长短取决于实际所用的按键特性，只要延时时间比抖动时间略大即可。原理很简单，加了延时就避开了抖动的这段时间，在延时之后判断引脚电平，如果为低电平就表示是按下。
void gpiob_irqhandler( void ){ if(gpiob_readportpin(gpio_pin_22)==0) { mdelayms(10); if(gpiob_readportpin(gpio_pin_22)==0) tmos_set_event( hidemutaskid, start_report_evt ); gpiob_clearitflagbit( gpio_pin_22); }} 这个方法很简单，但是不好的地方是延时占用mcu资源。尤其是这里的ble应用，在中断服务函数中执行时间长会引起蓝牙连接中断，所以这里不能这么用，我实际测试当按键按快一点就很容易引起蓝牙连接中断。
方法二：加定时器
它的原理和方法一类似，只不过是不在中断服务函数中阻塞等待，而是用一个定时器，代码如下：
void gpiob_irqhandler( void ){ if(gpiob_readportpin(gpio_pin_22)==0) { gpiob_clearitflagbit( gpio_pin_22); tmos_stop_task(hidemutaskid, start_debounce_evt); tmos_start_task(hidemutaskid, start_debounce_evt,16); }} if(events & start_debounce_evt) { if(gpiob_readportpin(gpio_pin_22)==0) { print(short press); tmos_set_event( hidemutaskid, start_report_evt ); } return (events ^ start_debounce_evt); } 它的逻辑是每次抖动的下降沿重新开启10ms定时器，在定时器时间到之后判断io电平状态来判断按键是否按下。
需要注意的是：10ms定时器不是一个周期性的定时器，它是一次性的，即时间到了之后就停止计时了。另外每次进中断后先让定时器重新重头开始计时。如果大家用其他代码实现时要注意这两点。
此方法的好处不像加延时函数那样占用mcu资源。我实际测试这个方法可用，不会引起蓝牙连接中断。
以上介绍了使用中断的方式来判断按键短按，可以看到它判断的依据是按键按下（由高电平变到低电平）这个状态。下面在方法二的基础上我们来实现长按的检测，判断长按的依据是按下后持续的维持一段时间低电平。代码如下：
if(events & start_debounce_evt){ if(gpiob_readportpin(gpio_pin_22)==0) { print(short press); tmos_set_event( hidemutaskid, start_report_evt ); tmos_start_task( hidemutaskid, start_longcheck_timer,16 ); } return (events ^ start_debounce_evt);} if(events & start_longcheck_timer) { static int cnt=0; if(gpiob_readportpin(gpio_pin_22)==0) { cnt++; if(cnt>100) { print(long press); tmos_stop_task( hidemutaskid, start_longcheck_timer); cnt =0; } else tmos_start_task( hidemutaskid, start_longcheck_timer,16 ); } else { cnt=0; tmos_stop_task( hidemutaskid, start_longcheck_timer ); } return (events ^ start_longcheck_timer); } 实现的逻辑是：当检测到短按时，再开启一个10ms定时器，在定时器到时之中判断电平状态，如果为低电平，就让cnt变量加1，否则cnt=0，当cnt>100，即低电平持续1s认为是长按。我在这里当判断到长按之后或者io变高之后会停止掉这个定时器，否则周期定时，因为没必要一直开着定时器。
除了上述的中断方式，还可以使用轮询的方式来实现，代码如下：
void key_init(){ gpiob_modecfg( gpio_pin_22, gpio_modein_pu );} if(events & start_keyscan_evt){ keyscan(); tmos_start_task(hidemutaskid, start_keyscan_evt,160);// 100ms执行一次keyscan() return (events ^ start_keyscan_evt);} bool key_press_flag = false; // 按下标志bool key_long_press_flag = false; // 长按标志void keyscan(){ if(gpiob_readportpin(gpio_pin_22) == 0) // 低电平 { if(key_press_flag == false) tmos_start_task( hidemutaskid, start_longcheck_timer, 1600 ); // 启动1s定时器 key_press_flag = true; // 置位按下标志 } else if(key_press_flag == true) // 高电平同时按键被按下过 ,表示是按下后的弹起 { key_press_flag = false; // 清除按下标志 if(key_long_press_flag == false)// 短按后的弹起 { tmos_stop_task(hidemutaskid, start_longcheck_timer); print(short press); tmos_set_event( hidemutaskid, start_report_evt ); } else // 长按后的弹起 { key_long_press_flag =false; } } else { key_press_flag = false; key_long_press_flag = false; }} if(events & start_longcheck_timer){ key_long_press_flag =true; print(long press); return (events ^ start_longcheck_timer);} 上面的这段代码初次看着有点绕，但是看明白了之后会觉得这个实现逻辑还是挺好的，注释写了，这里不再详细解释了，我在多个项目里使用的都是它。它兼顾了去抖和短按/长按的检测，并且长按可以判断出长按按下/长按弹起。短按是检测到弹起时认为是短按动作。另外如果想同时支持多个长按，也很方便添加。
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原理图中有一个nc的c5，但是实际板子上我却没有找到它，可能是版本不一致。
提前说明一下：ch573的代码里跑了tmos（task management operating system），可以理解为一个简单的操作系统，所以下面的代码一般的裸机代码看着略有不同，不过核心思想都是一样的，用在其他地方也很容易移植，只需要将其中的定时器部分改写即可。
最初我是这么做的，把pb22配置为上拉输入，开启下降沿中断，在中断服务函数里，启动一个事件，执行蓝牙发送。代码如下：
void key_init(){ gpiob_modecfg( gpio_pin_22, gpio_modein_pu ); gpiob_itmodecfg( gpio_pin_22, gpio_itmode_falledge ); pfic_enableirq( gpio_b_irqn );} void gpiob_irqhandler( void ){ if(gpiob_readportpin(gpio_pin_22)==0) { gpiob_clearitflagbit( gpio_pin_22); tmos_set_event( hidemutaskid, start_report_evt ); }} 这么写能工作，但是有问题，就是经常会出现按一下误判为多次按下。原因大家应该都清楚，因为按键存在抖动，所以一次按下有可能进入多次进入中断。
理想中的按下-弹起波形是这样的：
但是实际由于按键抖动的存在，实际的波形可能是这样的：
不信的话你可以接上示波器看看，或者软件验证，比如在gpio中断服务函数里，设置一个全局变量，让它每次进入中断后加1，按按键观察这个变量的值。
那么该如何消除抖动呢？一种方法是硬件消抖，即按键两端并联一个小电容(电容大小由按键的机械特性来决定)，另外一种方法是我们今天要重点介绍的软件消抖。
方法一：常用的加延时函数
在中断服务函数中加一个比如10ms的延时函数，延时时间的长短取决于实际所用的按键特性，只要延时时间比抖动时间略大即可。原理很简单，加了延时就避开了抖动的这段时间，在延时之后判断引脚电平，如果为低电平就表示是按下。
void gpiob_irqhandler( void ){ if(gpiob_readportpin(gpio_pin_22)==0) { mdelayms(10); if(gpiob_readportpin(gpio_pin_22)==0) tmos_set_event( hidemutaskid, start_report_evt ); gpiob_clearitflagbit( gpio_pin_22); }} 这个方法很简单，但是不好的地方是延时占用mcu资源。尤其是这里的ble应用，在中断服务函数中执行时间长会引起蓝牙连接中断，所以这里不能这么用，我实际测试当按键按快一点就很容易引起蓝牙连接中断。
方法二：加定时器
它的原理和方法一类似，只不过是不在中断服务函数中阻塞等待，而是用一个定时器，代码如下：
void gpiob_irqhandler( void ){ if(gpiob_readportpin(gpio_pin_22)==0) { gpiob_clearitflagbit( gpio_pin_22); tmos_stop_task(hidemutaskid, start_debounce_evt); tmos_start_task(hidemutaskid, start_debounce_evt,16); }} if(events & start_debounce_evt) { if(gpiob_readportpin(gpio_pin_22)==0) { print(short press); tmos_set_event( hidemutaskid, start_report_evt ); } return (events ^ start_debounce_evt); } 它的逻辑是每次抖动的下降沿重新开启10ms定时器，在定时器时间到之后判断io电平状态来判断按键是否按下。
需要注意的是：10ms定时器不是一个周期性的定时器，它是一次性的，即时间到了之后就停止计时了。另外每次进中断后先让定时器重新重头开始计时。如果大家用其他代码实现时要注意这两点。
此方法的好处不像加延时函数那样占用mcu资源。我实际测试这个方法可用，不会引起蓝牙连接中断。
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if(events & start_debounce_evt){ if(gpiob_readportpin(gpio_pin_22)==0) { print(short press); tmos_set_event( hidemutaskid, start_report_evt ); tmos_start_task( hidemutaskid, start_longcheck_timer,16 ); } return (events ^ start_debounce_evt);} if(events & start_longcheck_timer) { static int cnt=0; if(gpiob_readportpin(gpio_pin_22)==0) { cnt++; if(cnt>100) { print(long press); tmos_stop_task( hidemutaskid, start_longcheck_timer); cnt =0; } else tmos_start_task( hidemutaskid, start_longcheck_timer,16 ); } else { cnt=0; tmos_stop_task( hidemutaskid, start_longcheck_timer ); } return (events ^ start_longcheck_timer); } 实现的逻辑是：当检测到短按时，再开启一个10ms定时器，在定时器到时之中判断电平状态，如果为低电平，就让cnt变量加1，否则cnt=0，当cnt>100，即低电平持续1s认为是长按。我在这里当判断到长按之后或者io变高之后会停止掉这个定时器，否则周期定时，因为没必要一直开着定时器。
除了上述的中断方式，还可以使用轮询的方式来实现，代码如下：
void key_init(){ gpiob_modecfg( gpio_pin_22, gpio_modein_pu );} if(events & start_keyscan_evt){ keyscan(); tmos_start_task(hidemutaskid, start_keyscan_evt,160);// 100ms执行一次keyscan() return (events ^ start_keyscan_evt);} bool key_press_flag = false; // 按下标志bool key_long_press_flag = false; // 长按标志void keyscan(){ if(gpiob_readportpin(gpio_pin_22) == 0) // 低电平 { if(key_press_flag == false) tmos_start_task( hidemutaskid, start_longcheck_timer, 1600 ); // 启动1s定时器 key_press_flag = true; // 置位按下标志 } else if(key_press_flag == true) // 高电平同时按键被按下过 ,表示是按下后的弹起 { key_press_flag = false; // 清除按下标志 if(key_long_press_flag == false)// 短按后的弹起 { tmos_stop_task(hidemutaskid, start_longcheck_timer); print(short press); tmos_set_event( hidemutaskid, start_report_evt ); } else // 长按后的弹起 { key_long_press_flag =false; } } else { key_press_flag = false; key_long_press_flag = false; }} if(events & start_longcheck_timer){ key_long_press_flag =true; print(long press); return (events ^ start_longcheck_timer);} 上面的这段代码初次看着有点绕，但是看明白了之后会觉得这个实现逻辑还是挺好的，注释写了，这里不再详细解释了，我在多个项目里使用的都是它。它兼顾了去抖和短按/长按的检测，并且长按可以判断出长按按下/长按弹起。短按是检测到弹起时认为是短按动作。另外如果想同时支持多个长按，也很方便添加。
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