基于EsDA MPC-ZC1快速實現(xiàn)按鍵高級應(yīng)用

按鍵是嵌入式產(chǎn)品常用的人機交互方式。為了更好的結(jié)構(gòu)設(shè)計、更低的制造成本，對按鍵功能會有更高的要求，常見有單擊、雙擊和長按等需求。本文將基于 EsDA 開發(fā)套件介紹如何快速完成按鍵業(yè)務(wù)的開發(fā)。

簡介

按鍵主要是指輕觸式按鍵，一種常用的電子開關(guān)，通過施加壓力，使內(nèi)部金屬彈片接觸，形成接通；撤銷壓力時接觸點斷開連接，從而產(chǎn)生關(guān)斷效果，其物理特性正好對應(yīng)到軟件中的二進制狀態(tài)。 EsDA 平臺在使用按鍵功能時，只需要通過拖拽節(jié)點、連線繪制流圖，即可實現(xiàn)按鍵信號捕獲與處理，大大地簡化了開發(fā)流程，縮短了項目開發(fā)周期，為客戶產(chǎn)品搶占市場提供先機。 項目開發(fā)過程，除去單一的識別按下、松開等單擊事件外，還經(jīng)常需要支持雙擊、三擊和長按等復(fù)雜事件。本文主要論述如何通過 EsDA 開發(fā)平臺和 MPC-ZC1 工控單板快速實現(xiàn)按鍵的多種應(yīng)用場景。

按鍵相關(guān)節(jié)點介紹

按鍵相關(guān)的節(jié)點有button和button_expand，用戶可在AWFlow Designer中查看相關(guān)介紹。button節(jié)點用于綁定IO，配置按鍵高、低電平觸發(fā)模式，實現(xiàn)基礎(chǔ)的按鍵功能；button_expand節(jié)點用于統(tǒng)計處理button節(jié)點的行為，并輸出給下一個消費者，是對button按鍵節(jié)點功能進行的擴展。

1.button節(jié)點

button節(jié)點與GPIO綁定之后，即可實時讀取到按鍵的狀態(tài)，當用戶按下/松開按鍵時，該節(jié)點即可輸出相應(yīng)的物理狀態(tài)（當用戶按下按鍵時，節(jié)點輸出"on"，當用戶松開按鍵時，節(jié)點輸出"off"）。其主要屬性如下：

顯示名稱：在流圖顯示上所展示的名稱，用戶可自行修改；

對應(yīng)的GPIO編號：按鍵信號引腳所接的引腳編號；

觸發(fā)條件：可選擇是下降沿觸發(fā)（fall），還是上升沿觸發(fā)（up），具體模式由用戶的硬件模塊電路的實現(xiàn)方式?jīng)Q定；

輸出變量：在按鍵按下時輸出on，松開時輸出off，在初始化完成以及按鈕狀態(tài)發(fā)生改變的時候會輸出當前狀態(tài)。

2.button_expand節(jié)點

2.1節(jié)點功能簡介


button_expand節(jié)點為按鍵節(jié)點button的擴展信號處理節(jié)點，主要配合button節(jié)點進行使用，其主要功能為監(jiān)控button節(jié)點的輸出信號情況，從而判斷按鍵觸發(fā)方式如單擊、雙擊、連擊、長按等等。 該節(jié)點主要包含兩大類主模式，分別為觸發(fā)條件模式與行為統(tǒng)計模式。觸發(fā)條件模式，當button的信息情況符合預(yù)先設(shè)定時，節(jié)點將直接觸發(fā)，同時不會設(shè)置payload屬性。行為統(tǒng)計模式，該模式下將對button的信息情況進行次數(shù)統(tǒng)計，同時會設(shè)置payload屬性將結(jié)果進行輸出。


2.2八種操作模式

cycle mode（trigger）:用戶在周期時間內(nèi)按下指定次數(shù)的按鍵時，該節(jié)點將觸發(fā)輸出；

continuous mode（trigger）:用戶連續(xù)按下按鍵，且每次按鍵的時間小于設(shè)定時間間隔，將進行累加，直至超出設(shè)定間隔時，統(tǒng)計按鍵次數(shù)，若符合設(shè)定次數(shù)，該節(jié)點將觸發(fā)輸出；

press-release mode（trigger）:用戶按下按鍵后持續(xù)一段時間再松開，統(tǒng)計按下-松開的時間，若持續(xù)時間在設(shè)定的時間段內(nèi)，該節(jié)點將觸發(fā)輸出；

keep press mode（trigger）:用戶按下按鍵持續(xù)不放，若持續(xù)時間超過設(shè)定時間，該節(jié)點將觸發(fā)輸出；

cycle mode（statistical）:統(tǒng)計用戶在周期時間內(nèi)按下的按鍵次數(shù)，然后通過msg.payload（int）傳給后續(xù)的節(jié)點；

continuous mode（statistical）:用戶連續(xù)按下按鍵，且每次按鍵的時間小于設(shè)定時間間隔，將進行累加，直至超出設(shè)定間隔時，統(tǒng)計按鍵次數(shù)后通過msg.payload（int）傳給后續(xù)的節(jié)點；

press-release mode（statistical）:用戶按下按鍵后持續(xù)一段時間再松開，節(jié)點記錄按鍵持續(xù)的時間，然后通過msg.payload（int，單位ms）傳給后續(xù)的節(jié)點；

keep press mode（statistical）:用戶按下按鍵持續(xù)不放，在持續(xù)期內(nèi)，每超用戶設(shè)定的周期時間將輸出一次按鍵按下至此刻的時間統(tǒng)計。

* 若論功能模式，則可分為兩大類，分別為trigger模式（四種）和statistical模式（四種）。同種操作碼類型下，trigger模式與statistical模式可以相互替換，但對流圖和數(shù)據(jù)的處理卻有一定的區(qū)別。具體區(qū)別在后續(xù)詳細講解。


2.3輸入變量


由button節(jié)點所輸出的信號對象。

2.4輸出變量


節(jié)點的主題，用戶可自行設(shè)置。

應(yīng)用案例

本應(yīng)用將通過4個應(yīng)用案例，分別講解cycle mode（trigger）、continuous mode（trigger）、press-release mode（trigger）和keep press mode（trigger）操作類型的應(yīng)用。

硬件連接

按鍵模塊引腳展示

* 該模塊為下降沿觸發(fā)，故流圖中的button節(jié)點，選擇下降沿觸發(fā)方式。

按鍵模塊與ZC1板連接情況

1.cyclemode（trigger）模式實驗

1.1實驗簡介

本實驗使用 MPC-ZC1 板載的紅色LED、綠色LED 作為實驗結(jié)果指示燈。本實驗中，通過LED的不同顯示狀態(tài)來指示不同的按鍵事件，對應(yīng)關(guān)系如下表。

操作	事件	效果
單擊	開啟紅燈	led燈中紅燈亮
雙擊	開啟綠燈	led燈中 綠燈亮
三擊	關(guān)閉所有燈光	led燈熄滅

1.2流圖設(shè)計

其中，單擊、雙擊、三擊名稱節(jié)點，均為button_expand節(jié)點，只是顯示名稱不同而已。同理，顯示名稱為開啟紅燈、開啟綠燈、關(guān)閉所有燈光節(jié)點，均為fscript類型節(jié)點。顯示名稱為紅燈、綠燈節(jié)點均為led類型節(jié)點。

1.3button_expand節(jié)點

1.3.1 單擊名稱節(jié)點

cycle mode(trigger):用戶在周期時間內(nèi)按下指定次數(shù)的按鍵時，該節(jié)點將觸發(fā)輸出；

周期時間為800ms:表示一次觸發(fā)實限為800ms，及800ms內(nèi)按下指定次數(shù)即可觸發(fā)該節(jié)點；

冷卻時間為1200ms:表示該節(jié)點被觸發(fā)后，需要的冷卻時間1200ms，該時間內(nèi)再次按下將不會觸發(fā)節(jié)點，且節(jié)點冷卻時間重新計算；

按鍵次數(shù)為1:表示在指定周期且非冷卻時間內(nèi)按下1次，即可觸發(fā)該節(jié)點；

主題和顯示名稱:用戶可自行配置，主題為傳遞給下一個節(jié)點的msg.topic參數(shù)，顯示名稱為在流圖上節(jié)點顯示的名字。

該節(jié)點主要實現(xiàn)功能為，在800ms周期內(nèi)，按鍵被按下一次，節(jié)點觸發(fā)，冷卻時間1200ms滿后可再次觸發(fā)。

1.3.2 雙擊節(jié)點

* 該節(jié)點配置與單擊名稱節(jié)點同理，區(qū)別在于按鍵次數(shù)修改為2，即同一周期內(nèi)只按下兩次，即可觸發(fā)，且主題配置為雙擊，周期時間配置為1200ms，冷卻時間配置為800ms。用戶可參照上一小節(jié)cycle mode（trigger）模式實驗-單擊名稱節(jié)點配置講解。

1.3.3 三擊節(jié)點

* 該節(jié)點配置與單擊名稱節(jié)點同理，區(qū)別在于按鍵次數(shù)修改為3，即同一周期內(nèi)只按下三次，即可觸發(fā)，且主題配置為三擊，周期時間配置為1600ms，冷卻時間配置為400ms。用戶可參照上一小節(jié)cycle mode（trigger）模式實驗-單擊名稱節(jié)點配置講解。

1.4fscript節(jié)點

1.4.1 開啟紅燈節(jié)點

if(msg.topic == "單擊"){

output.payload = 1

}

*該內(nèi)容，主要實現(xiàn)對button_expand節(jié)點的消息進行判斷，如果收到主題信息單擊，則向下一個節(jié)點傳遞output對象中的payload屬性值為1。由于下一個節(jié)點，連接了led節(jié)點，即為開燈。 1.4.2開啟綠燈節(jié)點

if(msg.topic=="雙擊"){
output.payload=1

}

*該內(nèi)容，主要實現(xiàn)對button_expand節(jié)點的消息進行判斷，如果收到主題信息雙擊，則向下一個節(jié)點傳遞output對象中的payload屬性值為1。由于下一個節(jié)點，連接了led節(jié)點，即為開燈。 1.4.3關(guān)閉所有燈光節(jié)點

if(msg.topic=="三擊"){
output.payload=0

}

*該內(nèi)容，主要實現(xiàn)對button_expand節(jié)點的消息進行判斷，如果收到主題信息三擊，則向下一個節(jié)點傳遞output對象中的payload屬性值為0。由于下一個節(jié)點，連接了led節(jié)點，即為關(guān)燈。

1.5led節(jié)點

紅燈節(jié)點

綠燈節(jié)點

1.6實驗現(xiàn)象

依次對按鍵進行單擊、雙擊和三擊操作。

單擊

紅燈亮起

雙擊

綠燈亮起

三擊

兩燈都熄滅

2. continuous mode（trigger）模式實驗

2.1實驗簡介

本實驗將與cycle mode（trigger）模式實驗所實現(xiàn)的功能相同，不同點在于使用的button_expand節(jié)點的操作模式為continuous mode（trigger）。

2.2流圖設(shè)計

*同cycle mode（trigger）模式實驗流圖。

2.3button_expand節(jié)點

2.3.1 單擊節(jié)點

continuous mode(trigger)模式：用戶連續(xù)按下按鍵，且每次按鍵的時間小于設(shè)定時間間隔，將進行累加，直至超出設(shè)定間隔時，統(tǒng)計按鍵次數(shù)，若符合設(shè)定次數(shù)，該節(jié)點將觸發(fā)輸出；

動作間隔時間為500ms：表示用戶前一次按下與后一次按下間隔時間，如果小于500ms，則進行計數(shù)。如果大于500ms時，則停止計數(shù)；

按鍵次數(shù)為1：當停止計數(shù)時，計數(shù)次數(shù)為1，則觸發(fā)該節(jié)點；

主題為單擊：表示節(jié)點觸發(fā)時，輸出給下一個節(jié)點的topic信息為"單擊"。

2.3.2 雙擊節(jié)點

* 該節(jié)點配置與單擊名稱節(jié)點同理，區(qū)別在于按鍵次數(shù)修改為2，主題配置為雙擊。用戶可參照上一小節(jié)continuous mode（trigger）模式實驗-單擊名稱節(jié)點配置講解。

2.3.3三擊節(jié)點

* 該節(jié)點配置與單擊名稱節(jié)點同理，區(qū)別在于按鍵次數(shù)修改為3，主題配置為三擊。用戶可參照上一小節(jié)continuous mode（trigger）模式實驗-單擊名稱節(jié)點配置講解。

2.4其余節(jié)點配置 * 同cycle mode（trigger）模式實驗中其他節(jié)點配置。 2.5實驗現(xiàn)象

依次對按鍵進行單擊、雙擊和三擊操作。

led燈顯示情況

同cycle mode（trigger）模式實驗中l(wèi)ed燈顯示情況。


3.press-releasemode（trigger）模式實驗





3.1實驗簡介

本實驗主要使用板子上所焊接好的led燈模塊，該模塊一共有兩種燈顏色，分別為紅燈與綠燈。本實驗中，主要將紅燈、綠燈模擬成兩個獨立的設(shè)備，通過一個button按鍵、button_expand按鍵實現(xiàn)長按2秒、長按3秒、長按1秒，從而控制紅燈、綠燈的開關(guān)情況。


3.2流圖設(shè)計





其中，顯示名稱為長按2秒、長按3秒、長按1秒的節(jié)點，均為button_expand類型節(jié)點，只是顯示名稱不同而已。同理，顯示名稱為長按開啟紅燈、長按開啟綠燈、長按關(guān)閉所有設(shè)備的節(jié)點，均為fscript類型節(jié)點。顯示名稱為紅燈、綠燈均為led類型節(jié)點。

3.3button_expand節(jié)點

3.3.1長按2s節(jié)點

操作模式為 press-release mode（trigger）：用戶按下按鍵后持續(xù)一段時間再松開，節(jié)點記錄按鍵持續(xù)的時間，然后通過msg.payload（int，單位ms）傳給后續(xù)的節(jié)點；

最短持續(xù)時間為1800ms：表示按下按鍵后，1800ms以前不松開；

最長持續(xù)時間為2500ms：表示按下按鍵后，2500ms以前必松開。

* 簡而言之，從用戶剛按下按鍵開始，如果按住的持續(xù)時間介于1800ms與2500ms之間，則該節(jié)點觸發(fā)，輸出主題"長按2s"。

3.3.2長按4s節(jié)點

* 該節(jié)點配置與長按2s名稱節(jié)點同理，區(qū)別在于最短持續(xù)時間為3500ms，最長持續(xù)時間為4500ms，主題配置為長按4s。用戶可參照上一小節(jié)press-release mode（trigger）模式實驗-長按2s名稱節(jié)點配置講解。即從用戶剛按下按鍵開始，如果按住的持續(xù)時間介于3500ms與4500ms之間，則該節(jié)點觸發(fā)，輸出主題"長按4s"。

3.3.3長按1s節(jié)點

* 該節(jié)點配置與長按2s名稱節(jié)點同理，區(qū)別在于最短持續(xù)時間為500ms，最長持續(xù)時間為1200ms，主題配置為長按1s。用戶可參照上一小節(jié)press-release mode（trigger）模式實驗-長按2s名稱節(jié)點配置講解。即從用戶剛按下按鍵開始，如果按住的持續(xù)時間介于500ms與1200ms之間，則該節(jié)點觸發(fā)，輸出主題"長按1s"。

3.4fscript節(jié)點

3.4.1 開啟紅燈節(jié)點

if(msg.topic=="長按2s"){
output.payload=1

}

*該內(nèi)容，主要實現(xiàn)對button_expand節(jié)點的消息進行判斷，如果收到主題信息是長按2s，則向下一個節(jié)點傳遞output對象中的payload屬性值為1。由于下一個節(jié)點，連接了led節(jié)點，即為開燈。

3.4.2開啟綠燈名稱節(jié)點

if(msg.topic=="長按4s"){
output.payload=1

}

*該內(nèi)容，主要實現(xiàn)對button_expand節(jié)點的消息進行判斷，如果收到主題信息是長按4s，則向下一個節(jié)點傳遞output對象中的payload屬性值為1。由于下一個節(jié)點，連接了led節(jié)點，即為開燈。

3.4.3關(guān)閉所有設(shè)備名稱節(jié)點

if(msg.topic=="長按1s"){
output.payload=0

}

*該內(nèi)容，主要實現(xiàn)對button_expand節(jié)點的消息進行判斷，如果收到主題信息是長按1s，則向下一個節(jié)點傳遞output對象中的payload屬性值為0。由于下一個節(jié)點，連接了led節(jié)點，即為關(guān)燈。

3.5其余節(jié)點配置

* 同cycle mode（trigger）模式實驗節(jié)點配置。 3.6實驗現(xiàn)象 依次對按鍵進行長按2s、長按4s和長按1s操作。

led燈顯示情況；

長按2s-紅燈亮起；

長按4s-綠燈亮起；

長按1s-兩燈都熄滅

4.keep press mode（trigger）模式實驗

4.1實驗簡介 本實驗主要使用板子上所焊接好的led燈模塊，該模塊一共有兩種燈顏色，分別為紅燈與綠燈。本實驗中，主要將紅燈、綠燈模擬成兩個獨立的設(shè)備，通過一個button按鍵、button_expand按鍵實現(xiàn)長按超過2秒、長按超過3秒、長按超過1秒，從而控制紅燈、綠燈的開關(guān)情況。

4.2流圖設(shè)計

其中，顯示名稱為長按超過2秒、長按過時3秒、長按超過1秒的節(jié)點，均為button_expand類型節(jié)點，只是顯示名稱不同而已。同理，顯示名稱為長按開啟紅燈、長按開啟綠燈、長按關(guān)閉所有設(shè)備的節(jié)點，均為fscript節(jié)點。顯示名稱為紅燈、綠燈均為led類型節(jié)點。

4.3button_expand節(jié)點

4.3.1 長按超過1s節(jié)點

操作模式為 keep press mode（trigger）：用戶按下按鍵持續(xù)不放，若持續(xù)時間超過設(shè)定時間，該節(jié)點將觸發(fā)輸出；

超時時間為1000ms：從用戶剛按下按鍵開始，如果按住的持續(xù)時間超過1000ms，則該節(jié)點觸發(fā)，輸出主題"長按1s"。

4.3.2長按超過2s節(jié)點

* 該節(jié)點配置與長按超過1s名稱節(jié)點同理，區(qū)別在于超時時間為2000ms，主題配置為長按超過2s。用戶可參照上一小節(jié)keep press mode（trigger）模式實驗-長按超過1s名稱節(jié)點配置講解。即從用戶剛按下按鍵開始，如果按住的持續(xù)時間超過2000ms，則該節(jié)點觸發(fā)，輸出主題"長按2s"。


4.3.3 長按超過3s節(jié)點

* 該節(jié)點配置與長按超過3s名稱節(jié)點同理，區(qū)別在于超時時間為3000ms，主題配置為長按超過3s。用戶可參照上一小節(jié)keep press mode（trigger）模式實驗-長按超過1s名稱節(jié)點配置講解。即從用戶剛按下按鍵開始，如果按住的持續(xù)時間超過3000ms，則該節(jié)點觸發(fā)，輸出主題"長按3s"。

4.4fscript節(jié)點

4.4.1長按紅燈節(jié)點

if(msg.topic == "長按超過1s"){

output.payload = 1

}

*該內(nèi)容，主要實現(xiàn)對button_expand節(jié)點的消息進行判斷，如果收到主題信息是長按超過1s，則向下一個節(jié)點傳遞output對象中的payload屬性值為1。由于下一個節(jié)點，連接了led節(jié)點，即為開燈。

4.4.2長按綠燈節(jié)點

if(msg.topic=="長按超過2s"){
output.payload=1

}

*該內(nèi)容，主要實現(xiàn)對button_expand節(jié)點的消息進行判斷，如果收到主題信息是長按超過2s，則向下一個節(jié)點傳遞output對象中的payload屬性值為1。由于下一個節(jié)點，連接了led節(jié)點，即為開燈。

4.4.3長按關(guān)閉所有設(shè)備節(jié)點

if(msg.topic=="長按超過3s"){
output.payload=0

}

*該內(nèi)容，主要實現(xiàn)對button_expand節(jié)點的消息進行判斷，如果收到主題信息是長按超過3s，則向下一個節(jié)點傳遞output對象中的payload屬性值為0。由于下一個節(jié)點，連接了led節(jié)點，即為關(guān)燈。

4.5其余節(jié)點配置

* 同keep press mode（trigger）模式實驗節(jié)點配置。

4.6實驗現(xiàn)象

4.6.1操作

一直按住按鍵，持續(xù)4s。

4.6.1 led燈顯示情況

長按超過1s時

紅燈亮起

長按超過2s時

綠燈亮起

長按超過3s時

兩燈熄滅

5. 同操作類型下trigger模式與statistical模式的區(qū)別

5.1主要區(qū)別

區(qū)別一

同操作類型下，兩種模式所實現(xiàn)的功能均可相互代替，但是所實現(xiàn)的fscript節(jié)點數(shù)據(jù)處理有所不同。trigger模式主要用于觸發(fā)它所連接的節(jié)點工作；statistical模式則可以輸出統(tǒng)計的信息，如連續(xù)按下按鍵的次數(shù)，或者按鍵按下所持續(xù)的時間。

區(qū)別二

同操作類型下，一個statistical模式節(jié)點可以代替多個trigger模式節(jié)點所實現(xiàn)的功能（fscript節(jié)點處理方式也要更改），從而使我們的流圖得到大幅度簡化。

5.2模式實驗

* 以continuous mode（trigger）模式實驗為例，我們使用對應(yīng)的（statistical）模式來實現(xiàn)，從而讓大家進一步理解其之間的區(qū)別。

5.2.1 原trigger實驗流圖

5.2.2 現(xiàn)statistical實驗流圖

* statistical模式流圖明顯簡化。


5.3button_expand節(jié)點 按下次數(shù)統(tǒng)計名稱節(jié)點。

* 該實驗下，只需要把操作模式切換到statistical模式即可。

5.4fscript節(jié)點

5.4.1 紅燈設(shè)備控制節(jié)點

if(msg.payload==1){
output.payload=1
}

if(msg.payload==3){
output.payload=0

}

*該內(nèi)容，主要實現(xiàn)對button_expand節(jié)點的消息進行數(shù)據(jù)處理。如果收到msg.payloa為1，則向下一個節(jié)點傳遞output對象中的payload屬性值為1。由于下一個節(jié)點，連接了led節(jié)點，即為開燈。如果收到msg.payloa為3，則向下一個節(jié)點傳遞output對象中的payload屬性值為0。由于下一個節(jié)點，連接了led節(jié)點，即為關(guān)燈。

5.4.2綠燈設(shè)備控制節(jié)點

if(msg.payload==2){
output.payload=1
}

if(msg.payload==3){
output.payload=0

}

*該內(nèi)容，主要實現(xiàn)對button_expand節(jié)點的消息進行數(shù)據(jù)處理。如果收到msg.payloa為2，則向下一個節(jié)點傳遞output對象中的payload屬性值為1。由于下一個節(jié)點，連接了led節(jié)點，即為開燈。如果收到msg.payloa為3，則向下一個節(jié)點傳遞output對象中的payload屬性值為0。由于下一個節(jié)點，連接了led節(jié)點，即為關(guān)燈。

5.5其余節(jié)點配置

* 同continuous mode（trigger）模式實驗節(jié)點配置。


5.6實驗現(xiàn)象

依次對按鍵進行單擊、雙擊和三擊操作。

led燈顯示情況

* 同continuous mode（trigger）模式實驗led燈顯示情況。

由此可見，使用statistical模式要比trigger模式更佳利于流圖的簡化，但是流圖的簡化，便意味著fscript節(jié)點中的數(shù)據(jù)處理可能會更加的復(fù)雜。兩種方式各有利弊，大家可以根據(jù)自身的處理習(xí)慣和偏好進行選擇。

總結(jié)

button_expand擴展節(jié)點很巧妙地實現(xiàn)了，在有限的按鍵資源下，完成對遠大于按鍵個數(shù)的事件進行控制。通過對button輸出信號的處理，實現(xiàn)例如單擊、n擊、長按、短按等各種組合情況的判斷。為用戶在一定程度上簡化了流圖的復(fù)雜度，節(jié)約了一定的硬件資源成本。

審核編輯：湯梓紅