一、按鍵檢測原理

按鍵檢測原理比較簡單，按鍵按下和不按下，其連接引腳的電平是不一樣的，按鍵檢測正是通過檢測按鍵引腳的電平變化來實現的。比如按鍵未按下時引腳電平為高電平，按鍵按下后為低電平。我們在檢測按鍵時只需要檢測按鍵引腳是否變?yōu)榈碗娖絹泶_定按鍵是否按下。

二、硬件連接

按鍵的硬件連接決定了我們在配置按鍵IO時IO的狀態(tài)。以我們使用的普中核心板為例，上面有三個按鍵

普中核心板按鍵硬件電路圖

其中K1一端接VCC，另一端接單片機。K2和K3一端接地，另一端接單片機。硬件電路不同，導致他們在進行按鍵檢測時IO的配置不同。

針對K1這種按鍵電路，按鍵按下時，單片機的引腳接到VCC，因此在未按下的情況下該引腳的默認電平為低電平，也就是要把IO設置為輸入下拉模式。同理，對于K2和K3這種連接方式，對應IO應該配置為輸入上拉模式，使得按鍵未被按下時，引腳處于高電平狀態(tài)。

三、程序設計

按鍵檢測主要有以下步驟

• ? 初始化GPIO
• ? 檢測按下按鍵
• ? 消抖（防誤觸，一般通過延時實現）
• ? 松手檢測
• ? 執(zhí)行按鍵功能

3.1 初始化GPIO

根據原理圖，譜中的STM32核心板提供了三個按鍵，我們使用K1和K2來實現點亮和關閉LED的操作。K1對應的IO為PA0，K2對應的IO為PE4。

按鍵對應GPIO

根據上一節(jié)了解的初始化GPIO程序，初始化按鍵GPIO。

/*
 *==============================================================================
 *函數名稱：Drv_KeyGpio_Init 
 *函數功能：初始化KEY的GPIO
 *輸入參數：無
 *返回值：無
 *備  注：根據硬件電路確定GPIO模式
 *==============================================================================
 */
void Drv_KeyGpio_Init (void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;   // 定義結構體
    // 開啟時鐘
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);

    // 配置結構體 WK UP
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;   // 輸入下拉
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    
    // 配置結構體 KEY0，KEY1
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;   // 輸入上拉
    GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
}

3.2 按鍵掃描函數

按鍵掃描函數的功能是檢測是否有按鍵按下，按下的按鍵是哪一個。檢測方法上面已經敘述，通過檢測按鍵引腳的電平。以WK UP按鍵為例。當WK UP被按下時，其對應的引腳PA0會變?yōu)楦唠娖健?/p>

此時檢測PA0的輸入電平，如果確實是低電平，則說明WK UP可能被按下。說可能是因為PA0為低電平不一定是WK UP按下造成，也可能是抖動，所以這里就需要消抖操作。這里的消抖操作比較簡單粗暴，直接延時10ms看該引腳是否依舊是低電平。如果延時10ms后依舊是高電平，則認為確實是由按鍵按下導致的電平變化，而不是機械抖動。

確定檢測到按鍵按下后，需要等待按鍵被松開在執(zhí)行按鍵功能。為什么需要進行松手檢測？舉個例子，比如設置閾值時，按鍵按下閾值加1，如果不進行松手檢測，那么按下一次按鍵會加很多次，因為在不停地執(zhí)行按鍵功能。

這里按鍵的松手檢測也比較簡單粗暴，用一個while死循環(huán)等待松手。比如WK UP被按下后，其引腳會一直保持高電平，也就是PAin(0)一直等于1，此時用一個while (PAin(1));來等待松手，做松手檢測。

四、按鍵控制LED

這里做一個小練習，用普中核心板上的按鍵KEY0和KEY1來控制LED1的亮滅。步驟如下

• ? 初始化LED和KEY的GPIO
• ? 編寫LED控制函數
• ? 編寫按鍵檢測函數（檢測按鍵）
• ? 編寫按鍵服務函數（實現按鍵功能）

4.1 初始化LED和KEY的GPIO

/*
 *==============================================================================
 *函數名稱：Drv_LedGpio_Init
 *函數功能：初始化LED的GPIO
 *輸入參數：無
 *返回值：無
 *備  注：無
 *==============================================================================
 */
void Drv_LedGpio_Init (void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;   // 定義結構體
    // 開啟時鐘
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);

    // 配置結構體 LED0
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;   // 推挽式輸出
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);   // 熄滅LED
    
    // 配置結構體 LED1
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;   // 推挽式輸出
    GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
    GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5);   // 熄滅LED
}
/*
 *==============================================================================
 *函數名稱：Drv_KeyGpio_Init 
 *函數功能：初始化KEY的GPIO
 *輸入參數：無
 *返回值：無
 *備  注：根據硬件電路確定GPIO模式
 *==============================================================================
 */
void Drv_KeyGpio_Init (void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;   // 定義結構體
    // 開啟時鐘
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);

    // 配置結構體 WK UP
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;   // 輸入下拉
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    
    // 配置結構體 KEY0，KEY1
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;   // 輸入上拉
    GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
}

4.2 編寫按鍵掃描函數

```c
/*
 *==============================================================================
 *函數名稱：Med_KeyScan
 *函數功能：檢測按下按鍵
 *輸入參數：無
 *返回值：按鍵鍵值 0：按鍵WK UP，1：KEY0，2：KEY1
 *備  注：無
 *==============================================================================
 */
u8 Med_KeyScan (void)
{
    // 按鍵WK UP
    if (KEY_UP == 1)
    {
        delay_ms (10);   // 延時10ms消抖
        if (KEY_UP == 1)
        {
            while (KEY_UP);   // 松手檢測
            return 1;
        }
    }
    
    // 按鍵KEY0
    else if (KEY0 == 0)
    {
        delay_ms (10);   // 延時10ms消抖
        if (KEY0 == 0)
        {
            while (!KEY0);   // 松手檢測
            return 2;
        }
    }
    
    // 按鍵KEY1
    else if (KEY1 == 0)
    {
        delay_ms (10);   // 延時10ms消抖
        if (KEY1 == 0)
        {
            while (!KEY1);   // 松手檢測
            return 3;
        }
    }
    
    // 沒有按鍵按下
    return 0xff;   // 用0xff表示沒有按鍵按下
}

4.2 編寫LED控制函數

/*
 *==============================================================================
 *函數名稱：Med_Led_StateCtrl
 *函數功能：控制LED亮滅
 *輸入參數：
           LEDx：可選擇的LED（0~1）
                     State：LED亮滅狀態(tài)（LED_ON，LED_OFF）
 *返回值：無
 *備  注：無
 *==============================================================================
 */
void Med_Led_StateCtrl (LED_TypeDef LEDx,u8 State)
{
    switch (LEDx)
    {
        case 0:
            PBout(5) = State;
        break;
        
        case 1:
            PEout(5) = State;
        break;
        
        default:
            break;
    }
}

下面是.h文件中的一些結構體和宏定義。

// 可選擇的LED
typedef enum
{
    LED1 = 0,
    LED2
}LED_TypeDef;

// 亮滅電平需要根據硬件電路確定
#define LED_ON   0
#define LED_OFF  1

4.3 編寫按鍵服務函數

這里沒有再單獨編寫按鍵服務函數，直接在main函數中編寫。KETY0按下點亮LED1，KEY1按下，熄滅LED1。

u8 gKeyValue = 0;   // 記錄按鍵鍵值變量

int main(void)
{
    Med_Mcu_Iint();   // 系統(tǒng)初始化
    
    while(1)
  {
        gKeyValue = Med_KeyScan();   // 獲取按鍵鍵值
        
        // 按鍵KEY0按下
        if (gKeyValue == 2)
        {
            Med_Led_StateCtrl(LED1,LED_ON);   // 點亮LED1
        }
        
        // 按鍵KEY1按下
        if (gKeyValue == 3)
        {
            Med_Led_StateCtrl(LED1,LED_OFF);   // 熄滅LED1
        }
    }
}

至此，實現了利用KEY0和KEY1控制LED的亮滅狀態(tài)。

五、拓展

5.1 一個按鍵單獨控制一個LED亮滅

單片機的IO資源是比較珍貴的，在實際用用時很少會用兩個IO資源來控制一個外設的開關，這里介紹一下方法并給出例程。比如使用普中核心板上的WK UP按鍵來控制LED2的亮滅狀態(tài)?；舅悸肥窃谏厦鎸W會按鍵檢測的基礎上，增加一個按鍵按下計次變量。按鍵按下一次，該變量加1。如果檢測到變量為1，那么點亮LED，如果檢測到變量為2，那么熄滅LED，同時將計數變量清零。程序設計如下

u8 gKeyValue = 0;   // 記錄按鍵鍵值變量
u8 gKeyWkUpCunt = 0;   // WK UP按下次數計數變量

int main(void)
{
    Med_Mcu_Iint();   // 系統(tǒng)初始化
    
    while(1)
  {
        gKeyValue = Med_KeyScan();   // 獲取按鍵鍵值
        
        // 按鍵WK UP按下
        if (gKeyValue == 1)
        {
            gKeyWkUpCunt = gKeyWkUpCunt + 1;   // 按鍵按下次數計數變量加1
            
            // 第一次被按下
            if (gKeyWkUpCunt <= 1)
            {
                Med_Led_StateCtrl(LED2,LED_ON);   // 點亮LED2
            }
            // 不是第一次被按下
            else if (gKeyWkUpCunt > 1)
            {
                gKeyWkUpCunt = 0;   // 清空計數變量
                Med_Led_StateCtrl(LED2,LED_OFF);   // 熄滅LED2
            }
        }
    }
}

5.2 按鍵長短按

除了上面介紹的一些常規(guī)操作外，有時還會用到一個按鍵分長按和短按。這里給出一種簡單粗暴的實現思路。需要檢測按鍵長短按時，修改一下松手檢測的邏輯。延時10ms后如果按鍵IO依舊保持按下狀態(tài)，那么確定不是機械抖動，此時在之前的松手檢測while中進行粗略地計時。定義一個計數變量，每隔10ms加1。直到按鍵被松開。根據計數變量的值來判斷按鍵被按下的時間，從而來區(qū)別長短按。

這里給出一個例程，KEY1短按功能為熄滅LED1，長按功能為LED1和LED2交替閃爍兩輪后熄滅。按下持續(xù)時間在1s內，認為是短按，按下超過2s認為是長按。短按返回3，長按返回4。程序設計如下

u8 gKeyValue = 0;   // 記錄按鍵鍵值變量
u16 gKey1TimeCunt = 0;   // 按鍵KEY1的計時變量
/*
 *==============================================================================
 *函數名稱：Med_KeyScan
 *函數功能：檢測按下按鍵
 *輸入參數：無
 *返回值：按鍵鍵值 0：按鍵WK UP，1：KEY0，2：KEY1
 *備  注：無
 *==============================================================================
 */
u8 Med_KeyScan (void)
{
    // 按鍵WK UP
    if (KEY_UP == 1)
    {
        delay_ms (10);   // 延時10ms消抖
        if (KEY_UP == 1)
        {
            while (KEY_UP);   // 松手檢測
            return 1;
        }
    }
    
    // 按鍵KEY0
    else if (KEY0 == 0)
    {
        delay_ms (10);   // 延時10ms消抖
        if (KEY0 == 0)
        {
            while (!KEY0);   // 松手檢測
            return 2;
        }
    }
    
    // 按鍵KEY1
    // 按下1s內認為是短按，返回3
    // 按下超過2s認為是長按，返回4
    else if (KEY1 == 0)
    {
        delay_ms (10);   // 延時10ms消抖
        if (KEY1 == 0)
        {
            // 等待松手
            while (!KEY1)
            {
                delay_ms (10);
                gKey1TimeCunt = gKey1TimeCunt + 1;   // 計時變量加1
            }
        }
        
        // 判斷長短按
        if (gKey1TimeCunt <= 99)   // 小于等于1s
        {
            gKey1TimeCunt = 0;   // 清零計時變量
            return 3;   // 短按
        }
        else if (gKey1TimeCunt >= 199)   // 大于1s，等于2s
        {
            gKey1TimeCunt = 0;   // 清零計時變量
            return 4;   // 長按
        }
    }
    
    // 沒有按鍵按下
    return 0xff;   // 用0xff表示沒有按鍵按下
}

main函數中添加下述程序

// 長按KEY1
        if (gKeyValue == 4)
        {
            Med_Led_StateCtrl(LED1,LED_ON);   // 點亮LED1
            delay_ms (500);
            Med_Led_StateCtrl(LED1,LED_OFF);   // 熄滅LED1
            Med_Led_StateCtrl(LED2,LED_ON);   // 點亮LED2
            delay_ms (500);
            Med_Led_StateCtrl(LED2,LED_OFF);   // 熄滅LED2
            Med_Led_StateCtrl(LED1,LED_ON);   // 點亮LED1
            delay_ms (500);
            Med_Led_StateCtrl(LED1,LED_OFF);   // 熄滅LED1
            Med_Led_StateCtrl(LED2,LED_ON);   // 點亮LED2
            delay_ms (500);
            Med_Led_StateCtrl(LED1,LED_OFF);   // 熄滅LED1
            Med_Led_StateCtrl(LED2,LED_OFF);   // 熄滅LED1
        }