用STM32实现按键有限状态机，轻松搞定按键控制

闲谈

2023-11-10 00:50:34

有限状态机（FSM）是一种强大的工具，它可以帮助您设计和实现复杂的行为。在本文中，我们将学习如何使用STM32微控制器实现按键有限状态机。

什么是有限状态机？

有限状态机是一种数学模型，它可以一个系统在不同状态之间的转换。每个状态都有一组相关的动作，当系统进入该状态时，这些动作就会被执行。当系统收到某个事件时，它就会从当前状态转换到另一个状态。

按键有限状态机的实现

按键有限状态机可以用来检测按键的按下和松开。当按键按下时，状态机就会从“松开”状态转换到“按下”状态。当按键松开时，状态机就会从“按下”状态转换到“松开”状态。

我们可以使用STM32微控制器来实现按键有限状态机。STM32微控制器具有强大的外设功能，可以轻松地检测按键的按下和松开。

轮询方式

轮询方式是一种简单的方法来实现按键有限状态机。在轮询方式中，我们会在主循环中不断地检查按键的状态。当按键按下时，我们就会执行相应的操作。当按键松开时，我们就会停止执行相应的操作。

轮询方式的优点是简单易懂，实现起来也比较容易。轮询方式的缺点是效率比较低，因为我们在主循环中不断地检查按键的状态，即使按键没有按下，我们也要进行检查。

中断方式

中断方式是一种更有效的方法来实现按键有限状态机。在中断方式中，我们会使用STM32微控制器的外部中断功能来检测按键的按下和松开。当按键按下时，外部中断就会触发，我们就会执行相应的操作。当按键松开时，外部中断就会停止触发，我们就会停止执行相应的操作。

中断方式的优点是效率比较高，因为我们只会在按键按下和松开时执行相应的操作。中断方式的缺点是实现起来比较复杂，需要对STM32微控制器的外部中断功能有一定的了解。

总结

在本文中，我们学习了如何使用STM32微控制器实现按键有限状态机。我们介绍了轮询方式和中断方式两种实现方法，并分析了它们的优缺点。您可以根据自己的需求选择合适的实现方法。

附录

示例代码

以下是在STM32微控制器上实现按键有限状态机的示例代码：

#include "stm32f10x.h"

// 按键GPIO端口和引脚定义
#define KEY_GPIO_PORT GPIOA
#define KEY_GPIO_PIN GPIO_Pin_0

// 按键状态机状态定义
enum key_state {
  KEY_STATE_RELEASED,
  KEY_STATE_PRESSED
};

// 按键状态机当前状态
static enum key_state key_state = KEY_STATE_RELEASED;

// 按键扫描函数
void key_scan() {
  // 读取按键GPIO端口和引脚的状态
  uint8_t key_state = GPIO_ReadInputDataBit(KEY_GPIO_PORT, KEY_GPIO_PIN);

  // 根据按键状态更新状态机状态
  if (key_state == Bit_RESET) {
    key_state = KEY_STATE_PRESSED;
  } else {
    key_state = KEY_STATE_RELEASED;
  }
}

// 主函数
int main() {
  // 初始化按键GPIO端口和引脚
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY_GPIO_PIN;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Input;
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
  GPIO_Init(KEY_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

  // 进入主循环
  while (1) {
    // 扫描按键状态
    key_scan();

    // 根据按键状态执行相应的操作
    if (key_state == KEY_STATE_PRESSED) {
      // 按键按下，执行相应操作
    } else {
      // 按键松开，停止执行相应操作
    }
  }

  return 0;
}

移植指南

您可以按照以下步骤将示例代码移植到您的STM32微控制器上：

将示例代码中的按键GPIO端口和引脚定义修改为您的STM32微控制器上的按键GPIO端口和引脚。
将示例代码中的按键扫描函数key_scan()移植到您的STM32微控制器上。
将示例代码中的主函数main()移植到您的STM32微控制器上。
将示例代码中的按键状态机状态定义enum key_state移植到您的STM32微控制器上。
将示例代码中的按键状态机当前状态static enum key_state key_state = KEY_STATE_RELEASED;移植到您的STM32微控制器上。
将示例代码中的按键状态根据按键GPIO端口和引脚的状态更新if (key_state == Bit_RESET) {key_state = KEY_STATE_PRESSED;} else {key_state = KEY_STATE_RELEASED;}移植到您的STM32微控制器上。
将示例代码中的根据按键状态执行相应的操作if (key_state == KEY_STATE_PRESSED) {