RT-Thread零基础快速入门第4讲——按键输入

一、前言

上一讲我给大家讲解了如何点亮一个LED灯，因为是入门的第一篇，所以讲的啰嗦了一点，从这一讲开始，一些最基础的东西我就不再说了，如果有不懂的同学可以翻一下我之前发的博客。

这一讲我我主要按键输入的原理和编程方法，以及几种按键输入的进阶用法。

源码链接

我发布的所有关于RT-thread的教程源代码都在下面这个链接里面，随着我教程的更新，新的代码也会加入进去。

教程源码下载链接：https://pan.baidu.com/s/1N2D8dM31deKIqNqaIQfPiA
提取码：7nsx

二、编程讲解

按键输入的电路原理

下图是我教程所用开发板的按键原理图（我用的是正点原子STM32F4探索者）

从图我们可以看出，KEY_UP按键一头接到电源，一头接到单片机IO口，当按键没有按下时，IO口处于悬空的状态，如果IO口设置为输入模式，会处于低电平状态，按下之后，IO口接通电源，处于高电平的状态。KEY0、KEY1和KEY2则相反。

所以，我们可以通过判断IO口的电平即可判断按键是否按下。

按键输入的编程方法

第一步：把IO配置成输入模式

通过rt_pin_mode()函数可以把按键对应的引脚设置为输入模式。这个函数在上一讲也讲过了，这里不再多说了。

第二步：读取引脚电平

通过rt_pin_read() 函数可以读取引脚的电平。

如果引脚处于高电平，该函数返回1，如果是低电平，则返回0。

所以我们用一个if语句判断rt_pin_read()函数返回值即可知道引脚电平，从而判断按键是否按下，示例代码如下：

#define KEY0_PIN    GET_PIN(E, 4)
if (rt_pin_read(KEY0_PIN) == 0)//按键按下时为低电平
{
	 rt_pin_write(LED1_PIN, 0);//点亮LED1
}

三、项目实战

按键的基本用法

根据上面的原理，我们写一个完整的按键输入的示例。

下面的示例代码运行效果：当KEY0按下，LED0点亮，松开后LED0熄灭；当KEY1按下后LED1点亮2秒然后熄灭，当KEY_UP按下后，LED1点亮，再按一次，LED1熄灭。

#include <rtthread.h>
#include <rtdevice.h>
#include <board.h>

#define LED0_PIN    GET_PIN(F, 9)
#define LED1_PIN    GET_PIN(F, 10)
#define KEY0_PIN    GET_PIN(E, 4)
#define KEY1_PIN    GET_PIN(E, 3)
#define KEY2_PIN    GET_PIN(E, 2)
#define KEY_UP_PIN  GET_PIN(A, 0)

/* 按键输入基本用法 */
int main(void)
{
    int i = 0;

    /* 把LED引脚设置为输出 */
    rt_pin_mode(LED0_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
    rt_pin_mode(LED1_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);

    /* 把KEY引脚设置为输入 */
    rt_pin_mode(KEY0_PIN, PIN_MODE_INPUT);
    rt_pin_mode(KEY1_PIN, PIN_MODE_INPUT);
    rt_pin_mode(KEY2_PIN, PIN_MODE_INPUT);
    rt_pin_mode(KEY_UP_PIN, PIN_MODE_INPUT);

    /* 先把两个灯都关掉 */
    rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_HIGH);
    rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_HIGH);

    while (1)
    {
        /* 读取KEY0引脚电平 */
        if (rt_pin_read(KEY0_PIN) == PIN_LOW)//按键按下时为低电平
        {
            rt_thread_mdelay(30);//延时消抖
            if (rt_pin_read(KEY0_PIN) == PIN_LOW)
            {
                rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_LOW);//点亮LED0
            }
        }
        else
        {
            rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_HIGH);//熄灭LED0
        }
        
        /* 读取KEY1引脚电平 */
        if (rt_pin_read(KEY1_PIN) == PIN_LOW)//按键按下时为低电平
        {
            rt_thread_mdelay(30);//延时消抖
            if (rt_pin_read(KEY1_PIN) == PIN_LOW)
            {
                rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_LOW);//点亮LED1
                rt_thread_mdelay(2000);
                rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_HIGH);//熄灭LED1
            }
        }

        /* 读取KEY_UP引脚电平 */
        if (rt_pin_read(KEY_UP_PIN) == PIN_HIGH)//按键按下时为高电平
        {
            rt_thread_mdelay(100);//这里延时时间长一点，太快的话，按键会多次触发
            if (rt_pin_read(KEY_UP_PIN) == PIN_HIGH)
            {
                i = ~i;
                if(i)
                {
                    rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_LOW);//点亮LED1
                }
                else
                {
                    rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_HIGH);//熄灭LED1
                }
            }
        }
    }
}

四、进阶学习

按键连按和不连按

连按的意思是一直按住按键不放时，按键对应的代码会循环执行。而不连按则相反，即使按键一直按着，按键对应的那部分代码也只会执行一次。

连按和不连按都有各自的用途，没有优劣之分，比如，我们用的电子手表或者电子钟，如果支持连按的话，我们在设置时间的时候就可以按住让时间一直加，如果不支持连按的话，我们就需要连续按很多次。而用按键开关灯的时候，如果按键支持连按，那我们按住的时候，灯就会一直闪，所以这个时候我们是不希望按键支持连按的。

下面的示例代码运行效果：当KEY_UP一直按住时，LED1会一直闪烁，即KEY_UP支持连按。而KEY0和KEY1均不支持连按。

/* 按键支持连按和不支持连按 */
int main(void)
{
    int i = 0;
    int key_up = 1;

    /* 把LED引脚设置为输出 */
    rt_pin_mode(LED0_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
    rt_pin_mode(LED1_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);

    /* 把KEY引脚设置为输入 */
    rt_pin_mode(KEY0_PIN, PIN_MODE_INPUT);
    rt_pin_mode(KEY1_PIN, PIN_MODE_INPUT);
    rt_pin_mode(KEY2_PIN, PIN_MODE_INPUT);
    rt_pin_mode(KEY_UP_PIN, PIN_MODE_INPUT);

    /* 先把两个灯都关掉 */
    rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_HIGH);
    rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_HIGH);

    while (1)
    {
        /* 读取KEY_UP引脚电平 */
        if (rt_pin_read(KEY_UP_PIN) == PIN_HIGH)//按键按下时为高电平
        {
            rt_thread_mdelay(100);//这里延时时间长一点，太快的话，按一下会触发几次
            if (rt_pin_read(KEY_UP_PIN) == PIN_HIGH)
            {
                i = ~i;
                if(i)
                {
                    rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_LOW);//点亮LED1
                }
                else
                {
                    rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_HIGH);//熄灭LED1
                }
            }
        }

        /* 读取KEY0引脚电平 */
        if (key_up && rt_pin_read(KEY0_PIN) == PIN_LOW)//按键按下时为低电平
        {
            rt_thread_mdelay(30);//延时消抖
            key_up = 0;//如果按键没有松开，key_up一直为0，就不会再进入这里了
            if (rt_pin_read(KEY0_PIN) == PIN_LOW)
            {
                i = ~i;
                if(i)
                {
                    rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_LOW);//点亮LED1
                }
                else
                {
                    rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_HIGH);//熄灭LED1
                }
            }
        }
        else if(rt_pin_read(KEY0_PIN) != PIN_LOW)//按键松开了
        {
            key_up = 1;
        }

        /* 读取KEY1引脚电平 */
        if (rt_pin_read(KEY1_PIN) == PIN_LOW)//按键按下时为低电平
        {
            rt_thread_mdelay(30);//延时消抖
            while (rt_pin_read(KEY1_PIN) == PIN_LOW)
            {
                //等待按键松开
            }
            i = ~i;
            if(i)
            {
                rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_LOW);//点亮LED1
            }
            else
            {
                rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_HIGH);//熄灭LED1
            }
            
        }
    }
}

按键短按和长按

下面的示例代码运行效果：按键KEY0长按2秒之后，LED1点亮，松开后再长按2秒，LED1熄灭。按键KEY0按下不到2秒松开，LED0点亮，再按一次，LED0熄灭。

/* 按键同时支持长按和短按 */
int main(void)
{
    int i = 0, j = 0;
    int key_up = 1;
    rt_uint16_t t = 0;

    /* 把LED引脚设置为输出 */
    rt_pin_mode(LED0_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
    rt_pin_mode(LED1_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);

    /* 把KEY引脚设置为输入 */
    rt_pin_mode(KEY0_PIN, PIN_MODE_INPUT);
    rt_pin_mode(KEY1_PIN, PIN_MODE_INPUT);
    rt_pin_mode(KEY2_PIN, PIN_MODE_INPUT);
    rt_pin_mode(KEY_UP_PIN, PIN_MODE_INPUT);

    /* 先把两个灯都关掉 */
    rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_HIGH);
    rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_HIGH);

    while (1)
    {
        /* 读取KEY0引脚电平 */
        if (rt_pin_read(KEY0_PIN) == PIN_LOW)//按键按下时为低电平
        {
            rt_thread_mdelay(10);//延时消抖
            t++;
            if (t == 200)
            {//长按两秒
                j = ~j;
                if(j)
                {
                    rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_LOW);//点亮LED1
                }
                else
                {
                    rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_HIGH);//熄灭LED1
                }
            }
        }
        else if(rt_pin_read(KEY0_PIN) != PIN_LOW)//按键松开
        {
            if(t >=3 && t<= 200)
            {//短按
                i = ~i;
                if(i)
                {
                    rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_LOW);//点亮LED0
                }
                else
                {
                    rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_HIGH);//熄灭LED0
                }    
            }
            t = 0;
        }
    }
}

五、结束语

好了，关于按键输入的编程讲解就到这里，如果还有什么问题可以私信给我。如果需要本文对应的源码的话可以在博文前言部分的链接下载。

如果觉得这篇文章对你有用，可以赏个赞给博主。

后续我会继续更新RT-thread入门教程系列，如果感兴趣的同学可以关注一下博主，谢谢！

RT-thread相关教程汇总：https://blog.csdn.net/ShenZhen_zixian/article/details/120563891