按键状态机缓冲区程序设计

在现在程序设计中，到处都可以看到“缓冲区”这个词。那么在程序中使用了缓冲区有什么效果呢？

我们用一个例子来说明缓冲区到底是怎么回事，当电脑卡的时候打字，那么打的字会延后才能打出来。这就是典型的缓冲区，在键盘中存在一个小芯片，设置了一段空间大小的（先进先出）队列，当有按键按下，那么就会触发中断，判断到按键按下，把键值写入到队列中，电脑CPU只须要从这个队列中读出数据就才，电脑不会算键盘是如何获取到键值的。

我们在设计单片机程序的时候，也可以用这个思想，当按键触发了后将数据写入到一个队列中，须要获取键值的时候就直接从队列中取出，这样写有一个好处就是将按键到获取键值的分为了独立两个部分，我们可以将这两部分称为前后台程序。这里有必要说下在单片机中前后台程序是怎么回事。

前台程序：在主程序中while(1)无限循环的部分。

后台程序：在中断中的程序。

状态机的设计思想和传统的流程图的思想是不太一样的，用状态机的一个例子和流程图的例子来说明状态机的优点吧。

假设在一个系统中两个按键代表两种分枝情况，假如用流程图方式表达出来的话，到第2次按下就是要设计出4种可能情况，第3次按下设计出8种可能情况，依次下去将是一个非常庞大的数据。而用状态机的话，只判系统现在是什么状态，当一个按键按下，转为什么状态就行。以图是一个电机转动的状态图。


    我的按键状态机程序如下：

#define NOKEY 0x00

#define KEY_DOWN 0xA0
#define KEY_LONG 0xB0
#define KEY_UP   0xC0


#define KEY0_CHOICE 0x01
#define KEY1_CHOICE 0x02
#define KEY2_CHOICE 0x03
#define KEY3_CHOICE 0x04
#define KEY4_CHOICE 0x05
#define KEY5_CHOICE 0x06

#define KEY0_DOWN (KEY_DOWN |KEY0_CHOICE)
#define KEY1_DOWN (KEY_DOWN |KEY1_CHOICE)
#define KEY2_DOWN (KEY_DOWN |KEY2_CHOICE)
#define KEY3_DOWN (KEY_DOWN |KEY3_CHOICE)
#define KEY4_DOWN (KEY_DOWN |KEY4_CHOICE)
#define KEY5_DOWN (KEY_DOWN |KEY5_CHOICE)

#define KEY0_DLONG (KEY_LONG |KEY0_CHOICE)
#define KEY1_DLONG (KEY_LONG |KEY1_CHOICE)
#define KEY2_DLONG (KEY_LONG |KEY2_CHOICE)
#define KEY3_DLONG (KEY_LONG |KEY3_CHOICE)
#define KEY4_DLONG (KEY_LONG |KEY4_CHOICE)
#define KEY5_DLONG (KEY_LONG |KEY5_CHOICE)

#define KEYBUFF_SIZE 2
#define LONGTIME 50
#define SERIESTIME 10


u8 KEYDealFlag=0; //按键处理标志
u8 KEYScanFlag=0;         //按键扫描标志

u8 KEYDealCnt=0;     //记数 系统按键处理时间
u8 KEYScanCnt=0;         //记数 系统按键扫描时间

u8 KeyTimerCnt = 0;         //记数 从按下到长按键时间
u8 KeyTimerCntL = 0;     //记数 长按键连发时间

u8 KEY_State = 0;            //按键状态  无按键 、短按键 、长按键
u8 KEY_Press = 0;               //本次按键    KEY0-KEY5
u8 KEY_Pre =0;                //上次按键    KEY0-KEY5
u8 KEY_SeriesFlag = FALSE; //连发状态

u8 KeyBuff[KEYBUFF_SIZE]; //按键缓冲区
u8 Key_IndexW=0;     //缓冲区尾
u8 Key_IndexR=0;         //缓冲区首
u8 Key_Count =0;         //缓冲区个数


/********************************************************************
* 名称 : KEY_InBuff()
* 功能 : 将按键状态写入缓冲区
* 输入 : key
* 输出 : 无

***********************************************************************/
void KEY_InBuff(u8 key)
{
    if(Key_Count >= KEYBUFF_SIZE) return;

//    CPSID i;             //关中断，保护数据
    Key_Count++;
    KeyBuff[Key_IndexW] = key;
    if(++Key_IndexW >KEYBUFF_SIZE)
    {
        Key_IndexW = 0;
    }
//    CPSIE i;
}
/********************************************************************
* 名称 : KEY_GetKeyValue()
* 功能 : 从缓冲区读出将按键状态    .此函数在中断里使用
* 输入 : 无
* 输出 : key
***********************************************************************/
u8 KEY_GetKeyBuffValue()
{
    u8 key_return;
    if(Key_Count ==0) return 0 ;

    Key_Count--;
    key_return = KeyBuff[Key_IndexR];
    if(++Key_IndexR > KEYBUFF_SIZE)
    {
        Key_IndexR = 0;
    }
    return key_return;
}

/********************************************************************
* 名称 : KEY_GetKey()
* 功能 : 获取按下的按键
* 输入 : 无
* 输出 : key
***********************************************************************/
u8 KEY_GetKey(void)
{
    if(KEY0 == 0)
        return KEY0_CHOICE;
    if(KEY1 == 0)
        return KEY1_CHOICE;
     if(KEY2 == 0)
        return KEY2_CHOICE;
    if(KEY3 == 0)
        return KEY3_CHOICE;
    if(KEY4 == 0)
        return KEY4_CHOICE;
    if(KEY5 == 0)
        return KEY5_CHOICE;

    return NOKEY;
}


/********************************************************************
* 名称 : KEY_Deal()
* 功能 : 按键处理
* 输入 : 无
* 输出 : 无
***********************************************************************/
void KEY_Deal(void)
{

    //----按键处理使能后将状态设置为失能
    if(KEYDealFlag != ABLE) return ;
    else KEYDealFlag = DISABLE ;

    //获取已按下的键
    KEY_Press=KEY_GetKey();

    switch(KEY_State)
    {
        case NOKEY :
        {
            if(KEY_Press != NOKEY )
            {
                KEY_State = KEY_DOWN;     //无按键->短按键
                KEY_Pre = KEY_Press;
            }
            break;
        }
        case KEY_DOWN :
        {
            if(KEY_Press !=KEY_Pre)    KEY_State = NOKEY; //和上次按键不致，是抖动
            else
                KEY_State = KEY_LONG;        //短按键->长按键

            break;
        }
        case KEY_LONG :
        {
            if(KEY_Press == NOKEY )     //按键弹起  即释放按键
            {
                 KeyTimerCnt=0;
                 KEY_State= NOKEY;            //      短按键->无按键
                 if(KEY_SeriesFlag==FALSE)
                 {
                     KEY_InBuff( KEY_DOWN|KEY_Pre );
                 }
                  KEY_SeriesFlag=FALSE;
            }
            if(KEY_Press ==KEY_Pre )
            {
                KeyTimerCnt ++;
                if(KEY_SeriesFlag==TRUE && KeyTimerCnt>LONGTIME)     // 确定是长按键
                {
                    KeyTimerCnt=0;
                    KEY_Pre = KEY_Press;
                       KEY_InBuff( KEY_LONG|KEY_Pre );
                }
                if(KeyTimerCnt>SERIESTIME)         //进入长按键 连发状态
                {
                    KEY_SeriesFlag=TRUE;
                    KeyTimerCntL=0;
                }
            }
            break;
        }
    }
}