FreeRTOS之编写按钮驱动

按钮松开时，读到的值是1；按钮按下时，读到的值是0。

上图，一开始按钮处于松开状态，因此读到引脚的值是1；之后按钮按下，读到的值变为0；再次松开，值有变为1。
因此，要捕捉按钮松开的瞬间，即值从0变为1的瞬间。

编写按钮代码

首先，FreeRTOS需要新建目录，让代码更加易于区分。新建User目录，在User目录下新建Task目录，在Task目录下新建Key_Task.c和Key_Task.h文件。

Key_Task.c

#include "main.h"
#include <string.h>
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
void KeyTask(void *pvParameters)
{
GPIO_PinState previous = GPIO_PIN_SET;
GPIO_PinState current = GPIO_PIN_SET;//类型是GPIO_PinState，先都赋值成GPIO_PIN_SET
for(;;)
{
current = HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port, KEY1_Pin);//读KEY1引脚的值
if(previous == GPIO_PIN_RESET && current == GPIO_PIN_SET)//按钮被点击，即上一次为0，这一次为1
{
extern UART_HandleTypeDef huart1;//huart是全局变量，声明在main文件，要在Key_Task文件用，需要extern
HAL_UART_Transmit(&huart1, (const uint8_t *)"KEY1 Clicked.\n", strlen("KEY1 Clicked.\n"), HAL_MAX_DELAY);//每次按下按钮，串口发送一个消息
}
previous = current;//把本次的状态给到上一次，用于下次判断使用。
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10));//延迟10ms
}
}

Key_Task.h

#ifndef TASK_KEY_TASK_H_
#define TASK_KEY_TASK_H_
void KeyTask(void *pvParameters);
#endif /* TASK_KEY_TASK_H_ */

最后，在主程序中新建一个任务

xTaskCreate( KeyTask, "Key", 128, NULL, 3 , NULL );

程序现象是，每次按下KEY1按钮，串口会发送一条KEY1 Clicked.

Q1：为什么在KeyTask()方法的for循环中要加vTaskDelay延迟，可以省略吗？
删掉该延迟后，KeyTask()方法无法进入阻塞，按钮任务始终执行，低优先级的任务没有执行的机会，因此不能省略。

Q2：为什么上方的按钮驱动程序没有消抖？
因为每次读取一次按钮状态后，要等10ms，而按钮抖动只有不到1ms，没有必要消抖。

编写通用按钮驱动程序

有时需要使用到多个按钮，为每个按钮单独编写程序很麻烦，而且难以维护。
因此需要编写通用按钮驱动程序。

驱动程序适合存放在Drivers文件夹中，因此在Drivers文件夹中创建key.c和key.h这2个文件。

key.c

#include "main.h"
#include <string.h>
#include "key.h"
 
void Key_Init(KeyHandle_TypeDef *Handle)
{
	Handle->previous = GPIO_PIN_SET;
	Handle->current = GPIO_PIN_SET;//类型是GPIO_PinState，先都赋值成1
}
 
void Key_Scan(KeyHandle_TypeDef *Handle)
{
	Handle->current = HAL_GPIO_ReadPin(Handle->GPIO_Port, Handle->GPIO_Pin);//读KEY引脚的值
	if(Handle->previous == GPIO_PIN_RESET && Handle->current == GPIO_PIN_SET)//按钮被点击，即上一次为0，这一次为1
	{
		Handle->ClickedCallback();
	}
	Handle->previous = Handle->current;//更新值，为下一次做准备
}

key.h

#ifndef KEY_H_
#define KEY_H_
 
#include "main.h"
 
typedef struct//定义按键句柄结构体，将一个按键相关的信息封装在一起，方便管理多个按键：
{
	GPIO_PinState previous;//按钮前一时刻的状态
	GPIO_PinState current;//按钮当前时刻的状态
 
	GPIO_TypeDef *GPIO_Port;//按钮的端口号
	uint16_t GPIO_Pin;//按钮的引脚号
 
	void (*ClickedCallback)(void);//按钮点击后要执行的动作
} KeyHandle_TypeDef;
 
 
void Key_Init(KeyHandle_TypeDef *Handle);
void Key_Scan(KeyHandle_TypeDef *Handle);
 
#endif /* KEY_H_ */

Key_Task.c

#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "key.h"
#include "main.h"
#include <string.h>
 
static KeyHandle_TypeDef hkey1;
static KeyHandle_TypeDef hkey2;
 
static void KEY1_ClickedCallback(void);
static void KEY2_ClickedCallback(void);
 
void Key1Task(void *pvParameters)
{
	hkey1.GPIO_Port = KEY1_GPIO_Port;
	hkey1.GPIO_Pin = KEY1_Pin;
	hkey1.ClickedCallback = KEY1_ClickedCallback;
	Key_Init(&hkey1);
	for(;;)
	{
		Key_Scan(&hkey1);
		vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10));//延迟10ms
	}
}
 
static void KEY1_ClickedCallback(void)
{
	extern UART_HandleTypeDef huart1;
	HAL_UART_Transmit(&huart1, (const uint8_t *)"KEY1 Clicked.\n", strlen("KEY1 Clicked.\n"), HAL_MAX_DELAY);
}
 
void Key2Task(void *pvParameters)
{
	hkey2.GPIO_Port = KEY2_GPIO_Port;
	hkey2.GPIO_Pin = KEY2_Pin;
	hkey2.ClickedCallback = KEY2_ClickedCallback;
	Key_Init(&hkey2);
	for(;;)
	{
		Key_Scan(&hkey2);
		vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10));//延迟10ms
	}
}
static void KEY2_ClickedCallback(void)
{
	extern UART_HandleTypeDef huart1;
	HAL_UART_Transmit(&huart1, (const uint8_t *)"KEY2 Clicked.\n", strlen("KEY1 Clicked.\n"), HAL_MAX_DELAY);
}

Key_Task.h

#ifndef TASK_KEY_TASK_H_
#define TASK_KEY_TASK_H_
 
void Key1Task(void *pvParameters);
void Key2Task(void *pvParameters);
 
#endif /* TASK_KEY_TASK_H_ */

程序现象是，按下KEY1按钮，串口会发送一条KEY1 Clicked.
按下KEY2按钮，串口会发送一条KEY2 Clicked.

拆分长代码

按照上面代码的逻辑，如果有多个按钮，可能会导致单个文件的代码过长，不容易维护。
因此需要把长代码拆分为多个文件。对key_task.c文件进行拆分。
例如有6个按钮，因此需要把key_task.c拆分为key1.c、key2.c、key3.c、key4.c、key5.c、key6.c。

在User文件夹下创建keys文件夹，把这些拆分的文件放在里面，专门存放不同按钮的代码。

Drivers -> key.c

#include "main.h"
#include <string.h>
#include "key.h"
 
void Key_Init(KeyHandle_TypeDef *Handle)
{
	Handle->previous = GPIO_PIN_SET;
	Handle->current = GPIO_PIN_SET;//类型是GPIO_PinState，先都赋值成1
}
 
void Key_Scan(KeyHandle_TypeDef *Handle)
{
	Handle->current = HAL_GPIO_ReadPin(Handle->GPIO_Port, Handle->GPIO_Pin);//读KEY1引脚的值
	if(Handle->previous == GPIO_PIN_RESET && Handle->current == GPIO_PIN_SET)//按钮被点击，即上一次为0，这一次为1
	{
		Handle->ClickedCallback();
	}
	Handle->previous = Handle->current;
}
 

User -> Tasks -> Key_Task.c

#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "key.h"
#include "main.h"
#include <string.h>
#include "key1.h"
#include "key2.h"
#include "key3.h"
#include "key4.h"
#include "key5.h"
#include "key6.h"
 
void KeyTask(void *pvParameters)
{
	Key1_Init();
	Key2_Init();
	Key3_Init();
	Key4_Init();
	Key5_Init();
	Key6_Init();
	for(;;)
	{
		Key1_Scan();
		Key2_Scan();
		Key3_Scan();
		Key4_Scan();
		Key5_Scan();
		Key6_Scan();
		vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10));//延迟10ms
	}
}

User -> Keys ->key1.c

#include "key.h"
#include <string.h>
 
static KeyHandle_TypeDef hkey1;
 
static void KEY1_ClickedCallback(void);
 
void Key1_Init(void)//初始化key1
{
	hkey1.GPIO_Port = KEY1_GPIO_Port;
	hkey1.GPIO_Pin = KEY1_Pin;
	hkey1.ClickedCallback = KEY1_ClickedCallback;
	Key_Init(&hkey1);
}
 
void Key1_Scan(void)//key1扫描
{
	Key_Scan(&hkey1);
}
 
static void KEY1_ClickedCallback(void)//key1的回调函数
{
	extern UART_HandleTypeDef huart1;
	HAL_UART_Transmit(&huart1, (const uint8_t *)"KEY1 Clicked.\n", strlen("KEY1 Clicked.\n"), HAL_MAX_DELAY);
}

其他按钮的程序与key1类似，不再赘述。
实验现象：