C语言如何判断按钮抬起

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作者:

@小白创作中心

C语言如何判断按钮抬起

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来源

https://docs.pingcode.com/baike/1312945

在C语言中判断按钮抬起可以通过轮询、硬件中断、状态机等方法实现。这其中，硬件中断是一种高效且常见的方法。硬件中断通过捕获特定的事件（例如，按钮的按下和抬起）来触发相应的中断服务程序，从而判断按钮的状态。接下来，我们将详细探讨如何在C语言中实现这一功能。

一、硬件中断

1、硬件中断概述

硬件中断是一种由硬件设备发出的信号，用来通知CPU有特定的事件发生。按钮抬起可以通过配置外部中断来检测。当按钮从按下状态变为抬起状态时，触发一个外部中断，CPU会暂停当前执行的任务，转而执行中断服务程序（ISR）。

2、配置硬件中断

为了使硬件中断工作，需要以下几个步骤：

选择合适的引脚：首先选择一个支持外部中断功能的引脚。
配置中断触发模式：配置为上升沿触发，这意味着当按钮从低电平变为高电平时触发中断。
编写中断服务程序：在中断服务程序中处理按钮抬起的逻辑。

示例代码

假设我们使用的是一个基于ARM Cortex-M的微控制器，以下是一个简单的示例代码：

#include "stm32f4xx.h"  // 假设使用STM32F4系列

void EXTI0_IRQHandler(void) {  
    if (EXTI->PR & EXTI_PR_PR0) {  // 检查中断挂起位  
        EXTI->PR |= EXTI_PR_PR0;   // 清除中断挂起位  
        // 在这里处理按钮抬起的逻辑  
        printf("Button Released\n");  
    }  
}  

void configure_button_interrupt(void) {  
    // 使能GPIOA时钟  
    RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOAEN;  
    // 配置PA0为输入模式  
    GPIOA->MODER &= ~GPIO_MODER_MODER0;  
    // 配置PA0为外部中断  
    SYSCFG->EXTICR[0] &= ~SYSCFG_EXTICR1_EXTI0;  
    SYSCFG->EXTICR[0] |= SYSCFG_EXTICR1_EXTI0_PA;  
    // 配置上升沿触发  
    EXTI->RTSR |= EXTI_RTSR_TR0;  
    // 使能中断  
    EXTI->IMR |= EXTI_IMR_IM0;  
    // 设置中断优先级并使能中断  
    NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn, 2);  
    NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);  
}  

int main(void) {  
    configure_button_interrupt();  
    while (1) {  
        // 主循环  
    }  
}

3、硬件中断的优点

硬件中断的优势在于它是由硬件直接触发的，响应速度快，适用于对响应时间要求较高的场合。此外，它不需要不断地轮询按钮状态，节省了CPU资源，提高了系统效率。

二、状态机

1、状态机概述

状态机是一种在不同状态之间转换的模型。通过定义按钮的不同状态（如按下、抬起、长按等），可以准确地检测按钮的状态变化。状态机通常在主循环或定时器中实现，通过定期检查按钮状态并根据状态转换规则进行相应的处理。

2、实现状态机

以下是一个简单的状态机实现示例：

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>  

typedef enum {  
    BUTTON_IDLE,  
    BUTTON_PRESSED,  
    BUTTON_RELEASED  
} ButtonState;  

ButtonState current_state = BUTTON_IDLE;  
bool button_pressed = false;  // 模拟按钮状态  

void check_button_state(void) {  
    switch (current_state) {  
        case BUTTON_IDLE:  
            if (button_pressed) {  
                current_state = BUTTON_PRESSED;  
                printf("Button Pressed\n");  
            }  
            break;  
        case BUTTON_PRESSED:  
            if (!button_pressed) {  
                current_state = BUTTON_RELEASED;  
                printf("Button Released\n");  
            }  
            break;  
        case BUTTON_RELEASED:  
            if (!button_pressed) {  
                current_state = BUTTON_IDLE;  
            } else {  
                current_state = BUTTON_PRESSED;  
            }  
            break;  
    }  
}  

int main(void) {  
    while (1) {  
        check_button_state();  
        // 模拟按钮状态变化  
        button_pressed = !button_pressed;  
    }  
}

3、状态机的优点

状态机的优点在于它的逻辑清晰，易于理解和维护。适用于按钮状态较为复杂的场合，例如需要检测长按、双击等操作。此外，状态机还可以与其他逻辑模块结合，实现更复杂的功能。

三、轮询

1、轮询概述

轮询是一种通过定期检查按钮状态来判断其是否被按下或抬起的方式。虽然轮询的实现简单，但它可能会占用较多的CPU资源，尤其是在按钮状态变化频繁的情况下。

2、实现轮询

以下是一个简单的轮询实现示例：

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>  

bool button_pressed = false;  // 模拟按钮状态  

void check_button_polling(void) {  
    static bool last_state = false;  
    if (button_pressed && !last_state) {  
        printf("Button Pressed\n");  
    } else if (!button_pressed && last_state) {  
        printf("Button Released\n");  
    }  
    last_state = button_pressed;  
}  

int main(void) {  
    while (1) {  
        check_button_polling();  
        // 模拟按钮状态变化  
        button_pressed = !button_pressed;  
    }  
}