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软件SPI可以驱动屏幕

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2026-07-14 14:44:07 +08:00
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192
STM32F103C8T6/Drivers/BSP/MultiButton/button_driver.c Normal file
View File

@@ -0,0 +1,192 @@
/*
* 模块名称：按键驱动适配层
* 模块功能：提供MultiButton库与STM32 HAL库的适配接口
* 适用平台：STM32F103C8T6
* 作者：王建锋
* 创建日期：2026-07-13
* 修改记录：
* 2026-07-13 王建锋 创建初始版本
*/
#include "button_driver.h"
#include "main.h"
#include <stdio.h>
/* 按键句柄数组 */
static Button s_button_handles[BUTTON_ID_MAX];
/* 按键GPIO端口和引脚映射表 */
typedef struct {
GPIO_TypeDef* port; /* GPIO端口 */
uint16_t pin; /* GPIO引脚 */
} ButtonGpio_t;
static const ButtonGpio_t s_button_gpio[BUTTON_ID_MAX] = {
{KEY1_GPIO_Port, KEY1_Pin}, /* KEY1: PB4 左上*/
{KEY2_GPIO_Port, KEY2_Pin}, /* KEY2: PB5 右上*/
{KEY3_GPIO_Port, KEY3_Pin}, /* KEY3: PB3 右下*/
{KEY4_GPIO_Port, KEY4_Pin}, /* KEY4: PC14 左下*/
{KEY5_GPIO_Port, KEY5_Pin}, /* KEY5: PC15 中间*/
};
/*
* 函数功能：获取指定按键的电平状态
* 入口参数：button_id - 按键标识符
* 返回值：GPIO电平值 (0或1)
* 函数说明：根据按键ID读取对应GPIO引脚的电平
*/
uint8_t button_driver_read_level(uint8_t button_id)
{
if (button_id >= BUTTON_ID_MAX) {
return 0;
}
return HAL_GPIO_ReadPin(s_button_gpio[button_id].port, s_button_gpio[button_id].pin);
}
/*
* 函数功能：KEY1按键回调函数
* 入口参数：handle - 按键句柄
* user_data - 用户数据指针
* 返回值：无
* 函数说明：KEY1按下时翻转LED
*/
static void button_key1_callback(Button* handle, void* user_data)
{
(void)handle;
(void)user_data;
printf("KEY1\n");
}
/*
* 函数功能：KEY2单击回调函数
* 入口参数：handle - 按键句柄
* user_data - 用户数据指针
* 返回值：无
* 函数说明：KEY2单击时点亮LED
*/
static void button_key2_single_click(Button* handle, void* user_data)
{
(void)handle;
(void)user_data;
printf("KEY2\n");
}
/*
* 函数功能：KEY3单击回调函数
* 入口参数：handle - 按键句柄
* user_data - 用户数据指针
* 返回值：无
* 函数说明：KEY3单击事件处理
*/
static void button_key3_single_click(Button* handle, void* user_data)
{
(void)handle;
(void)user_data;
printf("KEY3: \n");
}
/*
* 函数功能：KEY4单击回调函数
* 入口参数：handle - 按键句柄
* user_data - 用户数据指针
* 返回值：无
* 函数说明：KEY4单击事件处理
*/
static void button_key4_single_click(Button* handle, void* user_data)
{
(void)handle;
(void)user_data;
printf("KEY4\n");
}
/*
* 函数功能：KEY5单击回调函数
* 入口参数：handle - 按键句柄
* user_data - 用户数据指针
* 返回值：无
* 函数说明：KEY5单击事件处理
*/
static void button_key5_single_click(Button* handle, void* user_data)
{
(void)handle;
(void)user_data;
printf("KEY5\n");
}
/*
* 函数功能：按键驱动初始化
* 入口参数：无
* 返回值：无
* 函数说明：初始化所有按键对象，注册回调函数，启动按键轮询
*/
void button_driver_init(void)
{
/* 初始化KEY1 */
button_init(&s_button_handles[BUTTON_ID_KEY1],
button_driver_read_level,
BUTTON_ACTIVE_LEVEL_LOW,
BUTTON_ID_KEY1);
button_attach(&s_button_handles[BUTTON_ID_KEY1],
BTN_SINGLE_CLICK,
button_key1_callback,
NULL);
button_start(&s_button_handles[BUTTON_ID_KEY1]);
/* 初始化KEY2 */
button_init(&s_button_handles[BUTTON_ID_KEY2],
button_driver_read_level,
BUTTON_ACTIVE_LEVEL_LOW,
BUTTON_ID_KEY2);
button_attach(&s_button_handles[BUTTON_ID_KEY2],
BTN_SINGLE_CLICK,
button_key2_single_click,
NULL);
button_start(&s_button_handles[BUTTON_ID_KEY2]);
/* 初始化KEY3 */
button_init(&s_button_handles[BUTTON_ID_KEY3],
button_driver_read_level,
BUTTON_ACTIVE_LEVEL_LOW,
BUTTON_ID_KEY3);
button_attach(&s_button_handles[BUTTON_ID_KEY3],
BTN_SINGLE_CLICK,
button_key3_single_click,
NULL);
button_start(&s_button_handles[BUTTON_ID_KEY3]);
/* 初始化KEY4 */
button_init(&s_button_handles[BUTTON_ID_KEY4],
button_driver_read_level,
BUTTON_ACTIVE_LEVEL_LOW,
BUTTON_ID_KEY4);
button_attach(&s_button_handles[BUTTON_ID_KEY4],
BTN_SINGLE_CLICK,
button_key4_single_click,
NULL);
button_start(&s_button_handles[BUTTON_ID_KEY4]);
/* 初始化KEY5 */
button_init(&s_button_handles[BUTTON_ID_KEY5],
button_driver_read_level,
BUTTON_ACTIVE_LEVEL_LOW,
BUTTON_ID_KEY5);
button_attach(&s_button_handles[BUTTON_ID_KEY5],
BTN_SINGLE_CLICK,
button_key5_single_click,
NULL);
button_start(&s_button_handles[BUTTON_ID_KEY5]);
}
/*
* 函数功能：获取指定按键的事件
* 入口参数：button_id - 按键标识符
* 返回值：按键事件
* 函数说明：返回指定按键的当前事件
*/
ButtonEvent button_driver_get_event(uint8_t button_id)
{
if (button_id >= BUTTON_ID_MAX) {
return BTN_NONE_PRESS;
}
return button_get_event(&s_button_handles[button_id]);
}

63
STM32F103C8T6/Drivers/BSP/MultiButton/button_driver.h Normal file
View File

@@ -0,0 +1,63 @@
/*
* 模块名称：按键驱动适配层
* 模块功能：提供MultiButton库与STM32 HAL库的适配接口
* 适用平台：STM32F103C8T6
* 作者：王建锋
* 创建日期：2026-07-13
* 修改记录：
* 2026-07-13 王建锋 创建初始版本
*/
#ifndef __BUTTON_DRIVER_H
#define __BUTTON_DRIVER_H
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
#include "multi_button.h"
#include "main.h"
/* 按键ID定义 */
typedef enum {
BUTTON_ID_KEY1 = 0, /* KEY1: PB4 */
BUTTON_ID_KEY2, /* KEY2: PB5 */
BUTTON_ID_KEY3, /* KEY3: PB3 */
BUTTON_ID_KEY4, /* KEY4: PC14 */
BUTTON_ID_KEY5, /* KEY5: PC15 */
BUTTON_ID_MAX /* 按键总数 */
} ButtonId_t;
/* 按键有效电平定义 */
#define BUTTON_ACTIVE_LEVEL_LOW 0 /* 低电平有效 */
#define BUTTON_ACTIVE_LEVEL_HIGH 1 /* 高电平有效 */
/*
* 函数功能：按键驱动初始化
* 入口参数：无
* 返回值：无
* 函数说明：初始化所有按键对象，注册回调函数，启动按键轮询
*/
void button_driver_init(void);
/*
* 函数功能：获取指定按键的电平状态
* 入口参数：button_id - 按键标识符
* 返回值：GPIO电平值 (0或1)
* 函数说明：根据按键ID读取对应GPIO引脚的电平
*/
uint8_t button_driver_read_level(uint8_t button_id);
/*
* 函数功能：获取指定按键的事件
* 入口参数：button_id - 按键标识符
* 返回值：按键事件
* 函数说明：返回指定按键的当前事件
*/
ButtonEvent button_driver_get_event(uint8_t button_id);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif /* __BUTTON_DRIVER_H */

334
STM32F103C8T6/Drivers/BSP/MultiButton/multi_button.c Normal file
View File

@@ -0,0 +1,334 @@
/*
* Copyright (c) 2016 Zibin Zheng <znbin@qq.com>
* All rights reserved.
*/
#include "multi_button.h"
/* 回调执行宏，包含空值检查，传递user_data */
#define EVENT_CB(ev) do { if (handle->cb[ev]) handle->cb[ev](handle, handle->user_data); } while(0)
/* 按键句柄链表头 */
static Button* head_handle = NULL;
/* 前向声明 */
static void button_handler(Button* handle);
static inline uint8_t button_read_level(Button* handle);
/*
* 函数功能：初始化按键结构体句柄
* 入口参数：handle - 按键句柄结构体指针
* pin_level - 读取按键GPIO电平的函数指针
* active_level - 按下时的有效电平
* button_id - 按键标识符
* 返回值：无
* 函数说明：初始化按键状态机和所有参数
*/
void button_init(Button* handle, uint8_t(*pin_level)(uint8_t), uint8_t active_level, uint8_t button_id)
{
if (!handle || !pin_level) {
return;
}
memset(handle, 0, sizeof(Button));
handle->event = (uint8_t)BTN_NONE_PRESS;
handle->hal_button_level = pin_level;
handle->button_level = !active_level;
handle->active_level = active_level;
handle->button_id = button_id;
handle->state = BTN_STATE_IDLE;
}
/*
* 函数功能：绑定按键事件回调函数
* 入口参数：handle - 按键句柄结构体指针
* event - 触发事件类型
* cb - 回调函数
* user_data - 传递给回调的用户上下文指针
* 返回值：无
* 函数说明：为指定事件注册回调函数
*/
void button_attach(Button* handle, ButtonEvent event, BtnCallback cb, void* user_data)
{
if (!handle || event >= BTN_EVENT_COUNT) {
return;
}
handle->cb[event] = cb;
handle->user_data = user_data;
}
/*
* 函数功能：解绑按键事件回调函数
* 入口参数：handle - 按键句柄结构体指针
* event - 触发事件类型
* 返回值：无
* 函数说明：移除指定事件的回调函数
*/
void button_detach(Button* handle, ButtonEvent event)
{
if (!handle || event >= BTN_EVENT_COUNT) {
return;
}
handle->cb[event] = NULL;
}
/*
* 函数功能：获取按键事件
* 入口参数：handle - 按键句柄结构体指针
* 返回值：按键事件
* 函数说明：返回当前发生的按键事件
*/
ButtonEvent button_get_event(Button* handle)
{
if (!handle) {
return BTN_NONE_PRESS;
}
return (ButtonEvent)(handle->event);
}
/*
* 函数功能：获取按键重复按下次数
* 入口参数：handle - 按键句柄结构体指针
* 返回值：重复按下次数
* 函数说明：返回连击次数
*/
uint8_t button_get_repeat_count(Button* handle)
{
if (!handle) {
return 0;
}
return handle->repeat;
}
/*
* 函数功能：重置按键状态到空闲
* 入口参数：handle - 按键句柄结构体指针
* 返回值：无
* 函数说明：将按键状态机重置为初始状态
*/
void button_reset(Button* handle)
{
if (!handle) {
return;
}
handle->state = BTN_STATE_IDLE;
handle->ticks = 0;
handle->repeat = 0;
handle->event = (uint8_t)BTN_NONE_PRESS;
handle->debounce_cnt = 0;
}
/*
* 函数功能：检查按键是否按下
* 入口参数：handle - 按键句柄结构体指针
* 返回值：1 - 按下，0 - 未按下，-1 - 错误
* 函数说明：检查当前按键是否处于按下状态
*/
int button_is_pressed(Button* handle)
{
if (!handle) {
return -1;
}
return (handle->button_level == handle->active_level) ? 1 : 0;
}
/*
* 函数功能：读取按键电平
* 入口参数：handle - 按键句柄结构体指针
* 返回值：按键电平
* 函数说明：通过HAL函数读取GPIO电平
*/
static inline uint8_t button_read_level(Button* handle)
{
return handle->hal_button_level(handle->button_id);
}
/*
* 函数功能：按键驱动核心函数，驱动状态机
* 入口参数：handle - 按键句柄结构体指针
* 返回值：无
* 函数说明：实现按键消抖和事件检测的状态机
*/
static void button_handler(Button* handle)
{
uint8_t read_gpio_level = button_read_level(handle);
/* 非空闲状态下增加tick计数器（饱和处理） */
if (handle->state > BTN_STATE_IDLE) {
if (handle->ticks < UINT16_MAX) {
handle->ticks++;
}
}
/* 按键消抖处理 */
if (read_gpio_level != handle->button_level) {
if (++(handle->debounce_cnt) >= DEBOUNCE_TICKS) {
handle->button_level = read_gpio_level;
handle->debounce_cnt = 0;
}
} else {
handle->debounce_cnt = 0;
}
/* 状态机 */
switch (handle->state) {
case BTN_STATE_IDLE:
if (handle->button_level == handle->active_level) {
/* 检测到按键按下 */
handle->event = (uint8_t)BTN_PRESS_DOWN;
EVENT_CB(BTN_PRESS_DOWN);
handle->ticks = 0;
handle->repeat = 1;
handle->state = BTN_STATE_PRESS;
} else {
handle->event = (uint8_t)BTN_NONE_PRESS;
}
break;
case BTN_STATE_PRESS:
if (handle->button_level != handle->active_level) {
/* 按键释放 */
handle->event = (uint8_t)BTN_PRESS_UP;
EVENT_CB(BTN_PRESS_UP);
handle->ticks = 0;
handle->state = BTN_STATE_RELEASE;
} else if (handle->ticks > LONG_TICKS) {
/* 检测到长按 */
handle->event = (uint8_t)BTN_LONG_PRESS_START;
EVENT_CB(BTN_LONG_PRESS_START);
handle->state = BTN_STATE_LONG_HOLD;
}
break;
case BTN_STATE_RELEASE:
if (handle->button_level == handle->active_level) {
/* 按键再次按下 */
handle->event = (uint8_t)BTN_PRESS_DOWN;
EVENT_CB(BTN_PRESS_DOWN);
if (handle->repeat < PRESS_REPEAT_MAX_NUM) {
handle->repeat++;
}
handle->event = (uint8_t)BTN_PRESS_REPEAT;
EVENT_CB(BTN_PRESS_REPEAT);
handle->ticks = 0;
handle->state = BTN_STATE_REPEAT;
} else if (handle->ticks > SHORT_TICKS) {
/* 超时，判断点击类型 */
if (handle->repeat == 1) {
handle->event = (uint8_t)BTN_SINGLE_CLICK;
EVENT_CB(BTN_SINGLE_CLICK);
} else if (handle->repeat == 2) {
handle->event = (uint8_t)BTN_DOUBLE_CLICK;
EVENT_CB(BTN_DOUBLE_CLICK);
}
handle->state = BTN_STATE_IDLE;
}
break;
case BTN_STATE_REPEAT:
if (handle->button_level != handle->active_level) {
/* 按键释放 */
handle->event = (uint8_t)BTN_PRESS_UP;
EVENT_CB(BTN_PRESS_UP);
if (handle->ticks < SHORT_TICKS) {
handle->ticks = 0;
handle->state = BTN_STATE_RELEASE;
} else {
handle->state = BTN_STATE_IDLE;
}
} else if (handle->ticks > SHORT_TICKS) {
/* 按住时间过长，视为普通按下 */
handle->ticks = 0;
handle->repeat = 0;
handle->state = BTN_STATE_PRESS;
}
break;
case BTN_STATE_LONG_HOLD:
if (handle->button_level == handle->active_level) {
/* 继续保持按下 */
handle->event = (uint8_t)BTN_LONG_PRESS_HOLD;
EVENT_CB(BTN_LONG_PRESS_HOLD);
} else {
/* 从长按中释放 */
handle->event = (uint8_t)BTN_PRESS_UP;
EVENT_CB(BTN_PRESS_UP);
handle->state = BTN_STATE_IDLE;
}
break;
default:
/* 无效状态，重置为空闲 */
handle->state = BTN_STATE_IDLE;
break;
}
}
/*
* 函数功能：启动按键工作，将句柄添加到工作链表
* 入口参数：handle - 目标句柄结构体指针
* 返回值：0 - 成功，-1 - 已存在，-2 - 无效参数
* 函数说明：将按键添加到轮询链表中
*/
int button_start(Button* handle)
{
if (!handle) {
return -2;
}
Button* target = head_handle;
while (target) {
if (target == handle) {
return -1;
}
target = target->next;
}
handle->next = head_handle;
head_handle = handle;
return 0;
}
/*
* 函数功能：停止按键工作，从工作链表移除句柄
* 入口参数：handle - 目标句柄结构体指针
* 返回值：无
* 函数说明：将按键从轮询链表中移除
*/
void button_stop(Button* handle)
{
if (!handle) {
return;
}
Button** curr;
for (curr = &head_handle; *curr; ) {
Button* entry = *curr;
if (entry == handle) {
*curr = entry->next;
entry->next = NULL;
return;
} else {
curr = &entry->next;
}
}
}
/*
* 函数功能：后台tick处理，定时器重复调用，间隔5ms
* 入口参数：无
* 返回值：无
* 函数说明：遍历链表调用每个按键的状态机处理函数
*/
void button_ticks(void)
{
Button* target;
Button* next;
target = head_handle;
while (target) {
next = target->next;
button_handler(target);
target = next;
}
}

95
STM32F103C8T6/Drivers/BSP/MultiButton/multi_button.h Normal file
View File

@@ -0,0 +1,95 @@
/*
* Copyright (c) 2016 Zibin Zheng <znbin@qq.com>
* All rights reserved.
*/
#ifndef MULTI_BUTTON_H
#define MULTI_BUTTON_H
#include <stdint.h>
#include <string.h>
/* 版本信息 */
#define MULTIBUTTON_VERSION_MAJOR 1
#define MULTIBUTTON_VERSION_MINOR 1
#define MULTIBUTTON_VERSION_PATCH 1
/* 配置常量 - 可根据需求修改 */
#define TICKS_INTERVAL 5 /* 定时器轮询间隔，单位：毫秒 */
#define DEBOUNCE_TICKS 3 /* 消抖滤波深度，最大7 (0~7) */
#define SHORT_TICKS (300 / TICKS_INTERVAL) /* 短按阈值 */
#define LONG_TICKS (1000 / TICKS_INTERVAL) /* 长按阈值 */
#define PRESS_REPEAT_MAX_NUM 15 /* 最大重复计数器值 */
/* 编译时检查：debounce_cnt 是3位域，最大值为7 */
#if DEBOUNCE_TICKS > 7
#error "DEBOUNCE_TICKS exceeds 3-bit field maximum (7)"
#endif
/* 前向声明 */
typedef struct _Button Button;
/* 按键回调函数类型 */
typedef void (*BtnCallback)(Button* handle, void* user_data);
/* 按键事件类型 */
typedef enum {
BTN_PRESS_DOWN = 0, /* 按键按下 */
BTN_PRESS_UP, /* 按键释放 */
BTN_PRESS_REPEAT, /* 重复按下检测 */
BTN_SINGLE_CLICK, /* 单击完成 */
BTN_DOUBLE_CLICK, /* 双击完成 */
BTN_LONG_PRESS_START, /* 长按开始 */
BTN_LONG_PRESS_HOLD, /* 长按保持 */
BTN_EVENT_COUNT, /* 事件总数 */
BTN_NONE_PRESS /* 无事件 */
} ButtonEvent;
/* 按键状态机状态 */
typedef enum {
BTN_STATE_IDLE = 0, /* 空闲状态 */
BTN_STATE_PRESS, /* 按下状态 */
BTN_STATE_RELEASE, /* 释放后等待超时 */
BTN_STATE_REPEAT, /* 重复按下状态 */
BTN_STATE_LONG_HOLD /* 长按保持状态 */
} ButtonState;
/* 按键结构体 */
struct _Button {
uint16_t ticks; /* tick计数器 */
uint8_t repeat : 4; /* 重复计数器 (0-15) */
uint8_t event : 4; /* 当前事件 (0-15) */
uint8_t state : 3; /* 状态机状态 (0-7) */
uint8_t debounce_cnt : 3; /* 消抖计数器 (0-7) */
uint8_t active_level : 1; /* 有效GPIO电平 (0或1) */
uint8_t button_level : 1; /* 当前按键电平 */
uint8_t button_id; /* 按键标识符 */
uint8_t (*hal_button_level)(uint8_t button_id); /* HAL读取GPIO函数 */
BtnCallback cb[BTN_EVENT_COUNT]; /* 回调函数数组 */
void* user_data; /* 传递给回调的用户上下文指针 */
Button* next; /* 链表中的下一个按键 */
};
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/* 公共API函数 */
void button_init(Button* handle, uint8_t(*pin_level)(uint8_t), uint8_t active_level, uint8_t button_id);
void button_attach(Button* handle, ButtonEvent event, BtnCallback cb, void* user_data);
void button_detach(Button* handle, ButtonEvent event);
ButtonEvent button_get_event(Button* handle);
int button_start(Button* handle);
void button_stop(Button* handle);
void button_ticks(void);
/* 工具函数 */
uint8_t button_get_repeat_count(Button* handle);
void button_reset(Button* handle);
int button_is_pressed(Button* handle);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif /* MULTI_BUTTON_H */