在51和STM32单片机上使用面向对象的编程，第二篇：强大的按键能爆炸

safu枫 · 发表于 2018-5-3 16:56:00

本帖最后由 safu枫于 2018-5-4 09:07 编辑

在51和STM32单片机上使用面向对象的编程，第二篇：强大的按键能爆炸学完点亮一盏灯了，我们接下来学习如何通过按键点亮一盏灯;
首先我们还是介绍传统的按键处理函数
[mw_shl_code=c,true]void key_scanf()
{
   if(key1 == key_down)
{
      .......
}
if(key2 == key_down)
{
   .........
}
........
}[/mw_shl_code]

我们先来分析这种结构的问题
首先，很多按键全部堆在一起，里面编写处理函数，逻辑上很混乱，其次如果我想要实现长按键处理可能就得加全局变量，或者我想要禁止某个按键失能某个按键怎么办？如果按键有十几个
但是大部分功能都相似又怎么办？
突然按键的功能要修改，然后过几天客户说又要修改回来。。。以上总总问题都是我遇到过的

所以我现在这样写按键程序：
首先我们还是得有抽象化编程的思路，先想好我这个按键类需要有什么样的方法，有什么样的属性，然后根据这些创建一个结构体，或者叫创建一个类
1：和LED一样我们需要有设置端口的方法，和记录端口的变量（属性）；
2：我想有一个短按键处理和一个长按按键处理，所以需要有相关的属性变量；
3：有一个能设置该按键使能的方法和相关属性
。。。。
反正大家根据这种思路去想去编写，然后就是这里本篇不会把所有功能和代码介绍，本篇最主要的是想介绍面向对象中多态的使用
开始吧，我们先创建一个结构体
[mw_shl_code=c,true]typedef struct CLASS_KEY{
  void  (* const  KEYShortHand)(struct CLASS_KEY * p);       //KEY短按按键处理函数
  void  (* const  KEYLongHand)(struct CLASS_KEY * p);       //KEY1长按按键处理函数
  void  (* const SetShortEventCMD)(struct CLASS_KEY * p,unsigned char cmd);  //设置使能或者失能
  void  (* const SetLongEventCMD)(struct CLASS_KEY * p,unsigned char cmd );  //设置使能或者失能
  void  (* const SetKeyGPIOCMD)(struct CLASS_KEY * p, GPIO_TypeDef* GPIOx, u16 GPIO_Pin);  //设置端口函数
  GPIO_TypeDef* GPIOx;
  u16 GPIO_Pin;
  unsigned short int KEY_Times;                               //用于记录按键按下的时间用来判断区别长按和短按
  unsigned char KEY_ShortEvent_EN; //使能标志位
  unsigned char KEY_LongEvent_EN;
}typ_CLASS_KEY;[/mw_shl_code]然后我们来编写一下结构体中所需的函数
首先是设置端口，这一点和上一篇有些不同，我们会用到一个链表结构
[mw_shl_code=c,true]void SetKeyGPIO(struct CLASS_KEY * p,GPIO_TypeDef* GPIOx,u16 GPIO_Pin)
{
  //KEY
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  p->GPIO_Pin = GPIO_Pin;
  p->GPIOx = GPIOx;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
  GPIO_Init(GPIOx, &GPIO_InitStructure);

  key_list.AddKEY_List(p);
}[/mw_shl_code]
[mw_shl_code=c,true]void KEY1_ShortPrintfHand(struct CLASS_KEY * p)//按键1短按按键处理函数
{
  if(p->KEY_ShortEvent_EN)
  {
if((p->KEY_Times >= 1) && ((p->KEY_Times <= 49)))
{
   printf("KEY1短按事件\r\n");
}
  }
}

void KEY1_LongPrintfHand(struct CLASS_KEY * p)//按键1长按按键处理函数
{
  if(p->KEY_LongEvent_EN)
  {
if(p->KEY_Times>=50)
{
   printf("KEY1长按事件\r\n");
}
  }
}[/mw_shl_code][mw_shl_code=c,true]void SetShortEventCMD(struct CLASS_KEY * p,unsigned char cmd)
{
  p->KEY_ShortEvent_EN = cmd;
}

void SetLongEventCMD(struct CLASS_KEY * p,unsigned char cmd)
{
  p->KEY_LongEvent_EN = cmd;
}[/mw_shl_code]
宏定义：
[mw_shl_code=c,true]#define NewKey(pKEY_ShortHand,pKEY_LongHand) {          \
  pKEY_ShortHand,             \
  pKEY_LongHand,                \
  SetShortEventCMD,             \
  SetLongEventCMD,             \
  SetKeyGPIO,                   \
  0,                            \
  0,                            \
  0,                            \
  1,                            \
  1                            \
} [/mw_shl_code]
好了我们编写完相关函数后就来定义这个结构体给它赋值（实例化这个类）
[mw_shl_code=applescript,true]typ_CLASS_KEY key1 = NewKey(KEY1_ShortPrintfHand,KEY1_LongPrintfHand);
key1.SetKeyGPIOCMD(&key1, GPIOE, GPIO_Pin_3);
[/mw_shl_code]

这里我们先要编写一个按键扫描函数，由于我想要一劳永逸，这里会用到链表结构，就是在定义按键端口的时候会把这个对象添加到链表结构中去，所以增减按键就不用去动扫描函数了，是不是贼棒。。
上代码：
先定义一个链表节点的结构体
[mw_shl_code=c,true]typedef struct CLASS_KEY_List
{
  void (* const AddKEY_List)(struct CLASS_KEY * p);
  typ_CLASS_KEY * _KEY_ListNode;
  struct CLASS_KEY_List * _KEY_ListNext;
}typ_CLASS_KEY_List;[/mw_shl_code]

接下来是扫描函数
[mw_shl_code=c,true]void KEY_Scanf()
{
typ_CLASS_KEY_List * p_temp;
p_temp = &key_list;
while(p_temp != 0)
{
if(GPIO_ReadInputDataBit(p_temp->_KEY_ListNode->GPIOx, p_temp->_KEY_ListNode->GPIO_Pin) == 0)
{
   delay_ms(20);
   if(GPIO_ReadInputDataBit(p_temp->_KEY_ListNode->GPIOx, p_temp->_KEY_ListNode->GPIO_Pin) == 0)
   {
      while(!GPIO_ReadInputDataBit(p_temp->_KEY_ListNode->GPIOx, p_temp->_KEY_ListNode->GPIO_Pin))
      {
      delay_ms(20);
      p_temp->_KEY_ListNode->KEY_Times ++;
      }
      p_temp->_KEY_ListNode->KEYShortHand(p_temp->_KEY_ListNode);
      p_temp->_KEY_ListNode->KEYLongHand(p_temp->_KEY_ListNode);
      p_temp->_KEY_ListNode->KEY_Times = 0;
   }
}
p_temp = p_temp->_KEY_ListNext;
  }
}[/mw_shl_code]

最后把按键扫描函数放在大循环里面轮询就好了。。。。。
最后我们分析一下，这样写的好处：逻辑清楚，每个按键处理函数单独写出来
我每增加一个按键不需要去修改扫描函数
如果有功能类似的按键处理函数直接套用
如果按键如果函数随时需要改动只需要修改按键处理函数指针就好，这和后面我要介绍的状态机模式一样，比如当我按下第一次按键的时候我是打开灯光，当我第二次按下的时候我是炸毁房子。。。哈哈我这里介绍一下炸毁房子按键的写法这也就是面向对象里面的多态
[mw_shl_code=c,true]void KEY1_ShortPrintfHand(struct CLASS_KEY * p)
{
  if(p->KEY_ShortEvent_EN)
  {
if((p->KEY_Times >= 1) && ((p->KEY_Times <= 49)))
{
   printf("KEY1短按处理事件，打开灯光\r\n");
   p->KEYShortHand = 爆炸函数; //这里把该按键的短按按键处理函数替换成爆炸函数当下次按下按键的时候就会调用爆炸函数而不是现在这个到时候就会爆炸.....
}
  }
}[/mw_shl_code]

有人反映这样使用链表内存开销比较大，而且对于新手也不太容易理解和操作，这里可以改成数组来存储按键对象（按键结构体），然后只需要遍历数组就好了，只不过每次需要多操作几步
需要改变数组元素大小，当然使用宏定义也非常方便