实现按键单击、双击和长按事件的FreeRTOS任务

在嵌入式系统中，按键的处理是常见的任务之一。为了更好地理解和利用嵌入式系统中的按键，我们创建了一个基于FreeRTOS的任务，用于处理按键的单击、双击和长按事件。这个任务能够准确地识别按键事件并执行相应的操作。
任务简介
我们创建了一个名为Key_Task的FreeRTOS任务，它具有以下功能：

• 识别按键的单击、双击和长按事件。
• 防止按键卡死。
• 在按键事件发生时执行相应的操作。

任务状态机
我们使用状态机来实现按键处理任务。任务的状态机包括以下状态

• 空闲状态（IDLE_STATE）
• 按键按下状态（PRESS_DETECTED_STATE）
• 按键释放状态（RELEASE_DETECTED_STATE）
• 短按状态（SHORT_PRESS_STATE）
• 长按状态（LONG_PRESS_STATE）
• 双击状态（DOUBLE_PRESS_STATE）
• 长按结束状态（LONG_PRESS_STATE_END）

任务参数和阈值
任务使用一些参数和阈值来确定按键事件的触发条件：

• SHORT_CLICK_THRESHOLD：第一次松开时间和第二次按下时间的判断时长
• LONG_PRESS_THRESHOLD：定义长按的时间阈值。
• PRESS_Time：判断毛刺时长。
• BUTTON_ERROR_Time：按键长久状态卡死阈值。

任务功能

1. 当按键被按下时，任务将进入PRESS_DETECTED_STATE状态，记录按下时间。
2. 如果按键在一定时间内释放，则任务将进入RELEASE_DETECTED_STATE状态。
3. 如果按键持续按下时间超过LONG_PRESS_THRESHOLD，任务将进入LONG_PRESS_STATE状态。
4. 防止按键卡死，如果按键长时间保持按下状态，则任务将返回到IDLE_STATE状态。
5. 在RELEASE_DETECTED_STATE状态下，如果按键再次按下并且第二次按下时间在SHORT_CLICK_THRESHOLD内，则任务将进入DOUBLE_PRESS_STATE状态
6. 在RELEASE_DETECTED_STATE状态下，如果按键按下时间超PRESS_Time，并且当前时间与上一次释放时间的时间差大于SHORT_CLICK_THRESHOLD，任务将进入SHORT_PRESS_STATE状态。
7. 在不同状态下执行相应的操作，例如打印单击、长按和双击事件

任务使用示例

static void Key_Task (void* parameter)
{
  typedef enum
  {
    IDLE_STATE,   //空闲
    PRESS_DETECTED_STATE,  //按键按下
    RELEASE_DETECTED_STATE, //按键释放
    SHORT_PRESS_STATE,     //短按
    LONG_PRESS_STATE,     //长按
    DOUBLE_PRESS_STATE,    //双击
		LONG_PRESS_STATE_END //长按结束状态
  } ButtonState;

  uint16_t SHORT_CLICK_THRESHOLD = 400;  // 这个是第一次松开时间和第二次按下时间的判断时长
  uint16_t LONG_PRESS_THRESHOLD = 1000;   // 定义长按的时间阈值（以FreeRTOS时基为单位）
  uint16_t PRESS_Time = 100;             // 判断毛刺时长
  uint16_t BUTTON_ERROR_Time = 1500;   // 按键长久状态卡死阈值

  ButtonState buttonState = IDLE_STATE;  //按键状态
  TickType_t pressStartTime = 0;        //记录按下时间
  TickType_t lastReleaseTime = 0;       //记录上一次释放时间
  TickType_t ReleaseTime = 0;

  while (1)
  {
    int keyStatus = GPIO_ReadInputDataBit (KEY1_INT_GPIO_PORT, KEY1_INT_GPIO_PIN);  //检测按键
    TickType_t currentTime = xTaskGetTickCount();
    switch (buttonState)
    {
    case IDLE_STATE:
      if (keyStatus == 0)   //如果按键按下
      {
        buttonState = PRESS_DETECTED_STATE; //切换到按键按下状态
        pressStartTime = currentTime;       //记录按下时间
      }
      break;

    case PRESS_DETECTED_STATE:    //按键 按下状态
      if (keyStatus == 1)       //检测按键松开时间
      {
        ReleaseTime = currentTime;  //记录按键放松时间
        buttonState = RELEASE_DETECTED_STATE;    //如果按下后释放则进入这里
      }
      else if (currentTime - pressStartTime > LONG_PRESS_THRESHOLD) //判断按键长按的时长如果符合则跳转到这里。
      {
        buttonState = LONG_PRESS_STATE;
      }
			else if(currentTime - pressStartTime>BUTTON_ERROR_Time) //防止按键卡死
			{
			buttonState = IDLE_STATE;
			}
      break;
    case LONG_PRESS_STATE_END:    //长按结束后的状态跳转这里等待按键松开 防止一直处于长按状态   /
      if (keyStatus == 1)
      {
        buttonState = IDLE_STATE;
      }
      break;

    case RELEASE_DETECTED_STATE:    //按键释放过后的状态
      if ( (keyStatus == 0) && (currentTime - ReleaseTime < SHORT_CLICK_THRESHOLD))        //如果按键再次按下并且第二次时长是在500ms以内按下的
      {
        buttonState = DOUBLE_PRESS_STATE;
      }
      else if ( (ReleaseTime - pressStartTime > PRESS_Time) && (currentTime - ReleaseTime > SHORT_CLICK_THRESHOLD)) //判断按键按下时长防止毛刺 在判断当前是否在双击范围内
      {
        buttonState = SHORT_PRESS_STATE;
      }
      else if (currentTime - ReleaseTime > BUTTON_ERROR_Time) //按键出现无法判断情况回到初态
      {
        buttonState = IDLE_STATE;
      }
      break;

    case SHORT_PRESS_STATE:
      printf ("单击\r\n");
      buttonState = LONG_PRESS_STATE_END;
      break;

    case LONG_PRESS_STATE:
      printf ("长按\r\n");
      buttonState = LONG_PRESS_STATE_END;
      break;

    case DOUBLE_PRESS_STATE:
      buttonState = LONG_PRESS_STATE_END;
      printf ("双击\r\n");
      break;
    }
    vTaskDelay (10);
  }
}

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