C 编写一个按钮以在按下时执行一项任务（闩锁）

Question

我对 c 和 Raspberry Pi 比较陌生，正在尝试简单的程序。我想要的是当按钮被按下时它 printfs 一次并且在再次按下按钮之前不会再次 printf，即使按钮被按住（有点像闩锁）。我想也许添加第二个 while 循环可以解决这个问题，但有时它仍然无法检测到按钮按下。

#include <bcm2835.h>
#include <stdio.h>
#define PIN RPI_GPIO_P1_11

int main()
{
    if(!bcm2835_init())
        return 1;

    bcm2835_gpio_fsel(PIN, BCM2835_GPIO_FSEL_INPT);

    while(1)
    {
        if(bcm2835_gpio_lev(PIN))
        {
            printf("The button has been pressed\n");
        }

       while(bcm2835_gpio_lev(PIN)){}
    }

    bcm2835_close();
    return 0;
}

Answer 1

以下函数以标称 1 毫秒的间隔轮询按钮，并要求状态保持“释放”到 20 次连续轮询。这通常足以去抖动大多数开关，同时保持响应能力。

将while(bcm2835_gpio_lev(PIN)){} 循环替换为对waitButtonRelease() 的调用。

#include <unistd.h>
#define DEBOUNCE_MILLISEC 20

void waitButtonRelease()
{
    int debounce = 0 ;

    while( debounce < DEBOUNCE_MILLISEC )
    {
        usleep(1000) ;

        if( bcm2835_gpio_lev(PIN) )
        {
            debounce = 0 ;
        }
        else
        {
            debounce++ ; 
        }
    }
}

您可能会发现还需要对按钮按下和释放进行去抖动处理。以相同的方式完成，但计算相反的状态：

void waitButtonPress()
{
    int debounce = 0 ;

    while( debounce < DEBOUNCE_MILLISEC )
    {
        usleep(1000) ;

        if( !bcm2835_gpio_lev(PIN) )
        {
            debounce = 0 ;
        }
        else
        {
            debounce++ ; 
        }
    }
}

或者也许是一个单独的函数来消除任一状态：

#include <stdbool.h>

void waitButton( bool state )
{
    int debounce = 0 ;

    while( debounce < DEBOUNCE_MILLISEC )
    {
        usleep(1000) ;

        if( bcm2835_gpio_lev(PIN) == state )
        {
            debounce++ ;
        }
        else
        {
            debounce = 0 ; 
        }
    }
}

鉴于最后一个函数，您的主 while 循环可能如下所示：

    while(1)
    {
        waitButton( true )
        printf("The button has been pressed\n");

        waitButton( false ) ;
    }

如果您可以使用数字存储示波器，则可以直接探测开关信号，以准确查看 开关弹跳 的样子。它可以帮助您了解问题并根据您的特定开关的特性定制去抖动。

Answer 2

对于像这样的简单程序，使用您所做的繁忙循环就可以了。不过，我建议改掉这个习惯，因为除了玩具项目之外，这通常是不可接受的。

有多少人编写代码，就有多少方法可以消除按钮的抖动。在某些情况下，在硬件中执行此操作可能是可行的方法，但并非没有缺点。无论如何，由于这是一个编程站点，我们假设您不能（或不想）更改硬件。

一个快速而肮脏的修改是定期检查主循环中的按钮，只有在它发生变化时才采取行动。由于您是 C 和嵌入式编程的新手，因此我会避免使用计时器和中断，但知道一旦您了解了它们，您就可以使代码更易于理解和维护。

#include <bcm2835.h>
#include <stdio.h>
#define PIN RPI_GPIO_P1_11

// A decent value for the number of checks varies with how "clean" your button is, how 
// responsive you need the system to be, and how often you call the helper function. That
// last one depends on how fast your CPU is and how much other stuff is going on in your
// loop. Don't pick a value above UINT_MAX (in limits.h)
#define BUTTON_DEBOUNCE_CHECKS 100

int ButtonPress()
{
    static unsigned int buttonState = 0;
    static char buttonPressEnabled = 1;

    if(bcm2835_gpio_lev(PIN))
    {
        if(buttonState < BUTTON_DEBOUNCE_CHECKS)
        {
            buttonState++;
        }
        else if(buttonPressEnabled)
        {
            buttonPressEnabled = 0;
            return 1;
        }
    }
    else if(buttonState > 0 )
    {
        buttonState--;
        // alternatively you can set buttonState to 0 here, but I prefer this way
    }
    else
    {
        buttonPressEnabled = 1;
    }

    return 0;
}

int main()
{
    if(!bcm2835_init())
        return 1;

    bcm2835_gpio_fsel(PIN, BCM2835_GPIO_FSEL_INPT);

    while(1)
    {
        if(ButtonPress())
        {
            printf("The button has been pressed\n");
        }

        // the rest of your main loop code
    }

    bcm2835_close();
    return 0;
}

Answer 3

您的逻辑是正确的，如果按钮是完美的，这将起作用。但他们不是。您必须去抖动按钮的信号。实现这一目标的两种方法（结合使用效果最佳）：

我。在按钮的两个引脚之间添加一个电容器（或尝试an even more sophisticated button debouncer circuitry），和/或

二。使用软件去抖动（伪 C）：

while (1) {
    while (!button_pressed)
        ;

    printf("Button pressed!\n");


    while (elapsed_time < offset)
        ;
}

等等

编辑：正如@jerry 指出的那样，当按住按钮时，上述内容不能“正确”工作。这里有几个more professional code snippets，您可以使用它们来满足所有要求。