基于EsDA MPC-ZC1快速實現按鍵高級應用

按鍵是嵌入式產品常用的人機交互方式。為了更好的結構設計、更低的制造成本，對按鍵功能會有更高的要求，常見有單擊、雙擊和長按等需求。本文將基于 EsDA 開發套件介紹如何快速完成按鍵業務的開發。

簡介

按鍵主要是指輕觸式按鍵，一種常用的電子開關，通過施加壓力，使內部金屬彈片接觸，形成接通；撤銷壓力時接觸點斷開連接，從而產生關斷效果，其物理特性正好對應到軟件中的二進制狀態。 EsDA 平臺在使用按鍵功能時，只需要通過拖拽節點、連線繪制流圖，即可實現按鍵信號捕獲與處理，大大地簡化了開發流程，縮短了項目開發周期，為客戶產品搶占市場提供先機。 項目開發過程，除去單一的識別按下、松開等單擊事件外，還經常需要支持雙擊、三擊和長按等復雜事件。本文主要論述如何通過 EsDA 開發平臺和 MPC-ZC1 工控單板快速實現按鍵的多種應用場景。

按鍵相關節點介紹

按鍵相關的節點有button和button_expand，用戶可在AWFlow Designer中查看相關介紹。button節點用于綁定IO，配置按鍵高、低電平觸發模式，實現基礎的按鍵功能；button_expand節點用于統計處理button節點的行為，并輸出給下一個消費者，是對button按鍵節點功能進行的擴展。

1.button節點

button節點與GPIO綁定之后，即可實時讀取到按鍵的狀態，當用戶按下/松開按鍵時，該節點即可輸出相應的物理狀態（當用戶按下按鍵時，節點輸出"on"，當用戶松開按鍵時，節點輸出"off"）。其主要屬性如下：

顯示名稱：在流圖顯示上所展示的名稱，用戶可自行修改；

對應的GPIO編號：按鍵信號引腳所接的引腳編號；

觸發條件：可選擇是下降沿觸發（fall），還是上升沿觸發（up），具體模式由用戶的硬件模塊電路的實現方式決定；

輸出變量：在按鍵按下時輸出on，松開時輸出off，在初始化完成以及按鈕狀態發生改變的時候會輸出當前狀態。

2.button_expand節點

2.1節點功能簡介


button_expand節點為按鍵節點button的擴展信號處理節點，主要配合button節點進行使用，其主要功能為監控button節點的輸出信號情況，從而判斷按鍵觸發方式如單擊、雙擊、連擊、長按等等。 該節點主要包含兩大類主模式，分別為觸發條件模式與行為統計模式。觸發條件模式，當button的信息情況符合預先設定時，節點將直接觸發，同時不會設置payload屬性。行為統計模式，該模式下將對button的信息情況進行次數統計，同時會設置payload屬性將結果進行輸出。


2.2八種操作模式

cycle mode（trigger）:用戶在周期時間內按下指定次數的按鍵時，該節點將觸發輸出；

continuous mode（trigger）:用戶連續按下按鍵，且每次按鍵的時間小于設定時間間隔，將進行累加，直至超出設定間隔時，統計按鍵次數，若符合設定次數，該節點將觸發輸出；

press-release mode（trigger）:用戶按下按鍵后持續一段時間再松開，統計按下-松開的時間，若持續時間在設定的時間段內，該節點將觸發輸出；

keep press mode（trigger）:用戶按下按鍵持續不放，若持續時間超過設定時間，該節點將觸發輸出；

cycle mode（statistical）:統計用戶在周期時間內按下的按鍵次數，然后通過msg.payload（int）傳給后續的節點；

continuous mode（statistical）:用戶連續按下按鍵，且每次按鍵的時間小于設定時間間隔，將進行累加，直至超出設定間隔時，統計按鍵次數后通過msg.payload（int）傳給后續的節點；

press-release mode（statistical）:用戶按下按鍵后持續一段時間再松開，節點記錄按鍵持續的時間，然后通過msg.payload（int，單位ms）傳給后續的節點；

keep press mode（statistical）:用戶按下按鍵持續不放，在持續期內，每超用戶設定的周期時間將輸出一次按鍵按下至此刻的時間統計。

* 若論功能模式，則可分為兩大類，分別為trigger模式（四種）和statistical模式（四種）。同種操作碼類型下，trigger模式與statistical模式可以相互替換，但對流圖和數據的處理卻有一定的區別。具體區別在后續詳細講解。


2.3輸入變量


由button節點所輸出的信號對象。

2.4輸出變量


節點的主題，用戶可自行設置。

應用案例

本應用將通過4個應用案例，分別講解cycle mode（trigger）、continuous mode（trigger）、press-release mode（trigger）和keep press mode（trigger）操作類型的應用。

硬件連接

按鍵模塊引腳展示

* 該模塊為下降沿觸發，故流圖中的button節點，選擇下降沿觸發方式。

按鍵模塊與ZC1板連接情況

1.cyclemode（trigger）模式實驗

1.1實驗簡介

本實驗使用 MPC-ZC1 板載的紅色LED、綠色LED 作為實驗結果指示燈。本實驗中，通過LED的不同顯示狀態來指示不同的按鍵事件，對應關系如下表。

操作	事件	效果
單擊	開啟紅燈	led燈中紅燈亮
雙擊	開啟綠燈	led燈中 綠燈亮
三擊	關閉所有燈光	led燈熄滅

1.2流圖設計

其中，單擊、雙擊、三擊名稱節點，均為button_expand節點，只是顯示名稱不同而已。同理，顯示名稱為開啟紅燈、開啟綠燈、關閉所有燈光節點，均為fscript類型節點。顯示名稱為紅燈、綠燈節點均為led類型節點。

1.3button_expand節點

1.3.1 單擊名稱節點

cycle mode(trigger):用戶在周期時間內按下指定次數的按鍵時，該節點將觸發輸出；

周期時間為800ms:表示一次觸發實限為800ms，及800ms內按下指定次數即可觸發該節點；

冷卻時間為1200ms:表示該節點被觸發后，需要的冷卻時間1200ms，該時間內再次按下將不會觸發節點，且節點冷卻時間重新計算；

按鍵次數為1:表示在指定周期且非冷卻時間內按下1次，即可觸發該節點；

主題和顯示名稱:用戶可自行配置，主題為傳遞給下一個節點的msg.topic參數，顯示名稱為在流圖上節點顯示的名字。

該節點主要實現功能為，在800ms周期內，按鍵被按下一次，節點觸發，冷卻時間1200ms滿后可再次觸發。

1.3.2 雙擊節點

* 該節點配置與單擊名稱節點同理，區別在于按鍵次數修改為2，即同一周期內只按下兩次，即可觸發，且主題配置為雙擊，周期時間配置為1200ms，冷卻時間配置為800ms。用戶可參照上一小節cycle mode（trigger）模式實驗-單擊名稱節點配置講解。

1.3.3 三擊節點

* 該節點配置與單擊名稱節點同理，區別在于按鍵次數修改為3，即同一周期內只按下三次，即可觸發，且主題配置為三擊，周期時間配置為1600ms，冷卻時間配置為400ms。用戶可參照上一小節cycle mode（trigger）模式實驗-單擊名稱節點配置講解。

1.4fscript節點

1.4.1 開啟紅燈節點

if(msg.topic == "單擊"){

output.payload = 1

}

*該內容，主要實現對button_expand節點的消息進行判斷，如果收到主題信息單擊，則向下一個節點傳遞output對象中的payload屬性值為1。由于下一個節點，連接了led節點，即為開燈。 1.4.2開啟綠燈節點

if(msg.topic=="雙擊"){
output.payload=1

}

*該內容，主要實現對button_expand節點的消息進行判斷，如果收到主題信息雙擊，則向下一個節點傳遞output對象中的payload屬性值為1。由于下一個節點，連接了led節點，即為開燈。 1.4.3關閉所有燈光節點

if(msg.topic=="三擊"){
output.payload=0

}

*該內容，主要實現對button_expand節點的消息進行判斷，如果收到主題信息三擊，則向下一個節點傳遞output對象中的payload屬性值為0。由于下一個節點，連接了led節點，即為關燈。

1.5led節點

紅燈節點

綠燈節點

1.6實驗現象

依次對按鍵進行單擊、雙擊和三擊操作。

單擊

紅燈亮起

雙擊

綠燈亮起

三擊

兩燈都熄滅

2. continuous mode（trigger）模式實驗

2.1實驗簡介

本實驗將與cycle mode（trigger）模式實驗所實現的功能相同，不同點在于使用的button_expand節點的操作模式為continuous mode（trigger）。

2.2流圖設計

*同cycle mode（trigger）模式實驗流圖。

2.3button_expand節點

2.3.1 單擊節點

continuous mode(trigger)模式：用戶連續按下按鍵，且每次按鍵的時間小于設定時間間隔，將進行累加，直至超出設定間隔時，統計按鍵次數，若符合設定次數，該節點將觸發輸出；

動作間隔時間為500ms：表示用戶前一次按下與后一次按下間隔時間，如果小于500ms，則進行計數。如果大于500ms時，則停止計數；

按鍵次數為1：當停止計數時，計數次數為1，則觸發該節點；

主題為單擊：表示節點觸發時，輸出給下一個節點的topic信息為"單擊"。

2.3.2 雙擊節點

* 該節點配置與單擊名稱節點同理，區別在于按鍵次數修改為2，主題配置為雙擊。用戶可參照上一小節continuous mode（trigger）模式實驗-單擊名稱節點配置講解。

2.3.3三擊節點

* 該節點配置與單擊名稱節點同理，區別在于按鍵次數修改為3，主題配置為三擊。用戶可參照上一小節continuous mode（trigger）模式實驗-單擊名稱節點配置講解。

2.4其余節點配置 * 同cycle mode（trigger）模式實驗中其他節點配置。 2.5實驗現象

依次對按鍵進行單擊、雙擊和三擊操作。

led燈顯示情況

同cycle mode（trigger）模式實驗中led燈顯示情況。


3.press-releasemode（trigger）模式實驗





3.1實驗簡介

本實驗主要使用板子上所焊接好的led燈模塊，該模塊一共有兩種燈顏色，分別為紅燈與綠燈。本實驗中，主要將紅燈、綠燈模擬成兩個獨立的設備，通過一個button按鍵、button_expand按鍵實現長按2秒、長按3秒、長按1秒，從而控制紅燈、綠燈的開關情況。


3.2流圖設計





其中，顯示名稱為長按2秒、長按3秒、長按1秒的節點，均為button_expand類型節點，只是顯示名稱不同而已。同理，顯示名稱為長按開啟紅燈、長按開啟綠燈、長按關閉所有設備的節點，均為fscript類型節點。顯示名稱為紅燈、綠燈均為led類型節點。

3.3button_expand節點

3.3.1長按2s節點

操作模式為 press-release mode（trigger）：用戶按下按鍵后持續一段時間再松開，節點記錄按鍵持續的時間，然后通過msg.payload（int，單位ms）傳給后續的節點；

最短持續時間為1800ms：表示按下按鍵后，1800ms以前不松開；

最長持續時間為2500ms：表示按下按鍵后，2500ms以前必松開。

* 簡而言之，從用戶剛按下按鍵開始，如果按住的持續時間介于1800ms與2500ms之間，則該節點觸發，輸出主題"長按2s"。

3.3.2長按4s節點

* 該節點配置與長按2s名稱節點同理，區別在于最短持續時間為3500ms，最長持續時間為4500ms，主題配置為長按4s。用戶可參照上一小節press-release mode（trigger）模式實驗-長按2s名稱節點配置講解。即從用戶剛按下按鍵開始，如果按住的持續時間介于3500ms與4500ms之間，則該節點觸發，輸出主題"長按4s"。

3.3.3長按1s節點

* 該節點配置與長按2s名稱節點同理，區別在于最短持續時間為500ms，最長持續時間為1200ms，主題配置為長按1s。用戶可參照上一小節press-release mode（trigger）模式實驗-長按2s名稱節點配置講解。即從用戶剛按下按鍵開始，如果按住的持續時間介于500ms與1200ms之間，則該節點觸發，輸出主題"長按1s"。

3.4fscript節點

3.4.1 開啟紅燈節點

if(msg.topic=="長按2s"){
output.payload=1

}

*該內容，主要實現對button_expand節點的消息進行判斷，如果收到主題信息是長按2s，則向下一個節點傳遞output對象中的payload屬性值為1。由于下一個節點，連接了led節點，即為開燈。

3.4.2開啟綠燈名稱節點

if(msg.topic=="長按4s"){
output.payload=1

}

*該內容，主要實現對button_expand節點的消息進行判斷，如果收到主題信息是長按4s，則向下一個節點傳遞output對象中的payload屬性值為1。由于下一個節點，連接了led節點，即為開燈。

3.4.3關閉所有設備名稱節點

if(msg.topic=="長按1s"){
output.payload=0

}

*該內容，主要實現對button_expand節點的消息進行判斷，如果收到主題信息是長按1s，則向下一個節點傳遞output對象中的payload屬性值為0。由于下一個節點，連接了led節點，即為關燈。

3.5其余節點配置

* 同cycle mode（trigger）模式實驗節點配置。 3.6實驗現象 依次對按鍵進行長按2s、長按4s和長按1s操作。

led燈顯示情況；

長按2s-紅燈亮起；

長按4s-綠燈亮起；

長按1s-兩燈都熄滅

4.keep press mode（trigger）模式實驗

4.1實驗簡介 本實驗主要使用板子上所焊接好的led燈模塊，該模塊一共有兩種燈顏色，分別為紅燈與綠燈。本實驗中，主要將紅燈、綠燈模擬成兩個獨立的設備，通過一個button按鍵、button_expand按鍵實現長按超過2秒、長按超過3秒、長按超過1秒，從而控制紅燈、綠燈的開關情況。

4.2流圖設計

其中，顯示名稱為長按超過2秒、長按過時3秒、長按超過1秒的節點，均為button_expand類型節點，只是顯示名稱不同而已。同理，顯示名稱為長按開啟紅燈、長按開啟綠燈、長按關閉所有設備的節點，均為fscript節點。顯示名稱為紅燈、綠燈均為led類型節點。

4.3button_expand節點

4.3.1 長按超過1s節點

操作模式為 keep press mode（trigger）：用戶按下按鍵持續不放，若持續時間超過設定時間，該節點將觸發輸出；

超時時間為1000ms：從用戶剛按下按鍵開始，如果按住的持續時間超過1000ms，則該節點觸發，輸出主題"長按1s"。

4.3.2長按超過2s節點

* 該節點配置與長按超過1s名稱節點同理，區別在于超時時間為2000ms，主題配置為長按超過2s。用戶可參照上一小節keep press mode（trigger）模式實驗-長按超過1s名稱節點配置講解。即從用戶剛按下按鍵開始，如果按住的持續時間超過2000ms，則該節點觸發，輸出主題"長按2s"。


4.3.3 長按超過3s節點

* 該節點配置與長按超過3s名稱節點同理，區別在于超時時間為3000ms，主題配置為長按超過3s。用戶可參照上一小節keep press mode（trigger）模式實驗-長按超過1s名稱節點配置講解。即從用戶剛按下按鍵開始，如果按住的持續時間超過3000ms，則該節點觸發，輸出主題"長按3s"。

4.4fscript節點

4.4.1長按紅燈節點

if(msg.topic == "長按超過1s"){

output.payload = 1

}

*該內容，主要實現對button_expand節點的消息進行判斷，如果收到主題信息是長按超過1s，則向下一個節點傳遞output對象中的payload屬性值為1。由于下一個節點，連接了led節點，即為開燈。

4.4.2長按綠燈節點

if(msg.topic=="長按超過2s"){
output.payload=1

}

*該內容，主要實現對button_expand節點的消息進行判斷，如果收到主題信息是長按超過2s，則向下一個節點傳遞output對象中的payload屬性值為1。由于下一個節點，連接了led節點，即為開燈。

4.4.3長按關閉所有設備節點

if(msg.topic=="長按超過3s"){
output.payload=0

}

*該內容，主要實現對button_expand節點的消息進行判斷，如果收到主題信息是長按超過3s，則向下一個節點傳遞output對象中的payload屬性值為0。由于下一個節點，連接了led節點，即為關燈。

4.5其余節點配置

* 同keep press mode（trigger）模式實驗節點配置。

4.6實驗現象

4.6.1操作

一直按住按鍵，持續4s。

4.6.1 led燈顯示情況

長按超過1s時

紅燈亮起

長按超過2s時

綠燈亮起

長按超過3s時

兩燈熄滅

5. 同操作類型下trigger模式與statistical模式的區別

5.1主要區別

區別一

同操作類型下，兩種模式所實現的功能均可相互代替，但是所實現的fscript節點數據處理有所不同。trigger模式主要用于觸發它所連接的節點工作；statistical模式則可以輸出統計的信息，如連續按下按鍵的次數，或者按鍵按下所持續的時間。

區別二

同操作類型下，一個statistical模式節點可以代替多個trigger模式節點所實現的功能（fscript節點處理方式也要更改），從而使我們的流圖得到大幅度簡化。

5.2模式實驗

* 以continuous mode（trigger）模式實驗為例，我們使用對應的（statistical）模式來實現，從而讓大家進一步理解其之間的區別。

5.2.1 原trigger實驗流圖

5.2.2 現statistical實驗流圖

* statistical模式流圖明顯簡化。


5.3button_expand節點 按下次數統計名稱節點。

* 該實驗下，只需要把操作模式切換到statistical模式即可。

5.4fscript節點

5.4.1 紅燈設備控制節點

if(msg.payload==1){
output.payload=1
}

if(msg.payload==3){
output.payload=0

}

*該內容，主要實現對button_expand節點的消息進行數據處理。如果收到msg.payloa為1，則向下一個節點傳遞output對象中的payload屬性值為1。由于下一個節點，連接了led節點，即為開燈。如果收到msg.payloa為3，則向下一個節點傳遞output對象中的payload屬性值為0。由于下一個節點，連接了led節點，即為關燈。

5.4.2綠燈設備控制節點

if(msg.payload==2){
output.payload=1
}

if(msg.payload==3){
output.payload=0

}

*該內容，主要實現對button_expand節點的消息進行數據處理。如果收到msg.payloa為2，則向下一個節點傳遞output對象中的payload屬性值為1。由于下一個節點，連接了led節點，即為開燈。如果收到msg.payloa為3，則向下一個節點傳遞output對象中的payload屬性值為0。由于下一個節點，連接了led節點，即為關燈。

5.5其余節點配置

* 同continuous mode（trigger）模式實驗節點配置。


5.6實驗現象

依次對按鍵進行單擊、雙擊和三擊操作。

led燈顯示情況

* 同continuous mode（trigger）模式實驗led燈顯示情況。

由此可見，使用statistical模式要比trigger模式更佳利于流圖的簡化，但是流圖的簡化，便意味著fscript節點中的數據處理可能會更加的復雜。兩種方式各有利弊，大家可以根據自身的處理習慣和偏好進行選擇。

總結

button_expand擴展節點很巧妙地實現了，在有限的按鍵資源下，完成對遠大于按鍵個數的事件進行控制。通過對button輸出信號的處理，實現例如單擊、n擊、長按、短按等各種組合情況的判斷。為用戶在一定程度上簡化了流圖的復雜度，節約了一定的硬件資源成本。

審核編輯：湯梓紅