【小制作】米家模拟手指点击

代码功能解释

这段代码是一个基于Arduino平台的控制程序，主要功能包括：

  1. 初始化：设置引脚模式、初始化编码器、舵机和EEPROM。
  2. 按键检测：处理按钮的单击、双击和长按事件，并根据事件执行相应操作。
  3. 编码器更新：检测旋转编码器的状态，调整变量值并控制LED闪烁。
  4. 舵机控制：根据设定的角度和速度移动舵机。
  5. LED控制：根据条件交替闪烁两个LED。

详细解释

  1. 初始化：

    • 设置引脚模式为输入或输出。
    • 初始化编码器、舵机和EEPROM。

  2. 主循环：

    • 持续检测按键状态。
    • 更新编码器状态。
    • 控制舵机运动。
    • 控制LED闪烁。

  3. 按键检测：

    • 检查每个按钮的状态。
    • 根据按键事件（长按、双击、单击）执行不同操作。

  4. 编码器更新：

    • 检测编码器旋转方向。
    • 根据旋转方向增加或减少变量值。
    • 切换LED状态。

  5. 舵机控制：

    • 根据设定的角度和速度移动舵机。
    • 正向和反向移动舵机。

  6. LED控制：

    • 控制两个LED交替闪烁。
#include "Arduino.h"
#include <Bounce2.h>
#include <Servo.h>
#include <EEPROM.h>

// 定义引脚
#define EC11_A PB_2     // 编码器A
#define EC11_B PA_7     // 编码器B
#define BUTTON_1 PA_4   // 按钮1
#define BUTTON_2 PA_6   // 按钮2
#define PWM_1 PB_0      // PWM控制
#define LED_0 PA_0      // LED0
#define LED_1 PA_1      // LED1

// 定义常量
const unsigned long debounceTime = 50;
const unsigned long longPressTime = 1000;
const unsigned long doubleClickTime = 300;
const long led_interval = 300;
const int DEFAULT_START_ANGLE = 90;
const int DEFAULT_STEPS = 100;

// 定义变量
uint8_t fast_num = 1;    // 运动速度
uint8_t fast_delta = 90; // 运动距离
uint8_t Count_step = 1;  // 运动速度调节步进
bool Duoji_run_Flag = false;
bool CounterChanged = false;
int pos = 0;
int variableA = 0;
int variableB = 0;
bool isVariableA = true;

// 定义LED状态
bool led0State = LOW;
bool led1State = LOW;
unsigned long previousMillis1 = 0;
unsigned long previousMillis2 = 0;
bool led0Blinked = false;
bool led1Blinked = false;

// 定义按键状态结构体
struct ButtonState
{
  int pin;
  int lastState;
  int currentState;
  unsigned long lastDebounceTime;
  unsigned long lastClickTime;
  bool isLongPress;
  bool isSingleClickHandled;
};

// 初始化按键状态
ButtonState button1 = {BUTTON_1, HIGH, HIGH, 0, 0, false, false};
ButtonState button2 = {BUTTON_2, HIGH, HIGH, 0, 0, false, false};

// 初始化Bounce对象
Bounce encoderPinAButton = Bounce();
Bounce encoderPinBButton = Bounce();

// 初始化Servo对象
Servo myservo;

// 宏定义调试输出
#define _DRV_TAG_ " line"
#define serial_dbg(fmt, args...)                                                         \
  do                                                                                     \
  {                                                                                      \
    if (1)                                                                               \
    {                                                                                    \
      Serial.printf("" _DRV_TAG_ "%d  [%s] " fmt " \n", __LINE__, __FUNCTION__, ##args); \
    }                                                                                    \
  } while (0)

// 初始化函数
void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  serial_dbg("Hello, Air001. \n");

  // 设置LED引脚为输出模式
  pinMode(LED_0, OUTPUT);
  pinMode(LED_1, OUTPUT);

  // 初始化LED状态为灭
  digitalWrite(LED_0, LOW);
  digitalWrite(LED_1, LOW);

  // 设置按键引脚为输入模式
  pinMode(BUTTON_1, INPUT);
  pinMode(BUTTON_2, INPUT);

  // 初始化编码器
  sys_RotaryInit();

  // 初始化PWM频率和分辨率
  pinMode(PWM_1, OUTPUT);
  myservo.attach(PWM_1, 500, 2500); // 修正脉冲宽度
  read_eeprom();//读数据
}

// 主循环函数
void loop()
{
  checkButton();    // 检测按键
  encoder_update();  // 更新编码器状态
  duoji();          // 控制舵机
  led_blink_once(); // 控制LED闪烁
}
void blinkLEDsAlternatingTwice() {
    // 保存当前LED状态
    bool savedLed0State = led0State;
    bool savedLed1State = led1State;

    // 交替闪烁两次
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        digitalWrite(LED_0, HIGH);
        digitalWrite(LED_1, LOW);
        delay(led_interval);
        digitalWrite(LED_0, LOW);
        digitalWrite(LED_1, HIGH);
        delay(led_interval);
    }

    // 恢复LED状态
    digitalWrite(LED_0, savedLed0State);
    digitalWrite(LED_1, savedLed1State);
}
void write_eeprom() {
    // 写入EEPROM
    EEPROM.write(0, fast_num);
    EEPROM.write(1, fast_delta);
        // 写完EEPROM后两颗LED交替闪烁两次
    blinkLEDsAlternatingTwice();
}
void read_eeprom() {
    // 读取EEPROM
    fast_num = EEPROM.read(0);
    fast_delta = EEPROM.read(1);
    if (fast_num == 0 || fast_delta == 0) {
        fast_num = DEFAULT_START_ANGLE;
        fast_delta = DEFAULT_STEPS;
        write_eeprom();
    }
    serial_dbg("fast_num: %d, fast_delta: %d", fast_num, fast_delta);
}
// 初始化编码器
void sys_RotaryInit()
{
  pinMode(EC11_A, INPUT);
  pinMode(EC11_B, INPUT);
  pinMode(BUTTON_1, INPUT_PULLUP);
  encoderPinAButton.attach(EC11_A);
  encoderPinAButton.interval(5);
  encoderPinBButton.attach(EC11_B);
  encoderPinBButton.interval(5);
}

// 检测按键状态
void checkButton()
{
  checkButtonState(button1);
  checkButtonState(button2);
}

// 处理按键状态
void checkButtonState(ButtonState &button)
{
  int reading = digitalRead(button.pin); // 读取按钮状态

  // 去抖动处理
  if (reading != button.lastState)
  {
    button.lastDebounceTime = millis();
  }

  if ((millis() - button.lastDebounceTime) > debounceTime)
  {
    if (reading != button.currentState)
    {
      button.currentState = reading;

      if (button.currentState == LOW)
      {
        button.lastClickTime = millis();
        button.isLongPress = false;
        button.isSingleClickHandled = false; // 新增标志位
      }
      else
      {
        unsigned long pressDuration = millis() - button.lastClickTime;

        if (pressDuration > longPressTime)
        {
          button.isLongPress = true;
          handleLongPress(button.pin);
        }
        else if (!button.isLongPress)
        {
          // 检查是否为双击
          if ((millis() - button.lastClickTime) < doubleClickTime && !button.isSingleClickHandled)
          {
            if (digitalRead(button.pin) == HIGH)
            {
              handleDoubleClick(button.pin);
              button.isSingleClickHandled = true; // 标记双击已处理
            }
          }
          else if (!button.isSingleClickHandled)
          {
            // 如果不是双击，则处理单击事件
            handleSingleClick(button.pin);
            button.isSingleClickHandled = true;
          }
        }
      }
    }
  }

  button.lastState = reading;
}

// 处理长按事件
void handleLongPress(int pin)
{
  switch (pin)
  {
  case BUTTON_1:
    serial_dbg("Button 1 Long Press");
    isVariableA = !isVariableA;
    if (isVariableA)
    {
      digitalWrite(LED_1, LOW);
      led1State = LOW;
      serial_dbg("Switching to Variable A");
    }
    else
    {
      digitalWrite(LED_1, HIGH);
      led1State = HIGH;
      serial_dbg("Switching to Variable B");
    }
    break;
  case BUTTON_2:
    serial_dbg("Button 2 Long Press");
    Duoji_run_Flag = true;
    break;
  default:
    break;
  }
}

// 处理双击事件
void handleDoubleClick(int pin)
{
  switch (pin)
  {
  case BUTTON_1:
    serial_dbg("Button 1 Double Click");
    Duoji_run_Flag = true;
    break;
  case BUTTON_2:
    serial_dbg("Button 2 Double Click");
    break;
  default:
    break;
  }
}

// 处理单击事件
void handleSingleClick(int pin)
{
  switch (pin)
  {
  case BUTTON_1:
    write_eeprom();
    serial_dbg("Button 1 Single Click");
    break;
  case BUTTON_2:
    serial_dbg("Button 2 Single Click");
    Duoji_run_Flag = true;
    break;
  default:
    break;
  }
}

// 更新编码器状态
void encoder_update()
{
  encoderPinAButton.update();
  encoderPinBButton.update();

  // 检测编码器旋转
  if (encoderPinAButton.fell())
  {
    if (encoderPinBButton.read() == HIGH)
    {
      if (isVariableA)
      {
        variableA=fast_num;
        variableA += Count_step; // 顺时针旋转
        fast_num = variableA;
      }
      else
      {
        variableB = fast_delta;
        variableB += Count_step; // 顺时针旋转
        fast_delta = variableB;
      }
    }
    else
    {
      if (isVariableA)
      {
        variableA=fast_num;
        variableA -= Count_step; // 逆时针旋转
        fast_num = variableA;
      }
      else
      {
        variableB = fast_delta;
        variableB -= Count_step; // 逆时针旋转
        fast_delta = variableB;
      }
    }
    CounterChanged = true;
    if (isVariableA)
    {
      serial_dbg("Variable A= %d ", variableA);
    }
    else
    {
      serial_dbg("Variable B= %d ", variableB);
    }
    led0Blinked = false;
    led_blink_once();
  }
}

// 控制舵机
void duoji()
{
  if (Duoji_run_Flag)
  {
    int DEFAULT_END_ANGLE = fast_delta + DEFAULT_START_ANGLE;
    Duoji_run_Flag = false;
    unsigned long startTime = millis();
    int totalTime = fast_num * 200;
    // 正向移动
    moveServo(DEFAULT_START_ANGLE, DEFAULT_END_ANGLE, DEFAULT_STEPS, startTime, totalTime);
    startTime = millis();
    // 反向移动
    moveServo(DEFAULT_END_ANGLE, DEFAULT_START_ANGLE, DEFAULT_STEPS, startTime, totalTime);
  }
}

// 移动舵机的辅助函数
void moveServo(int startAngle, int endAngle, int steps, unsigned long startTime, int totalTime)
{
  unsigned long stepDuration = totalTime / steps;
  float deltaAngle = (endAngle - startAngle) * 0.5;

  for (int i = 0; i <= steps; i++)
  {
    float t = (float)i / steps;
    int angle = startAngle + deltaAngle * (1 - cos(t * PI));
    myservo.write(angle);
    delay(totalTime / steps);
    // 非阻塞延时
    while (millis() - startTime < (i + 1) * stepDuration)
    {
      checkButton();
      yield(); // 或者其他适合的多任务处理方法
    }
  }
}

// 控制LED闪烁
void led_blink_once()
{
  unsigned long currentMillis = millis();
  // 控制LED1闪烁一次
  blinkLEDOnce(LED_0, led0State, previousMillis1, currentMillis, led_interval, led0Blinked);
  // 控制LED2闪烁一次
  blinkLEDOnce(LED_1, led1State, previousMillis2, currentMillis, led_interval, led1Blinked);
}

// 闪烁LED一次
void blinkLEDOnce(int pin, bool &state, unsigned long &previousMillis, unsigned long currentMillis, long led_interval, bool &blinked)
{
  if (!blinked)
  {
    if (currentMillis - previousMillis >= led_interval)
    {
      previousMillis = currentMillis;
      state = !state; // 切换LED状态
      digitalWrite(pin, state);

      if (state == LOW)
      {
        blinked = true; // 标记LED已经闪烁
      }
    }
  }
}

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