【HarmonyOS HiSpark Wi-Fi IoT 套件试用连载】一个ADC实现多个按键检测-电子发烧友网

本文来源电子发烧友社区，作者：juby，帖子地址：https://bbs.elecfans.com/jishu_2008496_1_1.html

获取按键值的方式

按键作为常用的输入系统，如何准确并高效的获取按键值，是一个经常要面对的问题，常用的按键检测方式有如下几种方式：

1. 独立按键

每个按键的检测占用单片机的一个GPIO引脚，原理图如下图所示：

图片来源程序员小哈自制核心板原理图

我们以BTN1按键为例，当按键没有按下的时候，网络标号KEY1处的电压被10K的上拉电阻拉至3.3V，PB14（KEY1）引脚设为输入引脚后，程序中读取该引脚的值将为1，当按键按下之后，网络标号KEY1处接地，读取该输入引脚的值将为0，进而通过此电路实现的独立按键，可以区分按键弹起和按下两种不同的状态。

独立按键的每个按键的工作不会影响其他I/O的状态。独立按键缺点是浪费MCU管脚，优点是编程比较简单。

独立按键的实现原理详见我们之前分享的网文：基于鸿蒙OS的按键驱动

2. 矩阵按键

矩阵按键又称为矩阵键盘或称行列键盘，其实现的原理我们之前分享过如下网文：

矩阵键盘的行列扫描原理详解

这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。在MCU管脚有限的情况下，矩阵按键大大的节省了I/O资源。

3. ADC分压键盘

利用电阻串联分压的原理实现一个ADC管脚去检测多个按键。

按键被按下之后，与ADC引脚相连的点的电压会随着参与分压的电阻变化而变化，我们只要让每个按键按下之后的电压处于不同的区间，我们理论上就能够将各个按键区分开。

为了避免由于ADC精度、电阻的误差或者温漂等因素造成的按键检测失效，提高按键检测的可靠性，我们可以减少按键数量，适当放宽各个按键检测的电压范围。

经过上面的分析，独立按键的方式是最浪费GPIO口，矩阵按键的效率适中，而ADC分压实现的键盘使用的GPIO引脚最少。

ADC检测按键原理

如果Vcc = 3.3V ，那么没有按键被按下时，ADC为3.3V，如果有按键被按下：

[td]

被按下的按键	ADC值
Key1	0 V
Key2	1.65 V
Key3	2.2 V
Key4	2.475 V
Key5	2.64 V
Key6	2.75 V

我们由上可以看到，一串相同电阻（10K）组成的多个按键，相连按键之间的电压差越来越小，不利于继续进行扩展。

如果 +5V 换成 3.3V ，那么没有按键被按下时，ADC为3.3V，如果有按键被按下：

[td]

被按下的按键	ADC值
sw1	0 V
sw2	0.163 V
sw3	0.503 V
sw4	0.819 V
sw5	1.157 V
sw6	1.487 V

由上我们看出，这组电阻组成的多个按键检测电路，相连按键之间的电压差值基本在0.3V左右，可以在此电路基础上继续进行扩展，设计成更多的按键扫描电路。

有了上面的经验，大家算一下下图中，不同按键按下的话，ADC的值应该为多少呢？

按键原理图

核心板左下角的按键S2的原理图：

OLED板上的按键1和按键2的原理图：

由上面两个原理图可知，三个按键都是与GPIO05这个引脚相连，根据上面ADC分压的原理我们可知，当三个按键按下时，GPIO05处的理论电压如下：

[td]

被按下的按键	理论电压
常态（没有按键按下时）	3.3 V
S2（核心板）	0V
S1（OLED）	(1/(4.7+1))*3.3=0.579 V
S2（OLED）	(2/(4.7+1+1))*3.3=0.985 V

获取ADC值

官方手册ADC功能描述如下：

1. 引脚初始化

由于GPIO5默认被复用为串口引脚，我们这里要想使用ADC功能，而上图表格中没有对应的ADC复用信号，所以我们只需要将GPIO_05设为普通GPIO输入引脚即可。初始化代码如下：

(hi_void)hi_gpio_init();

hi_io_set_func(HI_IO_NAME_GPIO_5, HI_IO_FUNC_GPIO_5_GPIO);
ret = hi_gpio_set_dir(HI_GPIO_IDX_5, HI_GPIO_DIR_IN);
if (ret != HI_ERR_SUCCESS) {
printf("===== ERROR ======gpio -> hi_gpio_set_dir1 ret:%drn", ret);
return;
}
2. 获取ADC值

这里使用hi_adc_read函数获取adc的值，为了使得到的数据相对准确，我们对数据进行多次采集，然后将得到的数据缓存到数组中，然后再对数组中的数据进行集中处理。

memset_s(g_adc_buf, sizeof(g_adc_buf), 0x0, sizeof(g_adc_buf));

for (i = 0; i < ADC_TEST_LENGTH; i++) {
ret = hi_adc_read((hi_adc_channel_index)HI_ADC_CHANNEL_2, &data, HI_ADC_EQU_MODEL_1, HI_ADC_CUR_BAIS_DEFAULT, 0);
if (ret != HI_ERR_SUCCESS) {
printf("ADC Read Failn");
return;
}
g_adc_buf= data;
}

其中函数hi_adc_read在如下文件中实现：

vendorhisihi3861hi3861platformdriversadchi_adc.c

3. 对数组中的ADC值进行数据处理，计算方法为取这些数据的和，然后减去其中的最大值和最小值，然后再取平均值。hi_u32 i;
float vlt_max = 0;
float vlt_min = VLT_MIN;
float vlt_sum = 0;
float vlt_val = 0;

hi_u16 vlt;
for (i = 0; i < data_len; i++) {
vlt = g_adc_buf;
float voltage = hi_adc_convert_to_voltage(vlt);
vlt_max = (voltage > vlt_max) ? voltage : vlt_max;
vlt_min = (voltage < vlt_min) ? voltage : vlt_min;
vlt_sum += voltage;
}

vlt_val = (vlt_sum - vlt_min - vlt_max) / (data_len - 2.0);

其中函数hi_adc_convert_to_voltage的实现位于：vendorhisihi3861hi3861platformdriversadchi_adc.c

串口打印输出

为了按键能够准确识别，我们首先要知道各个按键被按下时，ADC的值的范围，我们在程序中获取GPIO5 引脚处的ADC值，利用下面的函数进行打印输出，进而观察各种状态下，ADC的值是多少：

printf("KEY adc value is %f rn",key_adc_value);

具体打印输出如下：

1. 常态没有按键按下时，ADC值的范围在 3.262 ~ 3.266之间，串口打印输出如下：

2. 当按下按键S2（核心板）时，ADC值的范围在 0.214 ~ 0.218之间，串口打印输出如下：

3. 当按下按键S1（OLED）时，ADC值的范围在 0.569 ~ 0.573之间，串口打印输出如下：

4. 当按下按键S2（OLED）时，ADC值的范围在 0.970 ~ 0.974之间，串口打印输出如下：

5. 结果汇总[td]

被按下的按键	理论电压	实际电压
常态（没有按键按下时）	3.3 V	3.266 V
S2（核心板）	0V	0.214 V
S1（OLED）	(1/(4.7+1))*3.3=0.579 V	0.573 V
S2（OLED）	(2/(4.7+1+1))*3.3=0.985 V	0.973 V

由上可以看出，理论值跟实际值偏差不是很大，而且值相对稳定，我们只需要在实际值基础上增加一个偏差，比如0.15 V，即可区分出板子上的三个按键。

[td]

被按下的按键	理论电压	实际电压	判断区间
常态（没有按键按下时）	3.3 V	3.266 V	vlt_val > 3 V
S2（核心板）	0V	0.214 V	vlt_val < 0.3 V
S1（OLED）	0.579 V	0.573 V	0.4 V < vlt_val < 0.7 V
S2（OLED）	0.985 V	0.973 V	0.8 V < vlt_val < 1.1 V

6. 按adc值的范围区间，判断按键值

具体判断的实现如下：

if(vlt_val < 0.3))
{
if(key_flag == 0)
{
key_flag = 1;
key_status = KEY_EVENT_S2_CORE;
}
}

if((vlt_val > 0.4) && (vlt_val < 0.7))
{
if(key_flag == 0)
{
key_flag = 1;
key_status = KEY_EVENT_S1_OLED;
}
}

if((vlt_val > 0.8) && (vlt_val < 1.1))
{
if(key_flag == 0)
{
key_flag = 1;
key_status = KEY_EVENT_S2_OLED;
}
}

if(vlt_val > 3.0)
{
key_flag = 0;
key_status = KEY_EVENT_NONE;
}
7. 编译脚本文件BUILD.gn

工程中两个编译使用的BUILD.gn脚本文件具体实现如下图所示：

获得HiBurn软件1. 解压DevEcoDeviceTool-1.0.0.zip

此文件，在下面网文中分享过，可以自提：HarmonyOS 智能设备开发工具—DevEco Device Tool 安装配置

2. 将解压后生成的.vsix文件重命名为.zip结尾的任意名称，比如：DevEcoDeviceTool-1.0.0-temp.zip ，然后解压此文件。

3. 在 devicetool-device-1.0.0.0extensiondevecotools 文件夹下即有HiBurn.exe 文件。

使用HiBurn烧写.bin文件至Hi3861

双击HiBurn.exe文件，在弹出界面中，选择菜单：Setting-->Com settings ，在弹出窗口中，Baud选择一个稍微高点的波特率，加快文件传输速度；

选择Hi3861核心板对应的串口，点击“Select file”按钮，选择要下载的固件文件：Hi3861_wifiiot_app_allinone.bin，我们打开此文件之后，会发现下面列表中出现了三个文件，实际上这个.bin文件由列表中的三个文件组成。勾选“Auto burn”复选框，然后选择“Connect”按钮，进入如下待下载界面：

复位核心板模块，进入下载模式，下载完成后点击“Disconnect”按钮断开连接。

和DevEco Device Tool方式对比

使用HiBurn烧录相对于VSCode中使用DevEco Device Tool烧录而言，好处主要有以下几点：

1. 不依赖VSCode，所以下面网文的配置过程可以省略了；

HarmonyOS智能设备开发工具—DevEco Device Tool 安装配置

2. 下载速度更快，HiBurn.exe最大波特率可以设置到4000000，而DevEco Device Tool最大只能为921600，是它的4.34倍；

HiBurn方式烧录的缺点主要是：

1. 烧录完成标志不是很明显，需要认真观察；2. 烧录完成之后需要手动点Disconnect，主动断开连接，否则将一直占用此串口；如果再未断开的情况下，再次按了一下RESET按键，HiBurn软件将会再一次对固件进行烧录。结果展示

依次按三次Hi3861开发套件上的三个按键S2(CORE)、S1(OLED)、S2(OLED)，串口打印输出如下：

ADC获取的电压波动在我们设定的范围内，所以我们看到能够正确的识别对应的按键。

小结

学习实现的思想，自己可以使用自己的板子实现一下，无论51单片机还是STM32作为主控，实现的原理都是一样的，文中提供的代码，除了获取ADC值的方式不一样外，其他代码都是可以通用参考的。

参考网文

https://bbs.elecfans.com/jishu_2000829_1_1.html

声明：本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人，不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用，如有内容侵权或者其他违规问题，请联系本站处理。举报投诉

wi-fi

wi-fi

+关注

关注
14

文章
2144

浏览量
124522
HarmonyOS

HarmonyOS

+关注

关注
79

文章
1975

浏览量
30213
HiSpark

HiSpark

+关注

关注
1

文章
156

浏览量
6928

Wi-Fi 8要来了！未来Wi-Fi威廉希尔官方网站演进方向揭秘

产品销售中，虽然Wi-Fi 7产品的销量份额快速从年初的个位数百分比增长至14%，但Wi-Fi 6产品的销量份额依然稳定在60%左右。如果从存量设备来看，那么Wi-Fi 7路由器的占比将远远小于这个数。智能手机等终端设备已

发表于 11-24 03:14 •1634次阅读

<b class='flag-5'>Wi-Fi</b> 8要来了！未来<b class='flag-5'>Wi-Fi</b>威廉希尔官方网站
演进方向揭秘

华为海思正式进入Wi-Fi FEM赛道？

三伍微来说，这是一个新的机遇。也许很多人会很惊讶，海思怎么会进入Wi-Fi FEM赛道？其实，海思进入Wi-Fi FEM赛道可以追溯到10多年前，最早在新加坡设立了

发表于 12-11 17:42

从Wi-Fi 4到Wi-Fi 7:网速飙升40倍的无线革命

1 Wi-Fi威廉希尔官方网站的快速发展每一代新的Wi-Fi协议发布，都会带来更高的无线速率。从Wi-Fi 4到Wi-Fi 7：无线网络威廉希尔官方网站显著

发表于 12-09 10:10 •252次阅读

从<b class='flag-5'>Wi-Fi</b> 4到<b class='flag-5'>Wi-Fi</b> 7:网速飙升40倍的无线革命

Wi-Fi 7有哪些底层威廉希尔官方网站优势

您在多个Wi-Fi行业活动中代表LitePoint。Wi-Fi 7带来了哪些新颖且有趣的特点？

发表于 11-15 15:27 •434次阅读

Wi-Fi 7与Wi-Fi 6E有什么区别

也许很多人还在考虑是否要将使用的Wi-Fi设备升级到Wi-Fi 6或Wi-Fi 6E，而这些标准的继任者却已经开始“登堂入室”了。Wi-Fi 7是新

发表于 11-07 11:38 •778次阅读

为什么ESP8266没有检测到Wi-Fi的SSID？

你好，我的ESP8266没有检测到我家Wi-Fi的SSID。我尝试打开我的 iPhone 热点，我可以正常查看和连接（我也成功连接到 MQTT）。相反，没有办法看到我家的Wi-Fi。我有一

发表于 07-09 06:44

ESP32 D0WDQ6设计的板子，ADC2与Wi-Fi驱动程序可以同时工作吗？

硬件改版复杂一点，所以请教下大家，可以操作下软件（但是不关闭Wi-Fi），把ADC2用起来吗，ADC2好几个通道，Wi-Fi都使用到了吗？烦

发表于 06-20 08:17

华为获得全球首个国际Wi-Fi联盟WFA企业级Wi-Fi 7认证！

Wi-Fi联盟已发布Wi-Fi 7认证标准，华为是第一批送测厂商，获得业界首个企业级Wi-Fi 7 的Wi-Fi联盟官方认证。

发表于 04-28 10:17 •738次阅读

验证物联网Wi-Fi HaLow用例的MM6108-EKH08开发套件来啦

验证物联网Wi-Fi HaLow用例的MM6108-EKH08开发套件来啦 MM6108-EKH08开发套件专为验证物联网Wi-Fi HaLow用例而设计。该

发表于 04-11 12:01 •1737次阅读

Wi-Fi 7与Wi-Fi 6的相关知识科普

科普：Wi-Fi 7 vs. Wi-Fi 6，青出于蓝

发表于 03-12 10:59 •761次阅读

Wi-Fi的诞生与发展

和5GHz两个频段，承载着不断增长的网络需求。ABIResearch显示，2022年Wi-Fi上传流量激增80%，Wi-Fi数据流量已超过蜂窝流量，且成为流量增量贡

发表于 03-07 08:26 •1257次阅读

Wi-Fi HaLow和传统Wi-Fi的区别

Wi-Fi HaLow和传统Wi-Fi的区别 Wi-Fi是一种无线网络威廉希尔官方网站，可以连接到互联网或局域网，为用户提供无线上网的便利。随着科技的发展和互联网的普及，

发表于 02-02 15:28 •1281次阅读

康普携手Wi-Fi联盟，RUCKUS Wi-Fi 7系列接入点成Wi-Fi

　康普高级副总裁兼网络、智能蜂窝和安全解决方案总裁Bart Giordano对此表示： “我们非常荣幸能与Wi-Fi Alliance形成长期合作伙伴关系，将我们的RUCKUS Wi-Fi 7 接入点平台作为Wi-Fi CERT

发表于 01-23 14:10 •768次阅读

BT Wi-Fi模式是否可以通过ModustoolBox对套件进行编程来实现？

尝试在 ModustoolBox 中使用示例项目对套件进行编程时，我遇到了问题，因为 " 错误：找不到匹配的 CMSIS-DAP 设备 "。 BT Wi-Fi 模式是否可以通过 ModustoolBox 对

发表于 01-22 06:19

只要有Wi-Fi信号就能定位？

Wi-Fi雷达威廉希尔官方网站是一种利用现有的无线通信网络来实现物体探测和跟踪的创新方法。通过分析Wi-Fi信号的传播特性，如信号强度、相位变化和时间延迟，Wi

发表于 01-12 08:20 •949次阅读