STM32狀態(tài)機(jī)編程實(shí)例——全自動洗衣機(jī)(上)
本篇，繼續(xù)使用狀態(tài)機(jī)編程，來實(shí)現(xiàn)一個(gè)更有趣的功能——全自動洗衣機(jī)。
下面是一個(gè)全自動洗衣機(jī)的控制面板：
面板上有4個(gè)按鍵：
電源：控制洗衣機(jī)通電與斷電
水位：選擇洗衣時(shí)需要的水位，有1~8個(gè)水位
程序：選擇不同的洗衣模式，有1~10個(gè)模式
01：標(biāo)準(zhǔn)
02：輕柔
03：快速
...
10：桶風(fēng)干
啟動/暫停：用于啟動或暫停洗衣任務(wù)
面板上還有一個(gè)數(shù)碼管，用于顯示當(dāng)前的工作狀態(tài)與剩余時(shí)間，可顯示的工作模式有：
AA：浸泡
BB：洗滌
CC：漂洗
DD：脫水
本篇，就按照這款洗衣機(jī)的操作方式實(shí)現(xiàn)對應(yīng)的洗衣機(jī)控制邏輯。需注意的是：
實(shí)際的洗衣機(jī)有水位檢測傳感器，本篇中，暫用時(shí)間延時(shí)模擬水位的增加，且默認(rèn)開機(jī)時(shí)水位為0
實(shí)際的洗衣機(jī)中的洗衣模式，會根據(jù)不同的模式自動設(shè)置清洗次數(shù)與每次清洗的時(shí)間以及清洗力度，本篇為了簡化起見，清洗模式的設(shè)置僅用于區(qū)分不同的清洗次數(shù)
某些特殊的清洗模式，如單獨(dú)的脫水，桶風(fēng)干等，本篇暫不實(shí)現(xiàn)
對于狀態(tài)的顯示 ，本篇先以串口打印的實(shí)現(xiàn)展示，下篇使用OLED小屏幕來顯示不同清洗狀態(tài)的圖標(biāo)等信息
2 畫狀態(tài)圖
根據(jù)上面分析的全自動洗衣機(jī)的功能，以及我們自己使用洗衣機(jī)時(shí)的經(jīng)驗(yàn)，可以畫出如下的全自動洗衣機(jī)的狀態(tài)圖：
首先是上電開機(jī)，洗衣機(jī)可能會開機(jī)自檢，檢測洗衣機(jī)的各個(gè)部件是否正常，次過程很短。
然后就處于空閑狀態(tài)，此時(shí)用戶可以設(shè)置水位與清洗模式，若不設(shè)置，則為默認(rèn)的水位與洗衣模式。
接著觸發(fā)開始按鍵后，就開始清洗了，一般流程就是：加水、清洗、排水、甩干、結(jié)束。
根據(jù)不同的清洗模式，加水、清洗和排水這3個(gè)過程會循環(huán)執(zhí)行一定的次數(shù)。
另外，在不同的工作階段，按下暫停鍵可以讓洗衣任務(wù)暫停，再按繼續(xù)可讓洗衣任務(wù)繼續(xù)。
3 編程實(shí)現(xiàn)
3.1 多按鍵檢測功能
本篇介紹的洗衣機(jī)的按鍵，僅需要檢測按鍵單擊即可，不需要雙擊與長按功能，因此，可使用之前文章介紹的最基礎(chǔ)的按鍵狀態(tài)機(jī)來為洗衣機(jī)狀態(tài)機(jī)提供按鍵事件。
之前介紹的按鍵狀態(tài)機(jī)，只有一個(gè)按鍵，本篇需要用到4個(gè)按鍵（除去電源鍵，3個(gè)也可以），因此，需要對按鍵狀態(tài)機(jī)稍加修改，實(shí)現(xiàn)按鍵狀態(tài)機(jī)的復(fù)用。
之前介紹的按鍵狀態(tài)機(jī)，使用了幾個(gè)全局變量來表示狀態(tài)，更合理的做法是將其封裝起來：
注意，額外增加了一個(gè)按鍵索引值，用來告訴狀態(tài)機(jī)要檢測哪個(gè)按鍵。
再將原來的按鍵狀態(tài)機(jī)程序，通過入?yún)?/strong>的形式將上述定義的結(jié)構(gòu)體傳入，并通過函數(shù)返回的形式返回按鍵是否被按下。
這樣修改后的按鍵狀態(tài)機(jī)，就是一個(gè)獨(dú)立的模塊了，可以通過傳入不同的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)不同按鍵的檢測。
對于本篇需要的4個(gè)按鍵的檢測，就可以定義4個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體，分別調(diào)用4次狀態(tài)機(jī)函數(shù)即可，實(shí)現(xiàn)代碼的復(fù)用。
其中，multi_key_check函數(shù)，放到50ms周期的定時(shí)器中斷服務(wù)函數(shù)中，使按鍵狀態(tài)機(jī)程序運(yùn)行起來。
get_press_key_idx函數(shù)，用于洗衣機(jī)程序來獲取不同按鍵的按下事件，每次獲取后，將按鍵事件清除(g_keyPressIdx設(shè)為無效值-1)
3.2 洗衣功能
按照上面繪制的洗衣機(jī)狀態(tài)圖，使用switch-case法編寫對應(yīng)的程序即可：
這里將洗衣機(jī)不同狀態(tài)時(shí)的處理邏輯，都分別使用函數(shù)來實(shí)現(xiàn)，并將其返回值作為下一個(gè)要跳轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
各個(gè)狀態(tài)的處理函數(shù)如下：
對于按鍵的獲取，這里定義了幾個(gè)對應(yīng)的功能按鍵，并從按鍵狀態(tài)機(jī)函數(shù)中獲取按鍵索引，再轉(zhuǎn)為洗衣機(jī)程序所需的對應(yīng)功能按鍵：
洗衣機(jī)狀態(tài)機(jī)主程序，可以放到main函數(shù)中，每隔100ms調(diào)用一次，使其運(yùn)行起來：
3.3 測試
將代碼燒寫到STM32板子中，通過3個(gè)按鍵(電源鍵暫不使用)操作，并通過串口打印，查看全自動洗衣機(jī)的運(yùn)行情況：
4 總結(jié)
本篇實(shí)現(xiàn)了一款全自動洗衣機(jī)的基礎(chǔ)洗衣控制流程，可實(shí)現(xiàn)不同水位與清洗次數(shù)的設(shè)置，以及任務(wù)的暫停與繼續(xù)。此外，通過對之前按鍵狀態(tài)機(jī)的進(jìn)一步優(yōu)化修改，實(shí)現(xiàn)了按鍵狀態(tài)機(jī)的復(fù)用，實(shí)現(xiàn)多個(gè)按鍵的檢測。下篇文章將進(jìn)一步進(jìn)行功能優(yōu)化，添加OLED小屏幕實(shí)現(xiàn)不同狀態(tài)的可視化展示。
