基于Arduino的16x2 I2C LCD与4x3键盘交互功能实现求助

问题排查 #

修改后的代码存在以下核心问题导致需求无法实现：

• 编辑触发键*和退出键#会被误当作输入字符存入数组并显示
• 退出编辑模式后未恢复初始的"Volume/Filled"界面
• 存储输入的字符数组缺少字符串终止符，atoi转换可能产生异常
• 提前按#退出时未正确处理未完成的输入，数值转换逻辑混乱
• 未定义的buttonState1和buttonPin1变量会导致编译报错

修正代码 #

#include <Keypad.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h> 
#include <Wire.h>

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); // 匹配16x2屏幕规格

const int ROW_NUM = 4; 
const int COLUMN_NUM = 3; 
char keys[ROW_NUM][COLUMN_NUM] = {
  {'1','2','3'},
  {'4','5','6'},
  {'7','8','9'},
  {'*','0','#'},
};
byte pin_rows[ROW_NUM] = {8,7,6,5}; 
byte pin_column[COLUMN_NUM] = {4,3,2}; 
Keypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), pin_rows, pin_column, ROW_NUM, COLUMN_NUM );

char volume[4]; // 预留字符串终止符位置
byte volumeCount = 0;
bool editMode = false;
int targetVolume = 0;
int sensorValue = 0; // 传感器采集值，根据硬件调整
bool processRunning = false; // 核心流程运行标记

void setup() {
  lcd.init(); 
  lcd.clear();
  lcd.backlight();
  showMainScreen(); // 加载初始界面
}

void loop() {
  char key = keypad.getKey();
  if(key) {
    if(key == '*' && !editMode && !processRunning) {
      // 仅在非编辑、非运行状态激活编辑模式
      enterEditMode();
    } else if(key == '#' && editMode) {
      // 退出编辑并保存数值
      exitEditMode();
    } else if(editMode && volumeCount < 3) {
      // 仅处理数字键输入
      if(key >= '0' && key <= '9') {
        volume[volumeCount] = key;
        lcd.setCursor(volumeCount, 1);
        lcd.print(key);
        volumeCount++;
      }
    }
  }

  // 核心流程：传感器值等于目标值时停止
  if(processRunning) {
    // 替换为实际传感器读取代码，此处为模拟
    // sensorValue = analogRead(sensorPin);
    lcd.setCursor(8, 1);
    lcd.print(sensorValue);
    lcd.print("  "); // 清除多余显示字符

    if(sensorValue == targetVolume) {
      processRunning = false;
      lcd.clear();
      lcd.print("Process Stopped!");
      delay(2000);
      showMainScreen();
    }
  }
}

// 显示主界面
void showMainScreen() {
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Volume: ");
  lcd.print(targetVolume);
  lcd.print(" ml");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Filled: 0 ml");
}

// 进入编辑模式
void enterEditMode() {
  editMode = true;
  volumeCount = 0;
  memset(volume, 0, sizeof(volume)); // 清空输入数组
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Input Volume:");
  lcd.setCursor(0, 1);
}

// 退出编辑模式
void exitEditMode() {
  editMode = false;
  // 处理空输入或不足3位的情况
  if(volumeCount == 0) {
    targetVolume = 0;
  } else {
    volume[volumeCount] = '\0'; // 添加字符串终止符
    targetVolume = atoi(volume);
  }
  showMainScreen();
}

关键修改说明 #

• 修正LCD初始化参数为16,2，匹配16x2屏幕规格
• 增加editMode状态控制，严格区分编辑/非编辑状态，避免误操作
• 过滤编辑模式下的非数字键输入，仅响应0-9、*、#
• 字符数组volume扩容为4位，添加字符串终止符保证atoi转换正常
• 拆分界面显示、编辑进入/退出为独立函数，逻辑更清晰
• 加入核心流程控制逻辑，当传感器值与目标值相等时停止并提示
• 修复未定义变量问题，补充必要的状态标记

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Lord Voldemort