代码收藏家技术教程 2024-06-26

STM32 GPIO输入实践：按键控制LED灯与光敏电阻控制蜂鸣器

1.与GPIO有关的函数

本次实验要用到有关GPIO的两个函数

uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

uint8_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

在使用按键控制LED灯时，我们要读入按键的状态，读出LED灯输出的状态

2.按键与STM32硬件连接方式

这里的连接方式包含弱上拉，强上拉，弱下拉，强下拉。这里的强弱指的是阻值的大小。

3.传感器模块（光敏电阻/热敏电阻/红外接收管）

简单来说这三个元器件通过GPIO输入，将产生的数字信号传递给单片机内部。

传感器元件（光敏电阻/热敏电阻/红外接收管等）的电阻会随外界模拟量的变化而变化，通过与定值电阻分压即可得到模拟电压输出，再通过电压比较器进行二值化即可得到数字电压输出。

下面左图中依次是光敏电阻，热敏电阻，红外接收管。这三个元器件的原理是相同的，下图中的N1可以代表光敏电阻或者是热敏电阻又或者是红外接收管，当通过与定值电阻R1连接实现了分压得到模拟电压输出，将输出的模拟电压与电压比较器（右图最左边的元器件）相连接，电压比较器可以将输入的模拟量转换为输出的数字量，即模拟信号变为数字信号。AO就变为DO.

什么是电压比较器？

电压比较器就是比较输入模拟电压IN+与参考电压之间IN-的差值，IN+>IN-,输出1.IN+<N-,输出0。

4.按键控制LED灯

4.1Key.c和Key.h

#ifndef __KEY_H
#define __KEY_H

void Key_Init(void);
uint8_t Key_GetNum(void);

#endif

#include "stm32f10x.h"  // Device header
#include "Delay.h"

//按键初始化
void Key_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);开启GPIOB的时钟
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//定义结构体
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;//将PB1和PB11引脚初始化为上拉输入
	 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_11;//定义两个按键引脚
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	 GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
}
//返回值是uint8类型
 //函    数：按键获取键码
uint8_t Key_GetNum(void)
{
	uint8_t KeyNum=0;
   	if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1)==0) //读PB1输入寄存器的状态，如果为0，则代表按键1按下
	{
		Delay_ms(20);/延时消抖
		while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1)==0);//等待按键松手
		Delay_ms(20);//延时消抖
		KeyNum=1;	//置键码为1
	}
		if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_11)==0)//读PB11输入寄存器的状态，如果为0，则代表按键2按下
	{
		Delay_ms(20);/延时消抖
		while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_11)==0);//等待按键松手
		Delay_ms(20);//延时消抖
		KeyNum=2;//置键码为1
	}
	return KeyNum;//返回键码值，如果没有按键按下
}

4.2LED.C和LED.h

#ifndef __LED_H
#define __LED_H

void LED_Init(void);//LED初始化
void LED1_ON(void);//LED1亮
void LED1_OFF(void);//LED灭
void LED1_Turn(void);//LED翻转
void LED2_ON(void);
void LED2_OFF(void);
void LED2_Turn(void);
#endif

#include "stm32f10x.h"                  // Device header


void LED_Init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_Inistructure;
	
	//开启时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	
	//GPIO初始化
	GPIO_Inistructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//将PA1和PA2引脚初始化为推挽输出
	GPIO_Inistructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 ;
	GPIO_Inistructure.GPIO_Speed=  GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Inistructure);//读取结构体的参数
	
	/*设置GPIO初始化后的默认电平*/
	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2);设置PA1和PA2引脚为高电平
}

//函    数：LED1开启
void LED1_ON(void)
{
	GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
}

//函    数：LED1开启关闭
void LED1_OFF(void)
{
	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
}

//LED1状态翻转
void LED1_Turn(void)
{
	if(GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_1)==0)//获取输出寄存器的状态，如果当前引脚输出低电平
	{
		GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);//则设置PA1引脚为高电平
	}
	else{                                //否则，即当前引脚输出高电平
		GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);//则设置PA1引脚为低电平
	}
}

//LED2开启
void LED2_ON(void)
{
	GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);
}

//LED2关闭
void LED2_OFF(void)
{
	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);
}

void LED2_Turn(void)
{
	if(GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_2)==0)
	{
		GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);
	}
	else{
		GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);
	}
}

4.3main函数

实现功能，按键1按下LED1翻转，按键2按下LED2翻转

#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "LED.h"
#include "Key.h"

uint8_t KeyNum;//定义用于接收按键键码的变量

int main(void)
{
    LED_Init();
	Key_Init();
	
    while(1)
	{	
		KeyNum=Key_GetNum();
		if(KeyNum==1)
		{
	       LED1_Turn();
		}
		if(KeyNum==2)
		{
		   LED2_Turn();
		}
	}
}

5.光敏电阻控制蜂鸣器

5.1Buzzer.c和Buzer.h

#ifndef __BUZZER_H
#define __BUZZER_H

void Buzzer_Init(void);
void Buzzer_ON(void);
void Buzzer_OFF(void);
void Buzzer_Turn(void);


#endif

#include "stm32f10x.h"                  // Device header


//蜂鸣器初始化
void Buzzer_Init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_Inistructure;
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
	GPIO_Inistructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_Inistructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_12;
	GPIO_Inistructure.GPIO_Speed=  GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_Inistructure);//读取结构体的参数
}

//蜂鸣器响
void Buzzer_ON(void)
{
	GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
}
//蜂鸣器不响
void Buzzer_OFF(void)
{
	GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
}
//蜂鸣器状态翻转
void Buzzer_Turn(void)
{
	//读取当前端口的输出状态如果是0，就置1；如果是1就置0
	if(GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_12)==0)
	{
		GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
	}
	else{
		GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
	}
}

5.2Lightsensor.c和LightSensor.h

#ifndef __LIGHTSENSOR_H
#define __LIGHTSENSOR_H

void LighrSensor_Init(void);
uint8_t LightSensor_Get(void);
#endif

#include "stm32f10x.h"                  // Device header


void LighrSensor_Init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_Inistructure;
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
	GPIO_Inistructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;//将PB13引脚初始化为上拉输入
	GPIO_Inistructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_13;
	GPIO_Inistructure.GPIO_Speed=  GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_Inistructure);//读取结构体的参数
}

//获取当前光敏传感器输出的高低电平
//返 回 值：光敏传感器输出的高低电平，范围：0/1
uint8_t LightSensor_Get(void)
{
	 return GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_13);
}

5.3main函数

光敏电阻亮，输出为低电平（0）

实现功能：遮住光敏电阻输出电平为1，蜂鸣器响。不遮住光敏电阻，蜂鸣器不响。

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "Buzzer.h"
#include "LightSensor.h"

int main(void)
{
	Buzzer_Init();			//蜂鸣器初始化
	LightSensor_Init();		//光敏传感器初始化
	
	while (1)
	{
		if (LightSensor_Get() == 1)		//如果当前光敏输出1
		{
			Buzzer_ON();				//蜂鸣器开启
		}
		else							//否则
		{
			Buzzer_OFF();				//蜂鸣器关闭
		}
	}
}

作者：染予