代码收藏家 嵌入式系统学习笔记之“按键控制”——STM32(二)
目录
一、实验目的
二、实验原理
2.1GPIO配置：
2.2按键扫描：
2.3去抖动处理：
2.4按键原理图
2.5 蜂鸣器原理图
2.6 LED原理图
三、实验步骤
3.1按键消抖
3.2硬件连接
3.3软件配置
四、实验代码
4.1 main.c
4.2 led.c
4.3key.c
4.4key.h
4.5beep.c
4.6 beep.h
五、实验结果展示
六、心得体会
一、实验目的
1.1掌握GPIO引脚的配置和使用。
1.2学习通过在主循环中不断扫描按键状态的方法，实现按键控制LED的点亮和熄灭，此外，我还实现了对蜂鸣器的控制。
1.3提升对嵌入式系统编程和调试能力的理解与应用。
二、实验原理
按键控制LED点亮是通过在主循环中不断扫描按键状态来实现的。具体原理如下：
2.1GPIO配置：
将按键和LED分别连接到STM32F103ZET6的GPIO引脚，配置GPIO引脚为输入（按键）和输出（LED）。
2.2按键扫描：
在主循环中，通过不断读取GPIO引脚的电平状态来判断按键是否按下，并控制LED的点亮和熄灭。
2.3去抖动处理：
在软件中通过短时间延时和多次读取按键状态的方法，消除按键抖动的影响。
2.4按键原理图
2.5 蜂鸣器原理图
2.6 LED原理图
三、实验步骤
3.1按键消抖
因为按键是机械开关，在按下的时候会产生电平的抖动。可以采用延时消抖的方法，通过延时一小段时间，消除抖动。
3.2硬件连接
①将按键一端接STM32F103ZET6的GPIO引脚（例如：PA0），另一端接地，确保按键松开时GPIO引脚为高电平，按下时为低电平。
②将LED的正极通过限流电阻连接到STM32F103ZET6的GPIO引脚（例如：PB5），负极接地。
3.3软件配置
①项目文件结构
– main.c
– led.h
– stm32f10x.h– stm32f10x_conf.h
– key.h
– beep.h
②编写代码
③下载程序并运行
将代码编译并下载到STM32F103ZET6开发板中，观察按键控制LED的效果。
四、实验代码
4.1 main.c
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "beep.h"
int main(void)
{
vu8 key=0;
delay_init(); //延时函数初始化
LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口
BEEP_Init(); //初始化蜂鸣器端口
KEY_Init(); //初始化与按键连接的硬件接口
LED0=0; //先点亮红灯
while(1)
{
key=KEY_Scan(0); //得到键值
if(key)
{
switch(key)
{
case WKUP_PRES: //控制蜂鸣器
BEEP=!BEEP;
break;
case KEY1_PRES: //控制LED1翻转
LED1=!LED1;
break;
case KEY0_PRES: //同时控制LED0,LED1翻转
LED0=!LED0;
LED1=!LED1;
break;
}
}else delay_ms(10);
}
}
4.2 led.c
#include "led.h"
void LED_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE); //使能PB,PE端口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //LED0-->PB.5 端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIOB.5
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5); //PB.5 输出高
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //LED1-->PE.5 端口配置, 推挽输出
GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure); //推挽输出 ，IO口速度为50MHz
GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5); //PE.5 输出高
}
4.3key.c
#include "stm32f10x.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "delay.h"
//按键初始化函数
void KEY_Init(void) //IO初始化
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);//使能PORTA,PORTE时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_3;//KEY0-KEY1
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //设置成上拉输入
GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOE4,3
//初始化 WK_UP-->GPIOA.0 下拉输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //PA0设置成输入，默认下拉
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.0
}
//按键处理函数
//返回按键值
//mode:0,不支持连续按;1,支持连续按;
//0，没有任何按键按下
//1，KEY0按下
//2，KEY1按下
//3，KEY3按下 WK_UP
//注意此函数有响应优先级,KEY0>KEY1>KEY_UP!!
u8 KEY_Scan(u8 mode)
{
static u8 key_up=1;//按键按松开标志
if(mode)key_up=1; //支持连按
if(key_up&&(KEY0==0||KEY1==0||WK_UP==1))
{
delay_ms(10);//去抖动
key_up=0;
if(KEY0==0)return KEY0_PRES;
else if(KEY1==0)return KEY1_PRES;
else if(WK_UP==1)return WKUP_PRES;
}else if(KEY0==1&&KEY1==1&&WK_UP==0)key_up=1;
return 0;// 无按键按下
}
4.4key.h
#ifndef __KEY_H
#define __KEY_H
#include "sys.h"
//#define KEY0 PEin(4) //PE4
//#define KEY1 PEin(3) //PE3
//#define WK_UP PAin(0) //PA0 WK_UP
#define KEY0 GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_4)//读取按键0
#define KEY1 GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_3)//读取按键1
#define WK_UP GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0)//读取按键3(WK_UP)
#define KEY0_PRES 1 //KEY0按下
#define KEY1_PRES 2 //KEY1按下
#define WKUP_PRES 3 //KEY_UP按下(即WK_UP/KEY_UP)
void KEY_Init(void);//IO初始化
u8 KEY_Scan(u8); //按键扫描函数
#endif
4.5beep.c
#include "beep.h"
//初始化PB8为输出口.并使能这个口的时钟
//蜂鸣器初始化
void BEEP_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //使能GPIOB端口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; //BEEP-->PB.8 端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //根据参数初始化GPIOB.8
GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_8);//输出0，关闭蜂鸣器输出
}
4.6 beep.h
#ifndef __BEEP_H
#define __BEEP_H
#include "sys.h"
#define BEEP PBout(8)
void BEEP_Init(void);
#endif
五、实验结果展示
按键控制（扫描）
六、心得体会
通过此次实验，我们熟悉了STM32F103ZET6的GPIO配置和通过主循环扫描按键状态的实现方法，并成功实现了按键控制LED的效果。心得如下：
6.1硬件理解：在硬件连接中，需要注意电阻的选择和连接的可靠性，确保每个LED和按键都有适当的连接。
6.2软件调试：在软件编写中，通过调试工具能够有效发现和解决问题，如GPIO初始化错误或按键抖动处理不当等。
6.3去抖动处理：按键的机械抖动是一个常见问题，通过简单的延时去抖动方法，可以有效消除按键抖动对系统的影响，提高按键识别的准确性。
6.4主循环扫描：通过在主循环中不断扫描按键状态，可以实现对按键的实时响应，适合对响应速度要求不高的场景。
本实验通过结合硬件连接和软件编程，成功实现了基于扫描的普通按键控制LED点亮的效果。在实现了按键控制LED亮灭效果的基础上，我使用KEY1控制LED1翻转，采用WKUP按键实现对蜂鸣器的控制，采用KEY0实现LED1与LED2同时翻转。通过该实验，不仅巩固了对单片机基本功能的理解，还提高了实际动手能力和调试技巧，为后续更复杂的嵌入式开发打下了坚实基础。
作者：放晴了94
