代码收藏家技术教程 2024-12-27

嵌入式学习日志————STM32之按键控制LED（一）

前言

该学习日志是我在观看江科大的视频以后的总结归纳，如果有任何疑问都可以去哔哩哔哩看原视频来解答，欢迎大家提出问题或者建议。

正文

一、GPIO基本知识

GPIO就是从芯片内部引出来一根功能复用的口线（电线）
功能复用是指：GPIO的引脚可以由CPU配置成不同的功能
比如：输入功能输出功能模拟功能复用功能等等

1.基本结构

（1）所有的GPIO都是挂载在APB2外设总线上的。

（2）寄存器是32位的，但IO口只有16个，所以只有低16位有对应端口，高16位没有用到。只负责存储数据。

2.位结构

TTL施密特触发器：如果输入电压大于某一阀值，输出瞬间升为高电平；如果输入电压小于某一阀值，输出瞬间升为低电平（避免因信号波动造成输出抖动现象）。

MOS管:一种电子开关，信号来控制开关的导通和关闭，而开关负责IO口接到VDD或者VSS。

3.GPIO的模式

推挽输出模式：STM32对IO口有绝对的控制权，高低电平都有STM32决定。这种模式下，高低电平都有较强的驱动能力，所以，推挽输出又叫强推输出模式；

开漏输出模式：P-MOS是无效的，只有N-MOS在工作。所以当数据寄存器为1时，下管断开了，相当于输出断开了——高阻模式；数据寄存器为0是则输出低电平。在多机通信的情况下，可以避免各个设备的相互干扰——————可作为通信协议的驱动方式，可以用于输出5V的点电平信号。

二、实验

1.接线图

注：该图源于江科大（接线采用低电平点亮方式——LED灯正极接VCC，负极接引脚）

2.LED灯

3.电路

1）按键接法

下接按键（常用）

图一：按键按下，PA0口电压为低电平，按键松手PA0悬空，所以在此接法下要求PA0是上拉输入的模式。

图二：按键按下，PA0口电压为低电平，按键松手PA0为高电平，所以此时，PA0可以是上拉输入或者浮空输入。

上拉按键

图三：按键按下，PA0口电压为高电平，按键松手PA0为低电平，所以此时，PA0可以是下拉输入或者浮空输入。

图四: 按键按下，PA0口电压为高电平，按键松手PA0悬空，所以在此接法下要求PA0是下拉输入的模式。

2）特别说明

我所记录的这个实验采用的是下拉按键来实现控制LED灯的亮灭。所以在接下来的代码中，当读取到按键对应IO口电平为低电平时说明按键按下。

4.原理说明

利用读取按键对应端口的输入电平来控制LED灯的亮灭。按键按下与松开时对KeyNum赋不同的值，在通过对KeyNum值的判断，来设置LED灯对应端口的电平值，以此控制LED的亮灭。

5.代码

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

uint8_t KeyNum;

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

2）led.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header


void LED_Init(void)
{
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);		//开启GPIOA的时钟
	
	/*GPIO初始化*/
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);				//将PA1和PA2引脚初始化为推挽输出
	
	/*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
}


/*LED1亮*/
void LED1_ON(void)
{
	GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);		//设置PA1引脚为低电平
}


/*LED1灭*/
void LED1_OFF(void)
{
	GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);		//设置PA1引脚为高电平
}


/*LED1状态翻转*/
void LED1_Turn(void)
{
	if (GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_1) == 0)	//判断此时LED的状态
	{
		GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);				
	}
	else												
	{
		GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);				
	}
}


  /*LED2亮*/
void LED2_ON(void)
{
	GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);		//设置PA2引脚为低电平
}


 /*LED2灭*/
void LED2_OFF(void)
{
	GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);		//设置PA2引脚为高电平
}



/*LED2状态翻转*/
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);             		
}

3）key.c

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

void Key_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_11;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}

uint8_t Key_GetNum(void)
{
	uint8_t KeyNum = 0;
	if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0) //判断按键是否按下
	{
		Delay_ms(20);    //消抖
		while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0);
		Delay_ms(20);
		KeyNum = 1;
	}
	if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11) == 0)
	{
		Delay_ms(20);
		while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11) == 0);
		Delay_ms(20);
		KeyNum = 2;
	}
	
	return KeyNum;
}

作者：sunflower_2024

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