2019年02月18日 | stm32实现GPIO输入按键检测

1、硬件设计

按键机械触点断开、闭合时，由于按键触点的弹性作用，按键开关不会马上稳定接通或一下就断开，使用按键时就会产生下图中的带纹波信号，需要软件消抖处理滤波

由于用软件消抖处理滤波不方便输入检测，所以提出了如下带有硬件消抖的电路。

从按键的原理图可知，当按键没有被按下时，GPIO引脚通过一个下拉电阻R64使引脚处于低电平状态，当按键被按下时，按键所在的电路导通，VCC通过一个限流电阻R33连接到GPIO引脚，使GPIO引脚的输入状态为高电平，只要我们检测引脚的输入电平为高电平，即可判断按键是否被按下。

同LED工程，为了使工程的移植性更高，是工程更有条理，我们把按键相关的代码独立分开存储，在工程模板上新建“bsp_key.c”及“bsp_key.h”,这些文件可由自己的喜好命名，这些文件不属于STM32标准库的内容，是根据自己的需要编写的。

bsp_keyscan.c中代码如下

#include "bsp_keyscan.h"

/**

* @brief 配置按键检测用到的I/O口

* @param 无

* @retval         无

*/

void key_GPIO_Config(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_key_InitStructure;

RCC_AHB1PeriphClockCmd(key1_GPIO_CLK, ENABLE); //enable AHB1 periphral clock

RCC_AHB1PeriphClockCmd(key2_GPIO_CLK, ENABLE); //enable AHB1 periphral clock

GPIO_key_InitStructure.GPIO_Mode  =  GPIO_Mode_IN;

GPIO_key_InitStructure.GPIO_OType =  GPIO_OType_PP;

GPIO_key_InitStructure.GPIO_PuPd  =  GPIO_PuPd_DOWN;

GPIO_key_InitStructure.GPIO_Speed =  GPIO_Fast_Speed;        //keyscan gpio port register configure

GPIO_key_InitStructure.GPIO_Pin   =  key1_pin;

GPIO_Init(key1_GPIO_PORT,&GPIO_key_InitStructure); //Initializes the gpio according to the specified parameters in the GPIO_key_InitStructure

RCC_AHB1PeriphClockCmd(key2_GPIO_CLK, ENABLE); //enable AHB1 periphral clock

GPIO_key_InitStructure.GPIO_Pin   =  key2_pin;

GPIO_Init(key2_GPIO_PORT,&GPIO_key_InitStructure); //Initializes the gpio according to the specified parameters in the GPIO_key_InitStructure

}

/**按键按下标志宏

  *按按键按下为高电平，设置KEY_ON = 1 , KEY_OFF = 0

*若按键按下为低电平，设置KEY_ON = 0 , KEY_OFF = 1 即可

*/

/**

* @brief 检测是否有按键按下

* @param GPIOx:具体的端口，x可以是（A...K）

* @param GPIO_PIN:具体的端口位，可以是GPIO_PIN_x(x可以是0...15)

* @retval 按键的状态

* @arg  KEY_ON  :按键按下

* @arg KEY_OFF :按键没按下

*/

uint8_t Key_Scan(GPIO_TypeDef* GPIOx , uint16_t GPIO_Pin )

{

if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOx,GPIO_Pin) == KEY_ON)                  //Detect whether the key is pressed

{

while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOx,GPIO_Pin) == KEY_ON);     //Loosen the detection

return KEY_ON;

}

else

{

return KEY_OFF;

}

}

第一个函数是按键GPIO初始化函数，初始化的流程与LED GPIO 初始化函数 类似，主要区别是引脚的模式。函数执行流程如下：

(1) 使用 GPIO_InitTypeDef 定义 GPIO 初始化结构体变量，以便下面用于存储 GPIO 配置。

(2) 调用库函数 RCC_AHB1PeriphClockCmd 来使能按键的 GPIO 端口时钟。

(3) 向 GPIO初始化结构体赋值，把引脚初始化成浮空输入模式，其中的 GPIO_Pin 使用宏“KEYx_PIN”来赋值，使函数的实现方便移植。由于引脚的默认电平受按键电路影响，所以设置成“浮空/上拉/下拉”模式均没有区别。

(4) 使用以上初始化结构体的配置，调用 GPIO_Init 函数向寄存器写入参数，完成 GPIO的初始化，这里的 GPIO 端口使用“KEYx_GPIO_PORT”宏来赋值，也是为了程序移植方便。

(5) 使用同样的初始化结构体，只修改控制的引脚和端口，初始化其它按键检测时使用的GPIO引脚  第二个函数是按键扫描函数，在这里我们定义了一个 Key_Scan 函数用于扫描按键状态。GPIO引脚的输入电平可通过读取 IDR 寄存器对应的数据位来感知，而 STM32 标准库提供了库函数GPIO_ReadInputDataBit 来获取位状态，该函数输入 GPIO端口及引脚号，函数返回该引脚的电平状态，高电平返回 1，低电平返回 0。Key_Scan 函数中以 GPIO_ReadInputDataBit 的返回值与自定义的宏“KEY_ON”对比，若检测到按键按下，则使用 while 循环持续检测按键状态，直到按键释放，按键释放后 Key_Scan函数返回一个“KEY_ON”值；若没有检测到按键按下，则函数直接返回“KEY_OFF”。若按键的硬件没有做消抖处理，需要在这个 Key_Scan函数中做软件滤波，防止波纹抖动引起误触发。

bsp_keyscan.h的代码如下

#ifndef _BSP_KEYSCAN_H

#define _BSP_KEYSCAN_H

#include "stm32f4xx.h"

/*************************引脚定义***********************/

#define key1_pin   GPIO_Pin_0

#define key1_GPIO_PORT            GPIOA

#define key1_GPIO_CLK   RCC_AHB1Periph_GPIOA

#define key2_pin   GPIO_Pin_13

#define key2_GPIO_PORT            GPIOC

#define key2_GPIO_CLK   RCC_AHB1Periph_GPIOC

#define KEY_ON 1

#define KEY_OFF 0

void key_GPIO_Config(void);

uint8_t Key_Scan(GPIO_TypeDef* GPIOx , uint16_t GPIO_Pin );

#endif

以上代码根据按键的硬件连接，把检测按键输入的 GPIO端口、GPIO引脚号以及GPIO端口时钟封装起来.

主函数代码如下

#include "stm32f4xx.h"

#include "bsp_led.h"

#include "bsp_keyscan.h"

int main (void)

{

LED_Config();

key_GPIO_Config();

while(1)

{

if(Key_Scan(key1_GPIO_PORT,key1_pin) == KEY_ON )

{

LED_R_Toggle;

}

if(Key_Scan(key2_GPIO_PORT,key2_pin) == KEY_ON )

{

LED_B_Toggle;

}

}

}

编译运行后，按下KEY1则红灯状态改变，按下KEY2蓝灯状态改变一次