2021年08月30日 | 玩转STM32CubeMX | 按键输入

1.实验介绍

本实验介绍如何使用STM32F103的IO口作为输入使用。IO口作为输入使用时，是通过读取IDR的内容来读取IO口的状态的。实验中利用板载的4个按键，来控制板载的两个LED的亮灭和蜂鸣器。其中KEY_UP控制蜂鸣器；K1控制D1，按一次亮再按一次灭；K2控制D2，按一次亮再按一次灭；K3同时控制D1和D2，按一次它们的状态就翻转一次

2.硬件设计

用到的硬件资源有：

*指示灯D1、D2

*蜂鸣器BUZ

*4个按键

硬件连接原理图如下，注意K1、K2、K3是低电平有效的，而KEY_UP是高电平有效，并且外部都没有上下拉电阻，所以需要在STM32F1内部设置上下拉；

STM32F103芯片单个IO口最大输出电流是25mA，而蜂鸣器的驱动电流是30mA左右，整个芯片的输出电流最大为150mA，如果在蜂鸣器上就消耗30mA，那么芯片的其他IO口及外设电流就比较拮据了，因此此处不会直接使用IO口驱动蜂鸣器，而是通过三极管把电流放大后再驱动蜂鸣器，这样IO口只需提供不到1mA的电流就可以控制蜂鸣器

3.软件设计

3.1 STM32CubeMX设置

➡️ RCC设置外接HSE，时钟设置为72M

➡️ PC0和PC2设置为GPIO推挽输出模式、上拉、高速、默认输出电平为高电平

➡️ PB5设置为GPIO推挽输出、高速模式

➡️ PA0设置为GPIO输入下拉模式；PE2、PE3、PE4设置为GPIO输入上拉模式

➡️ 输入工程名，选择工程路径（不要有中文），选择MDK-ARM V5；勾选Generated periphera initialization as a pair of ‘.c/.h’ files per IP ；点击GENERATE CODE，生成工程代码

3.2 MDK-ARM软件编程

➡️ 在gpio.c文件中可以看到PC0、PC1、PB5、PA0、PE2、PE3、PE4管脚的初始化函数

void MX_GPIO_Init(void)

{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();        //开启GPIOE时钟

  __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();        //开启GPIOC时钟

  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();        //开启GPIOA时钟

  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();        //开启GPIOB时钟

  //LED1/LED2默认输出是电平为高电平

  HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, LED1_Pin|LED2_Pin, GPIO_PIN_SET);    

  //BUZ默认输出是电平为低电平    

  HAL_GPIO_WritePin(BUZ_GPIO_Port, BUZ_Pin, GPIO_PIN_RESET);    

  GPIO_InitStruct.Pin = K_LEFT_Pin|K_DOWN_Pin|K_RIGHT_Pin;  //PE2/PE3/PE4

  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;           //输入

  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;               //上拉

  HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct);

  GPIO_InitStruct.Pin = LED1_Pin|LED2_Pin;          //PC0/PC1

  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;       //推挽输出

  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;               //上拉

  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;     //高速

  HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

  GPIO_InitStruct.Pin = K_UP_Pin;                   //PA0

  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;           //输入

  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN;             //下拉

  HAL_GPIO_Init(K_UP_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

  GPIO_InitStruct.Pin = BUZ_Pin;                    //PB5

  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;       //推挽输出

  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;               //无上下拉

  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;     //高速

  HAL_GPIO_Init(BUZ_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

}

➡️ 在工程的应用文件目录下创建key.c文件，编写按键相关函数

/***********************************************************

*函 数 名: KEY_Scan(uint8_t mode)

*功    能: 按键处理函数

*形    参: mode:0 不支持连续按；1 支持连续按

*返 回 值: 返回按键值   0:表示未有按键按下

*                      1:KEY_RIGHT按下   2:KEY_DOWN按下

*                      3:KEY_LEFT按下    4:KEY_UP按下

***********************************************************/

uint8_t KEY_Scan(uint8_t mode)

{

    static uint8_t key = 1;     //按键松开标志

    if(mode == 1){              //支持连按

        key = 1;

    }

    if(key&&(KEY_UP==1||KEY_DOWN==0||KEY_LEFT==0||KEY_RIGHT==0)){

        HAL_Delay(10);          //按键消抖

        key = 0;

        if(KEY_UP==1)           return K_UP_PRES;

        else if(KEY_DOWN==0)    return K_DOWN_PRES; 

        else if(KEY_LEFT==0)    return K_LEFT_PRES; 

        else if(KEY_RIGHT==0)   return K_RIGHT_PRES; 

    }

    else if(KEY_UP==0&&KEY_DOWN==1&&KEY_LEFT==1&&KEY_RIGHT==1){

        key = 1;

    }

    return 0;

}

➡️ 在工程的头文件目录下创建key.h文件，编写相关声明

#ifndef _KEY_H_

#define _KEY_H_

#include "stm32f1xx.h"

//操作HAL库函数读取IO口状态

#define KEY_RIGHT   HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE,GPIO_PIN_4)

#define KEY_DOWN    HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE,GPIO_PIN_3)

#define KEY_LEFT    HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE,GPIO_PIN_2)

#define KEY_UP      HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0)

//定义按键按下时的键值

#define KEY_RIGHT_PRES   1

#define KEY_DOWN_PRES    2

#define KEY_LEFT_PRES    3

#define KEY_UP_PRES      4

uint8_t KEY_Scan(uint8_t mode);

#endif

➡️ 在main.c函数中编写相关程序

int main(void)

{

  /* USER CODE BEGIN 1 */

  uint8_t key;

  /* USER CODE END 1 */

  HAL_Init();

  SystemClock_Config();

  MX_GPIO_Init();

  /* USER CODE BEGIN WHILE */

  while (1)

  {

      key = KEY_Scan(0);

      switch(key){

          case KEY_UP_PRES:

              HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,BUZ_Pin,GPIO_PIN_SET);

              HAL_Delay(300);

              HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,BUZ_Pin,GPIO_PIN_RESET);

              HAL_Delay(300);

              break;

          case KEY_LEFT_PRES:

              HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,LED1_Pin);

              break;

          case KEY_DOWN_PRES:

              HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,LED2_Pin);

              break;

          case KEY_RIGHT_PRES:

              HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,LED1_Pin);

              HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,LED2_Pin);

              break;

      }

      HAL_Delay(10);

  /* USER CODE END WHILE */

  }

}

4.下载验证

编译无误后下载到开发板，按下KEY_UP蜂鸣器响一下；K1控制D1，按一次亮再按一次灭；K2控制D2，按一次亮再按一次灭；K3同时控制D1和D2，按一次它们的状态就翻转一次