【零基础学习STM32】第二讲：GPIO输入实验——读取按键状态

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一、概述
1、按键简介
      按键是一种机械器件，按键两端分别对应某电路的两个断点，我们可以通过按键接通和断开控制该电路的电压等参数，我们利用按键做的应用通常有控制继电器、键盘、复位等。随着应用的扩展，按键已成为电路板上不可或缺的一部分。

如下图是常开按键：

2、按键类别简介

      按键主要有四种类型：常开带复位、常开不带复位、常闭带复位、常闭不带复位。（本次实验使用的是常开带复位按键）

按键主要有以下4种工作模式：

• 常开带复位：初始默认状态是开路，当受力按下时按键使电路连通，受力结束后其自动返回开路状态。
• 常开带不复位：初始默认状态是开路，每按下一次按键改变一次开闭状态。
• 常闭带复位：初始默认状态是连通，当受力按下时按键使电路开路，受力结束后其自动返回连通状态。
• 常闭不带复位：初始默认状态是连通，每按下一次按键改变一次开闭状态。
  

3、按键消抖
      使用手动按键的时候, 由于机械抖动可能造成按键的错误识别。一般手动按下按键然后释放, 按键两片金属膜接触的时间大约为50ms，按键松开到稳定的时间为5-10ms。因此，如果在首次检测到按键被按下后延时20ms 左右再次检测，即可确认是否真的有按键被按下，从而消除按键抖动造成的错误识别。本实验通过给于一定延时后再进行检测，从而有效的避免了按键抖动带来的误判。

二、硬件电路

在iCore3双核心开发板中，采用一个独立的按键与STM32F407的PH15相连，限流电阻为1K。

三、实验原理

按键的一端与STM32的GPIO（PH15）相连，另外一端接地，且PH15外接一个1K电流大小的上拉电阻。初始化时把PH15设置成输入模式，当按键弹起时，PH15由于上拉电阻的作用呈高电平（3.3V）；当按键按下时，PH15直接被按键短接到GND，呈低电平。因此判断PH15的电平变化，可得到按键状态。

四、源代码

1、主函数

1. /*
   
2. * Name                : main
   
3. * Description         : ---
   
4. * Author              : ysloveivy.
   
5. *
   
6. * History
   
7. * --------------------
   
8. * Rev                 : 0.00
   
9. * Date                : 11/21/2015
   
10. *
    
11. * create.
    
12. * --------------------
    
13. */
    
14. int main(void)
    
15. {
    
16.         int i;
    
17.         static int work_status = 0;                         //三色LED灯工作状态
    
18.         static int key_status = 1;                          //按键松开标置
    
19.         led.initialize();                                   //三色LED灯端口初始化
    
20.         key.initialize();     
    
21.         while(1){
    
22.                 if(KEY_INPUT)key_status = 1;
    
23.                 if(key_status == 1){
    
24.                         if(!KEY_INPUT){
    
25.                                 for(i = 0;i < 10000;i++);     //按键防抖动
    
26.                                 if(!KEY_INPUT){
    
27.                                         key_status = 0;
    
28.                                         work_status += 1;
    
29.                                         if(work_status > 2)work_status = 0;
    
30.                                         //操作 LED
    
31.                                         switch(work_status){
    
32.                                                 case 0:
    
33.                                                         LED_RED_ON;
    
34.                                                         LED_GREEN_OFF;
    
35.                                                         LED_BLUE_OFF;
    
36.                                                         break;
    
37.                                                 case 1:
    
38.                                                         LED_RED_OFF;
    
39.                                                         LED_GREEN_ON;
    
40.                                                         LED_BLUE_OFF;
    
41.                                                         break;
    
42.                                                 case 2:
    
43.                                                         LED_RED_OFF;
    
44.                                                         LED_GREEN_OFF;
    
45.                                                         LED_BLUE_ON;
    
46.                                                         break;
    
47.                                                 default:
    
48. 
    
49.                                                         break;
    
50.                                         }
    
51. 
    
52.                                 }
    
53.                         }
    
54.                 }
    
55.         }
    
56. }
    

复制代码

2、GPIO初始化

LED的GPIO初始化配置方式与上一讲一致，以下是按键的GPIO初始化程序

1. /*
   
2. * Name                : initialize
   
3. * Description         : ---
   
4. * Author              : ysloveivy.
   
5. *
   
6. * History
   
7. * --------------------
   
8. * Rev                 : 0.00
   
9. * Date                : 11/21/2015
   
10. *
    
11. * create.
    
12. * --------------------
    
13. */
    
14. static int initialize(void)
    
15. {
    
16.         GPIO_InitTypeDef   GPIO_uInitStructure;
    
17. 
    
18.         RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOH,ENABLE);
    
19.         //设置连接按键的IO端口
    
20.         GPIO_uInitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;                           
    
21.         //设置端口为输入模式
    
22.         GPIO_uInitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;                          
    
23.         //设置速度为第三级
    
24.         GPIO_uInitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;                    
    
25.         //设置输入端口不变化
    
26.         GPIO_uInitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;                     
    
27.         //把设置的参数用到结构体
    
28.         GPIO_Init(GPIOH, &GPIO_uInitStructure);                                
    
29. 
    
30.         return 0;
    
31. }
    

复制代码

3、小知识

void RCC_AHB1PeriphClockCmd

(uint32_t RCC_AHB1Periph,FunctionalState NewState)

此函数为外设使能函数，第一个参数为需要被使能的外设，第二个参数为使能与否。可能很多读者看到这函数不知道如何入手，不知道参数填啥子好，别急，咱先查看一下他的定义：

查看定义方法：双击函数名选中，右击再点GO TODefinition of ...就可以查看咯。

RCC_AHB1PeriphClockCmd函数定义如下：

1. void RCC_AHB1PeriphClockCmd(uint32_t RCC_AHB1Periph, FunctionalState NewState)
   
2. {
   
3.   /* Check the parameters */
   
4.   assert_param(IS_RCC_AHB1_CLOCK_PERIPH(RCC_AHB1Periph));
   
5.   assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState));
   
6.   if (NewState != DISABLE)
   
7.   {
   
8.     RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1Periph;
   
9.   }
   
10.   else
    
11.   {
    
12.     RCC->AHB1ENR &= ~RCC_AHB1Periph;
    
13.   }
    
14. }
    

复制代码

注意被我标红的字符串，按照刚刚查定义的方法，它会告诉我们函数的参数可以填啥。如查看IS_FUNCTIONAL_STATE：

1. #define IS_FUNCTIONAL_STATE(STATE)
   
2. (((STATE) == DISABLE) || ((STATE) == ENABLE))
   

复制代码

我们可以看出第二个参数可填写DISABLE（使能）和ENABLE（不使能）。

小结：上面用外设的使能函数为大家介绍了查看函数的方法，此方法在实际应用经常可以用到，当我们在阅读、修改程序的时候，遇到哪些不太清楚的函数，就可以用这种方法查看。

五、实验现象

按键每按下一次，ARM·LED颜色变换（红色、绿色、蓝色轮流交换）一次。

六、代码包下载

复制网址到浏览器可下载pan.baidu.com/s/1sjrHnM9

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