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[零基礎學習STM32]第二講：GPIO輸入實驗—讀取按鍵狀態

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本帖最后由 heart藍色CD 于 2018-1-29 16:37 編輯

一、概述
1、按鍵簡介
      按鍵是一種機械器件，按鍵兩端分別對應某電路的兩個斷點，我們可以通過按鍵接通和斷開控制該電路的電壓等參數，我們利用按鍵做的應用通常有控制繼電器、鍵盤、復位等。隨著應用的擴展，按鍵已成為電路板上不可或缺的一部分。
如下圖是常開按鍵：

2、按鍵類別簡介
      按鍵主要有四種類型：常開帶復位、常開不帶復位、常閉帶復位、常閉不帶復位。（本次實驗使用的是常開帶復位按鍵）
按鍵主要有以下4種工作模式：
  • 常開帶復位：初始默認狀態是開路，當受力按下時按鍵使電路連通，受力結束后其自動返回開路狀態。
  • 常開帶不復位：初始默認狀態是開路，每按下一次按鍵改變一次開閉狀態。
  • 常閉帶復位：初始默認狀態是連通，當受力按下時按鍵使電路開路，受力結束后其自動返回連通狀態。
  • 常閉不帶復位：初始默認狀態是連通，每按下一次按鍵改變一次開閉狀態。
3、按鍵消抖
      使用手動按鍵的時候, 由于機械抖動可能造成按鍵的錯誤識別。一般手動按下按鍵然后釋放, 按鍵兩片金屬膜接觸的時間大約為50ms，按鍵松開到穩定的時間為5-10ms。因此，如果在首次檢測到按鍵被按下后延時20ms 左右再次檢測，即可確認是否真的有按鍵被按下，從而消除按鍵抖動造成的錯誤識別。本實驗通過給于一定延時后再進行檢測，從而有效的避免了按鍵抖動帶來的誤判。

二、硬件電路

在iCore3雙核心開發板中，采用一個獨立的按鍵與STM32F407的PH15相連，限流電阻為1K。
三、實驗原理

      按鍵的一端與STM32的GPIO（PH15）相連，另外一端接地，且PH15外接一個1K電流大小的上拉電阻。初始化時把PH15設置成輸入模式，當按鍵彈起時，PH15由于上拉電阻的作用呈高電平（3.3V）；當按鍵按下時，PH15直接被按鍵短接到GND，呈低電平。因此判斷PH15的電平變化，可得到按鍵狀態。

四、源代碼
1、主函數
  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燈工作狀態
  18.         static int key_status = 1;                          //按鍵松開標置
  19.         led.initialize();                                   //三色LED燈端口初始化
  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++);     //按鍵防抖動
  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:

  49.                                                         break;
  50.                                         }

  52.                                 }
  53.                         }
  54.                 }
  55.         }
  56. }
復制代碼
2、GPIO初始化
LED的GPIO初始化配置方式與上一講一致，以下是按鍵的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;

  18.         RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOH,ENABLE);
  19.         //設置連接按鍵的IO端口
  20.         GPIO_uInitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;                           
  21.         //設置端口為輸入模式
  22.         GPIO_uInitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;                          
  23.         //設置速度為第三級
  24.         GPIO_uInitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;                    
  25.         //設置輸入端口不變化
  26.         GPIO_uInitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;                     
  27.         //把設置的參數用到結構體
  28.         GPIO_Init(GPIOH, &GPIO_uInitStructure);                                

  30.         return 0;
  31. }
復制代碼
3、小知識
void RCC_AHB1PeriphClockCmd
(uint32_t RCC_AHB1Periph,FunctionalState NewState)
此函數為外設使能函數，第一個參數為需要被使能的外設，第二個參數為使能與否。可能很多讀者看到這函數不知道如何入手，不知道參數填啥子好，別急，咱先查看一下他的定義：


查看定義方法：雙擊函數名選中，右擊再點GO TODefinition of ...就可以查看咯。
RCC_AHB1PeriphClockCmd函數定義如下：
  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. }
復制代碼
注意被我標紅的字符串，按照剛剛查定義的方法，它會告訴我們函數的參數可以填啥。如查看IS_FUNCTIONAL_STATE：
  1. #define IS_FUNCTIONAL_STATE(STATE)
  2. (((STATE) == DISABLE) || ((STATE) == ENABLE))
復制代碼
我們可以看出第二個參數可填寫DISABLE（使能）和ENABLE（不使能）。

小結：上面用外設的使能函數為大家介紹了查看函數的方法，此方法在實際應用經�？梢杂玫�，當我們在閱讀、修改程序的時候，遇到哪些不太清楚的函數，就可以用這種方法查看。

五、實驗現象
按鍵每按下一次，ARM·LED顏色變換（紅色、綠色、藍色輪流交換）一次。

六、代碼包下載
復制網址到瀏覽器可下載pan.baidu.com/s/1sjrHnM9

51hei本地下載：
iCore3_2_KEY.zip (960.18 KB, 下載次數: 16)



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