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[零基礎(chǔ)學(xué)習(xí)STM32]第二講：GPIO輸入實(shí)驗(yàn)—讀取按鍵狀態(tài)

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本帖最后由 heart藍(lán)色CD 于 2018-1-29 16:37 編輯

一、概述
1、按鍵簡(jiǎn)介
      按鍵是一種機(jī)械器件，按鍵兩端分別對(duì)應(yīng)某電路的兩個(gè)斷點(diǎn)，我們可以通過按鍵接通和斷開控制該電路的電壓等參數(shù)，我們利用按鍵做的應(yīng)用通常有控制繼電器、鍵盤、復(fù)位等。隨著應(yīng)用的擴(kuò)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(jiǎn)介
      按鍵主要有四種類型：常開帶復(fù)位、常開不帶復(fù)位、常閉帶復(fù)位、常閉不帶復(fù)位。（本次實(shí)驗(yàn)使用的是常開帶復(fù)位按鍵）
按鍵主要有以下4種工作模式：
  • 常開帶復(fù)位：初始默認(rèn)狀態(tài)是開路，當(dāng)受力按下時(shí)按鍵使電路連通，受力結(jié)束后其自動(dòng)返回開路狀態(tài)。
  • 常開帶不復(fù)位：初始默認(rèn)狀態(tài)是開路，每按下一次按鍵改變一次開閉狀態(tài)。
  • 常閉帶復(fù)位：初始默認(rèn)狀態(tài)是連通，當(dāng)受力按下時(shí)按鍵使電路開路，受力結(jié)束后其自動(dòng)返回連通狀態(tài)。
  • 常閉不帶復(fù)位：初始默認(rèn)狀態(tài)是連通，每按下一次按鍵改變一次開閉狀態(tài)。
3、按鍵消抖
      使用手動(dòng)按鍵的時(shí)候, 由于機(jī)械抖動(dòng)可能造成按鍵的錯(cuò)誤識(shí)別。一般手動(dòng)按下按鍵然后釋放, 按鍵兩片金屬膜接觸的時(shí)間大約為50ms，按鍵松開到穩(wěn)定的時(shí)間為5-10ms。因此，如果在首次檢測(cè)到按鍵被按下后延時(shí)20ms 左右再次檢測(cè)，即可確認(rèn)是否真的有按鍵被按下，從而消除按鍵抖動(dòng)造成的錯(cuò)誤識(shí)別。本實(shí)驗(yàn)通過給于一定延時(shí)后再進(jìn)行檢測(cè)，從而有效的避免了按鍵抖動(dòng)帶來的誤判。

二、硬件電路

在iCore3雙核心開發(fā)板中，采用一個(gè)獨(dú)立的按鍵與STM32F407的PH15相連，限流電阻為1K。
三、實(shí)驗(yàn)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(gè)1K電流大小的上拉電阻。初始化時(shí)把PH15設(shè)置成輸入模式，當(dāng)按鍵彈起時(shí)，PH15由于上拉電阻的作用呈高電平（3.3V）；當(dāng)按鍵按下時(shí)，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(tài)。

四、源代碼
1、主函數(shù)
  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(tài)
  18.         static int key_status = 1;                          //按鍵松開標(biāo)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(dòng)
  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(fù)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(shè)置連接按鍵的IO端口
  20.         GPIO_uInitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;                           
  21.         //設(shè)置端口為輸入模式
  22.         GPIO_uInitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;                          
  23.         //設(shè)置速度為第三級(jí)
  24.         GPIO_uInitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;                    
  25.         //設(shè)置輸入端口不變化
  26.         GPIO_uInitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;                     
  27.         //把設(shè)置的參數(shù)用到結(jié)構(gòu)體
  28.         GPIO_Init(GPIOH, &GPIO_uInitStructure);                                

  30.         return 0;
  31. }
復(fù)制代碼
3、小知識(shí)
void RCC_AHB1PeriphClockCmd
(uint32_t RCC_AHB1Periph,FunctionalState NewState)
此函數(shù)為外設(shè)使能函數(shù)，第一個(gè)參數(shù)為需要被使能的外設(shè)，第二個(gè)參數(shù)為使能與否。可能很多讀者看到這函數(shù)不知道如何入手，不知道參數(shù)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(shù)名選中，右擊再點(diǎn)GO TODefinition of ...就可以查看咯。
RCC_AHB1PeriphClockCmd函數(shù)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(fù)制代碼
注意被我標(biāo)紅的字符串，按照剛剛查定義的方法，它會(huì)告訴我們函數(shù)的參數(shù)可以填啥。如查看IS_FUNCTIONAL_STATE：
  1. #define IS_FUNCTIONAL_STATE(STATE)
  2. (((STATE) == DISABLE) || ((STATE) == ENABLE))
復(fù)制代碼
我們可以看出第二個(gè)參數(shù)可填寫DISABLE（使能）和ENABLE（不使能）。

小結(jié)：上面用外設(shè)的使能函數(shù)為大家介紹了查看函數(shù)的方法，此方法在實(shí)際應(yīng)用經(jīng)常可以用到，當(dāng)我們?cè)陂喿x、修改程序的時(shí)候，遇到哪些不太清楚的函數(shù)，就可以用這種方法查看。

五、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
按鍵每按下一次，ARM·LED顏色變換（紅色、綠色、藍(lán)色輪流交換）一次。

六、代碼包下載
復(fù)制網(wǎng)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(shù): 16)



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