STM32按键联动控制LED灯状态（NB-IoT项目实战专栏—5）
目录
1、实验目的
2、实验设计
3、实验步骤
3.1、方式一：实时检测按键状态，联动控制LED灯
3.1.1、使用 STM32CubeMX 新建项目工程
3.1.2、编写实施代码
3.1.3、配置烧写参数
3.1.4、烧写程序
3.2、方式二：按键中断，联动控制LED灯
3.2.1、使用 STM32CubeMX 新建项目工程
3.2.2、编写实施代码
3.2.3、配置烧写参数
3.2.4、烧写程序
1、实验目的
- 了解STM32L431RCT6 按键外围电路搭建原理；
- 学习STM32CubeMX 按键的两种使用方法；
- 掌握STM32编程实现按键控制LED状态的编程技巧。
2、实验设计
- 实验开发板的共有交互4个按键分别连接在PC0、PC1、PC2和PC3这4个GPIO，原理图如下所示；
- 实时判断这4个按键GPIO的状态，根据其变化，来改变LED灯的状态，这里将实现按其中任意一个键均可实现LED的取反效果；
- 最终使用两种方式：实时读取按键GPIO状态和按键中断的方法实现联动控制LED等。
3、实验步骤
3.1、方式一：实时检测按键状态，联动控制LED灯
3.1.1、使用 STM32CubeMX 新建项目工程
第一步：双击打开 STM32CubeMX，点击新建工程，在 MCU 选型框里输入 STM32L431RC，右侧选择芯片封装为 LQFP 的型号，双击进入。
第二步：参照原理图配置GPIO。
看到 STM32L431RC MCU有高速和低速外部晶振，按键KEY1连接在PC0引脚、按键KEY2连接在PC1引脚、按键KEY3连接在PC2引脚、按键KEY4连接在PC3引脚、LED 灯接在的是PC13 引脚。
读取按键状态，当为低时说明此时按下按键，当 PC13 输出为高的时候点亮 LED 灯。
因此我们在 Pinout 配置界面先设置使用外部晶振，在 RCC 下面将高速时钟和低速时钟都设置为 Crystal/Ceramic Resonator，然后单击PC13 引脚设置为 GPIO_Output 模式，PC0引脚、PC0引脚、PC0引脚和PC0引脚设置为GPIO_Iutput 模式。
在 SYSTEM 一栏里点击 GPIO 进入设置，具体如下：
- 点击PC0，配置初始化参数：输入模式，上拉状态，标签名称为KEY1；
- 点击PC1，配置初始化参数：输入模式，上拉状态，标签名称为KEY2；
- 点击PC2，配置初始化参数：输入模式，上拉状态，标签名称为KEY3；
- 点击PC3，配置初始化参数：输入模式，上拉状态，标签名称为KEY4；
- 点击 PC13 引脚，配置初始化参数：推挽输出，默认输出低电平（初始化不让 LED 亮），无上拉无下拉。，标签名称为LED。
第三步：配置时钟。按照自己的工程要求配置时钟，本次以自动设置为例，直接将最后的频率设置为 80MHz（确定后电机回车），STM32CubeMX 会自动设置。
第四步：配置生成代码的一些配置。在 Project 界面设置本工程名称，选择按照什么开发工具生成项目工程，这里我们使用的是 MDK5。注意：工程名称最好不要是中文。
在这个界面中还需要配置的是 Code Generator，这一栏中将“Generate peripheral initialization as a……”选中，这样生成的工程会把使用的资源（IIC、SPI、USART、GPIO 等）初始化代码分别放在对应名字的单独的.c 文件中，方便我们自己增删改查使用。
第五步：点击上面的 OK 生成工程代码。 生成工程代码成功后，可以选择打开工程目录或者直接打开工程。
选择打开工程目录。可以看到工程目录分为两个部分，一个是 MDK5 的工程目录，一个是 STM32CubeMX 的工程。STM32CubeMX 工程文件还可以用 STM32CubeMX 打开提供增加或者删除、修改本工程，非常方便。（工程目录结构及文件的具体解析见控制LED灯闪烁（NB-IoT项目实战专栏—4）3.2部分）
3.1.2、编写实施代码
第一步：找到 GPIO 接口。在 main.c 文件中可以看到，工程文件首先重置所有外设，初始化 Flash 接口和 Systick，然后配置初始化了系统时钟，再配置初始化了 GPIO（按键和LED），初始化函数在 gpio.c 文件里，剩下的我们就可以直接写自己需要的应用了，这里我们想做的事情是按键联动控制LED亮/灭状态。
由于 HAL 库是封装的比较好的，因此我们不需要和底层的寄存器打交道，只需要利用外设库提供的接口即可，我们想点亮 LED 灯闪烁就是让对应的引脚拉低拉高，打开 stm32l4xx_hal_gpio.h 中接口函数。
打开步骤为：
- Drivers/STM32L4xx_HAL_Driver→点开stm32l4xx_hal_gpio.c 前面的“+”；
- 找到 stm32l4xx_hal_gpio.h 双击打开，拉倒最下面，会看到/* IO operation functions *****************************************************/，这个下面的函数就是 GPIO 的一些接口，如下图所示：
第二步： 编写程序，使用按键联动控制LED灯的亮灭状态
这里将使用三个GPIO函数：
HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState)，功能是设置拉高还是拉低某个引脚，函数各个参数说明如下：
GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)，功能是读取指定的输入端口的引脚，函数各个参数说明如下：
HAL_Delay(uint32_t Delay)，功能是延时单位毫秒，函数各个参数说明如下：
将这三个函数名复制到 main.c 文件的 while 下面的 USER CODE BEGIN 3 和 USERCODE END 3 中间。
根据函数参数说明提示和类型，设置函数中的参数，实现按键控制LED等的亮/灭状态，具体代码如下：
第三步： 编译程序，确保无误。
3.1.3、配置烧写参数
将NB-IoT实验版供电，插上烧写器，配置烧写参数，设置使用 ST-LINK 下载，设置好下图参数，点击下载程序。
3.1.4、烧写程序
最终实现实时检测按键状态，联动控制LED灯亮/灭状态功能，此处省略效果图。
3.2、方式二：按键中断，联动控制LED灯
3.2.1、使用 STM32CubeMX 新建项目工程
第一步：双击打开 STM32CubeMX，点击新建工程，在 MCU 选型框里输入 STM32L431RC，右侧选择芯片封装为 LQFP 的型号，双击进入。
第二步：参照原理图配置GPIO。
看到 STM32L431RC MCU有高速和低速外部晶振，按键KEY1连接在PC0引脚、按键KEY2连接在PC1引脚、按键KEY3连接在PC2引脚、按键KEY4连接在PC3引脚、LED 灯接在的是PC13 引脚。
读取按键状态，当为低时说明此时按下按键，当 PC13 输出为高的时候点亮 LED 灯。
因此我们在 Pinout 配置界面先设置使用外部晶振，在 RCC 下面将高速时钟和低速时钟都设置为 Crystal/Ceramic Resonator，然后单击PC13 引脚设置为 GPIO_Output 模式，PC0引脚、PC1引脚、PC2引脚和PC3引脚设置为外部中断模式。
在 SYSTEM 一栏里点击 GPIO 进入设置，具体如下：
- 点击PC0，配置初始化参数：外部中断模式（GPIO_EXTI0），上拉状态，触发方式为：External Interrupt Mode with Falling edge trigger detection（下降沿触发），标签名称为KEY1；
- 点击PC1，配置初始化参数：外部中断模式（GPIO_EXTI1），上拉状态，触发方式为：External Interrupt Mode with Falling edge trigger detection（下降沿触发），标签名称为KEY2；
- 点击PC2，配置初始化参数：外部中断模式（GPIO_EXTI2），上拉状态，触发方式为：External Interrupt Mode with Falling edge trigger detection（下降沿触发），标签名称为KEY3；
- 点击PC3，配置初始化参数：外部中断模式（GPIO_EXTI3），上拉状态，触发方式为：External Interrupt Mode with Falling edge trigger detection（下降沿触发），标签名称为KEY4；
- 点击 PC13 引脚，配置初始化参数：推挽输出，默认输出低电平（初始化不让 LED 亮），无上拉无下拉。，标签名称为LED。
第三步：配置时钟。按照自己的工程要求配置时钟，本次以自动设置为例，直接将最后的频率设置为 80MHz（确定后电机回车），STM32CubeMX 会自动设置。
第四步：配置生成代码的一些配置。在 Project 界面设置本工程名称，选择按照什么开发工具生成项目工程，这里我们使用的是 MDK5。注意：工程名称最好不要是中文。
在这个界面中还需要配置的是 Code Generator，这一栏中将“Generate peripheral initialization as a……”选中，这样生成的工程会把使用的资源（IIC、SPI、USART、GPIO 等）初始化代码分别放在对应名字的单独的.c 文件中，方便我们自己增删改查使用。
第五步：点击上面的 OK 生成工程代码。 生成工程代码成功后，可以选择打开工程目录或者直接打开工程。
选择打开工程目录。可以看到工程目录分为两个部分，一个是 MDK5 的工程目录，一个是 STM32CubeMX 的工程。STM32CubeMX 工程文件还可以用 STM32CubeMX 打开提供增加或者删除、修改本工程，非常方便。（工程目录结构及文件的具体解析见控制LED灯闪烁（NB-IoT项目实战专栏—4）3.2部分）
3.2.2、编写实施代码
第一步：找到 GPIO 接口。在 main.c 文件中可以看到，工程文件首先重置所有外设，初始化 Flash 接口和 Systick，然后配置初始化了系统时钟，再配置初始化了 GPIO（按键和LED），初始化函数在 gpio.c 文件里，剩下的我们就可以直接写自己需要的应用了，这里我们想做的事情是按键外部中断联动控制LED亮/灭状态。
由于 HAL 库是封装的比较好的，因此我们不需要和底层的寄存器打交道，只需要利用外设库提供的接口即可，我们想点亮 LED 灯闪烁就是让对应的引脚拉低拉高，打开 stm32l4xx_hal_gpio.h 中接口函数。
打开步骤为：
- Drivers/STM32L4xx_HAL_Driver→点开stm32l4xx_hal_gpio.c 前面的“+”；
- 找到 stm32l4xx_hal_gpio.h 双击打开，拉倒最下面，会看到/* IO operation functions *****************************************************/，这个下面的函数就是 GPIO 的一些接口，如下图所示：
第二步： 编写程序，使用按键联动控制LED灯的亮灭状态
这里将使用两个GPIO函数：
HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState)，功能是设置拉高还是拉低某个引脚，函数各个参数说明如下：
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)，功能是外部中断回调函数，函数各个参数说明如下：
将这两个函数名复制到 gpio.c 文件的 GPIO配置 下面的 USER CODE BEGIN 2和 USER CODE END 2 中间。根据函数参数说明提示和类型，设置函数中的参数，实现按键控制LED等的亮/灭状态，具体代码如下：
第三步： 编译程序，确保无误。
3.2.3、配置烧写参数
将NB-IoT实验版供电，插上烧写器，配置烧写参数，设置使用 ST-LINK 下载，设置好下图参数，点击下载程序。
3.2.4、烧写程序
最终实现按键外部中断检测，联动控制LED灯亮/灭状态功能，此处省略效果图。
基础实验：STM32控制OLCD显示中英文（NB-IoT项目实战专栏—6）