【STM32学习记录2】GPIO输入—按键检测

Author：AXYZdong
自动化专业 工科男
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2.1硬件设计

弹性按键机械触点断开、闭合时，由于触点的弹性作用，按键开关不会马上稳定接通或一 下子断开，使用按键时会产生如图带波纹信号，需要用软件消抖处理滤波，不方便输入检测。当然有专用的去抖电路，也有专用的去抖芯片，但通常我们用软件延时的方法就能解决抖动问题，没有必要添加多余的硬件电路。

2.2软件设计

同 LED 的工程，为了使工程更加有条理，我们把按键相关的代码独立分开存储，方便 以后移植。在“工程模板”之上新建“bsp_key.c”及“bsp_key.h”文件，这些文件也可根 据您的喜好命名，这些文件不属于 STM32标准库的内容，是由我们自己根据应用需要编写 的。

2.2.1编程要点

1. 使能 GPIO端口时钟；
2. 初始化 GPIO目标引脚为输入模式(引脚默认电平受按键电路影响，浮空/上拉/下拉均没有区别)；
3. 编写简单测试程序，检测按键的状态，实现按键控制 LED灯。

2.2.2代码分析

1.按键引脚宏定义

同样，在编写按键驱动时，也要考虑更改硬件环境的情况。我们把按键检测引脚相关 的宏定义到 “bsp_key.h”文件中

#ifndef _BSP_KEY_H
#define _BSP_KEY_H
#include "sys.h"
#include "stm32f4xx.h"

/*下面的方式是通过直接操作库函数方式读取IO*/
#define KEY0   GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_4) //PE4
#define KEY1   GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_3) //PE3 
//#define KEY2   GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_2) //PE2
#define WK_UP  GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0) //PA0

/*下面方式是通过位带操作方式读取IO*/
/*
#define KEY0   PEin(4)   //PE4
#define KEY1   PEin(3)  //PE3 
#define KEY2   PEin(2)  //P32
#define WK_UP  PAin(0)  //PA0
*/

#define KEY0_PRES  1
#define KEY1_PRES  2
#define WKUP_PRES  3
//#define KEY2_PRES 4

void KEY_Init(void); //IO初始化
u8 KEY_Scan(u8);    //按键扫描函数

#endif

2.按键 GPIO初始化函数

#include "bsp_key.h"
#include "delay.h"

void  KEY_Init() 
{
  GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA|RCC_AHB1Periph_GPIOE, ENABLE);//使能GPIOA,GPIOE时钟
  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4; //KEY2 KEY3对应引脚
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;         //普通输入模式
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;   //100M
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;         //上拉
  GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);               //初始化GPIOE2,3,4
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;            //WK_UP对应引脚PA0
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN ;      //下拉
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);               //初始化GPIOA0
} 

//按键处理函数
//返回按键值
//mode:0,不支持连续按;1,支持连续按;
//0，没有任何按键按下
//1，KEY0按下
//2，KEY1按下
//3，KEY2按下 
//4，WKUP按下 WK_UP
//注意此函数有响应优先级,KEY0>KEY1>KEY2>WK_UP!!
u8 KEY_Scan(u8 mode)
{  
 static u8 key_up=1;//按键按松开标志
 if(mode)key_up=1;  //支持连按    
 if(key_up&&(KEY0==0||KEY1==0||WK_UP==1))
 {
  delay_ms(10);//去抖动 
  key_up=0;
       if(KEY0==0)return 1;
  else if(KEY1==0)return 2;
  else if(WK_UP==1)return 3;
//  else if(KEY2==0)return 4;
  
 }else if(KEY0==1&&KEY1==1&&WK_UP==0)key_up=1;      
  return 0;// 无按键按下
}

3.主函数

#include "stm32f4xx.h"
#include "bsp_led.h"
#include "bsp_key.h"
#include "sys.h"
#include "delay.h"

main()
{ 
  u8 key;                //保存键值
 delay_init(168);        //初始化延时函数
 LED_GPIO_Config();      //初始化LED端口 
 KEY_Init();             //初始化与按键连接的硬件接口
 
 while(1)
 {
  key=KEY_Scan(0);  //得到键值
     if(key)
  {         
   switch(key)
   {               
    case 1: LED0=!LED0;break;           //控制LED0翻转
         
    case 2: LED1=!LED1;break;           //控制LED1翻转  
          
    case 3: LED0=!LED0;LED1=!LED1;break;//同时控制LED0,LED1翻转     
   }
  }
  else delay_ms(10); 
 }
}

代码中初始化 LED 灯及按键后，在 while 函数里不断调用 KEY_Scan函数，并判断其返回值，若返回值表示按键按下，则反转 LED 灯的状态。

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参考文献

【1】：《零死角玩转 STM32—基于野火 F407[霸天虎]开发板 》
【2】：郭天祥．新概念51单片机C语言教程：如门、提高、开发、拓展全攻略[M]．北京：电子工业出版社，2018.1：66