[STM32CubeMX]学习笔记2：GPIO按键外部中断控制LED状态

• 使用标准库实现本次功能的源代码已上传：
• https://github.com/yzmj0986/STM32_Std.lib_EXTI_KEY.git

 

MCU：STM32F103ZET6

IDE：  MDK-ARM V5 +STM32CubeMX5.0.0

 

本次实现的功能是通过按键的外部中断，来改变对应LED的状态，需要将按键的I/O端口映射到外部中断线上。

需要初始化的按键I/O口分别对应PA0\PE2\PE3\PE4，LEDI/O口分别为PC0\PC1\PC2\PC3\PC4。

一. 在 Pinout&Configuration---System Core中:

• 1. 首先设置时钟RCC的HSE（外部高速时钟）为晶振模式：Crystal/ceramic Resonator

• 2. 设置系统SYS的Debug为Serial Wire：

• 3. 设置GPIO中的LED管脚。

根据MCU的硬件原理图可以看出LED均是低电平触发，且对应的端口为PC0-PC7，因此在使能是应开启GPIOC端口。

在MCU管脚图中找到PC0-PC4管脚，右键将管脚设置为GPIO_Output输出模式。

此时在System Core的GPIO中，会出现对应端口，点击端口将GPIO output level设置为low，将User Label定义为LED。

• 4. 设置按键映射到外部中断线上。

选择PA0的端口为GPIO_EXTI0，PE2\PE3\PE4的端口依次为GPIO_EXTI2\3\4。

         

此时在System Core的GPIO中，会出现对应I/O端口，按键部分的硬件原理图：

KEY_UP应为上升沿触发，并外接下拉电阻，点击端口将GPIO mode设置为External Interrupt Mode with Rising edge trigger detection，将GPIO Pull-up/Pull-down配置为Pull-down，将User Label定义为KEY_UP。

K1\K2\K3应为下降沿触发，点击端口将GPIO mode设置为External Interrupt Mode with Falling edge trigger detection，将User Label定义为KEY_LEFT\KEY_DOWN\KEY_RIGHT。

接着在GPIO-Configuration中使能四个GPIO的中断：

*在将端口映射到EXTI线上后，SYS会出现以下警告：表示红色部分的模式不可使用，且因为PA0本身对应的是系统唤醒功能，因此System Wake-UP的功能也无法被选中。

二.在 Clock Configuration中:

配置时钟为72 Mhz。

三.在 Project Manager---Project中:

• 1.设置项目的名称以及保存的位置，选择Toolchain/IDE为MDK-ARM V5，

Tips：最好把Linker Settings中的Minimum Heap Size设置为0x600。

• 2.在Code Generator选项中如下勾选：

最后点Generate Code生成代码，并选择“Open Project”：

四.代码分析与改写:

在生成的stm32f1xx_it.c中是系统中断的相关函数，找到四个外部中断的中断服务函数：

void EXTI0_IRQHandler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN EXTI0_IRQn 0 */

  /* USER CODE END EXTI0_IRQn 0 */
  HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_0);
  /* USER CODE BEGIN EXTI0_IRQn 1 */

  /* USER CODE END EXTI0_IRQn 1 */
}

进入“HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_0)”函数后发现定义如下：

void HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin)
{
  /* EXTI line interrupt detected */
  if (__HAL_GPIO_EXTI_GET_IT(GPIO_Pin) != RESET)
  {
    __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_Pin);
    HAL_GPIO_EXTI_Callback(GPIO_Pin);
  }
}

服务函数中第一步对中断口清零，随后进入回调函数“HAL_GPIO_EXTI_Callback”：

__weak void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
  /* Prevent unused argument(s) compilation warning */
  UNUSED(GPIO_Pin);
  /* NOTE: This function Should not be modified, when the callback is needed,
           the HAL_GPIO_EXTI_Callback could be implemented in the user file
   */
}

回调函数是_weak符号弱定义，（库中定义的弱符号可以被用户定义的强符号覆盖，从而使程序可以使用自定义版本的库函数）但是回调函数中没有定义任何操作，因此将我们要实现的功能编写在回调函数中。

*关于强弱符号的详细定义见：强符号 弱符号。

在main.c中添加下列程序：

/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
	if(GPIO_Pin==KEY_UP_Pin)
	{
		for(long i = 1;i<72000;i++){}; //消除抖动
		if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_UP_GPIO_Port,KEY_UP_Pin)==1)
		{
			HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_Port,LED1_Pin);
		}
	}
	else if(GPIO_Pin==KEY_DOWN_Pin)
	{
		for(long i = 1;i<72000;i++){};
		if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_DOWN_GPIO_Port,KEY_DOWN_Pin)==0)
		{
		  HAL_GPIO_TogglePin(LED2_GPIO_Port,LED2_Pin);
		}
	}
	else if(GPIO_Pin==KEY_LEFT_Pin)
	{
		for(long i = 1;i<72000;i++){};
		if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_LEFT_GPIO_Port,KEY_LEFT_Pin)==0)
		{
		HAL_GPIO_TogglePin(LED3_GPIO_Port,LED3_Pin);
		}
	}
	else if(GPIO_Pin==KEY_RIGHT_Pin)
	{
		for(long i = 1;i<72000;i++){};
		if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_RIGHT_GPIO_Port,KEY_RIGHT_Pin)==0)
		{
		HAL_GPIO_TogglePin(LED4_GPIO_Port,LED4_Pin);
		}
	}
	__HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_Pin);
}
/* USER CODE END 4 */

在编程中一般不在中断函数中添加延时函数，（这里有个BUG：当PA0按下时，只要进入HAL_delay函数就无法跳出循环，解决未果，因此用上面的for循环代替了延时函数，实现消抖的功能）。

以KEY_UP按下为例：当KEY_UP按键按下后，

“GPIO_Pin==KEY_UP_Pin”

进入for循环（相当于小型的延时函数），循环一段时间后判断KEY_UP管脚是否仍未高电平：

“HAL_GPIO_ReadPin(KEY_UP_GPIO_Port,KEY_UP_Pin)==1”

这里因为UP管脚是高电平触发，其余管脚是低电平触发，因此判断条件不同。

若此时KEY_UP仍为高电平，说明不是抖动引起，则改变对应LED的状态：

“HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_Port,LED1_Pin)”

最终在退出函数时要清除中断标志位，避免对下次按键的判断造成影响。

至此，编译后无错并下载到开发板中，就完成了通过STM32CubeMX调用HAL库实现按键控制LED的效果程序。