【STM32】GPIO输入

1 GPIO输出

1.1 按键简介

按键：常见的输入设备，按下导通，松手断开

按键抖动：由于按键内部使用的是机械式弹簧片来进行通断的，所以在按下和松手的瞬间会伴随有一连串的抖动

1.2 传感器模块简介

传感器模块：传感器元件（光敏电阻/热敏电阻/红外接收管等）的电阻会随外界模拟量的变化而变化，通过与定值电阻分压即可得到模拟电压输出，再通过电压比较器进行二值化即可得到数字电压输出

分别是光敏电阻传感器（光线越强，光敏电阻的阻值就越小）

热敏电阻传感器（温度越强，热敏电阻的阻值就越小）

对射式红外传感器（红外越强，红外接收管的阻值就越小）

反射式红外传感器

滤波电容：保持电路稳定

硬件电路

一般是这种（下接模式）

第一张图，当K1按下，PA0被下拉到GND，此时读取PAO口的电压就是低电平；

当K1松开，PA0被悬空，引脚的电压不确定，此时必须要求PA0是上拉输入，否则会出现引脚电压不稳定的错误现象。

第二张图多了一个上拉电阻。当按键按下时，PA0被下拉到GND，此时读取PAO口的电压就是低电平；

当按键松开时，引脚由于上拉作用，自然保持高电平。

这种接法下，PA0需要配置成上拉输入或者浮空输入。

所以上面这两种接法，按键按下是低电平，松手是高电平。

上接模式

第三张图，PA0通过按键接到3.3V，要求PA0必须配置成下拉输入的模式。

当按键按下时，引脚为高电平；松手时，引脚为低电平。（一般单片机可能没有下拉输入模式）

第四张图，PA0需要配置成下拉输入或者浮空输入。

下面这两种接法，按键按下是高电平，松手是低电平。

传感器模块

DO是数字输出；AO是模拟输出（ADC模拟转换器）。

C语言数据类型

关键字	位数	表示范围	stdint关键字	ST关键字
char	8	-128 ~ 127	int8_t	s8
unsigned char	8	0 ~ 255	uint8_t	u8
short	16	-32768 ~ 32767	int16_t	s16
unsigned short	16	0 ~ 65535	uint16_t	u16
int	32	-2147483648 ~ 2147483647	int32_t	s32
unsigned int	32	0 ~ 4294967295	uint32_t	u32
long	32	-2147483648 ~ 2147483647
unsigned long	32	0 ~ 4294967295
long long	64	-(2^64)/2 ~ (2^64)/2-1	int64_t
unsigned long long	64	0 ~ (2^64)-1	uint64_t
float	32	-3.4e38 ~ 3.4e38
double	64	-1.7e308 ~ 1.7e308

2 GPIO输入之按键控制LED灯

2.1 接线图

低电平点亮

2.2 封装模块

新建文件夹HardWare，模块化代码

先封装GPIO。LED.c，记得加上LED.h

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

// LED初始化函数
void LED_Init(void)
{
	// 1使用RCC开启GPIO的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	// 2使用GPIO_Init函数初始化GPIO[推挽输出50MHz]
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2;			
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;	// 推挽输出
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	// 3初始化熄灭
	GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2);
}

// 点亮LED1函数
void LED1_ON(void)
{
	GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);
}

// 熄灭LED1函数
void LED1_OFF(void)
{
	GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);
}


// 点亮LED2函数
void LED2_ON(void)
{
	GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);
}

// 熄灭LED2函数
void LED2_OFF(void)
{
	GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);
}

// LED1反转
void LED1_Turn(void)
{
	// 读取当前端口输出状态，如果输出是0，就置1；否则置0
	if (GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_1) == 0)
	{
		GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);
	}
	else
	{
		GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);
	}
}

// LED2反转
void LED2_Turn(void)
{
	// 读取当前端口输出状态，如果输出是0，就置1；否则置0
	if (GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_2) == 0)
	{
		GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);
	}
	else
	{
		GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);
	}
}

再封装按键。KEY.c，记得加上KEY.h

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"

// 按键初始化函数
// 上拉输入模式
void KEY_Init(void)
{
	// 1使用RCC开启GPIO的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
	
	// 2使用GPIO_Init函数初始化GPIO[推挽输出50MHz]
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;			// 上拉输入
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_11;			
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;		// 其实没有
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}

// 读取按键的值
uint8_t KEY_GetNum(void)
{
	uint8_t KeyNum = 0;
	// 1号端口
	if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0)
	{
		// 刚按下，有抖动
		Delay_ms(20);
		// 检查按键松手
		while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0)
		{
			Delay_ms(20);
			KeyNum = 1;
		}
	}
	
	// 11号端口
	if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11) == 0)
	{
		// 刚按下，有抖动
		Delay_ms(20);
		// 检查按键松手
		while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11) == 0)
		{
			Delay_ms(20);
			KeyNum = 2;
		}
	}
	return KeyNum;
}

2.3 主函数

测试代码，主函数

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "LED.h"
#include "KEY.h"

uint8_t keyNum;

int main()
{
	LED_Init();
	KEY_Init();
	
	while (1)
	{
		keyNum = KEY_GetNum();
		// 按键1按下，点亮LED1
		if (keyNum == 1)
		{
			LED1_Turn();
		}
		// 按键2按下，熄灭LED1
		if (keyNum == 2)
		{
			LED2_Turn();
		}
	}
}

代码结构图

我的按键11不起作用，不能控制GPIOA_Pin_2的亮灭。