GPIO输入

GPIO输入

实现的功能：按键控制LED、光敏传感器控制蜂鸣器

按键：常见的输入设备，按下导通，松开断开

按键抖动：由于按键内部使用的是机械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。

传感器模块介绍

传感器模块：传感器元件（传感器模块就是利用传感器元件，比如如下图的光敏电阻/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（比如光线越强，光敏电阻的阻值就越小），通过与定值电阻进行串联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（二值化就是要么是高要么是低）即可得到数字电压输出。

N1就是传感器元件所代表的可变电阻，它的阻值可以根据环境的光线、温度等模拟两进行变化。

N1上面的R1，是和N1进行分压的定值电阻，R1和N1串联，一端接VCC一端接VSS，这就构成了基本的分压电路，AO电压就由R1和N1两个电阻的分压得到。

N1左边的C2是一个滤波电容，它是为了给中间的电压输出进行滤波的，用来滤除一些干扰，保证输出电压波形的平滑。一般我们在电路中遇到一端接到电路中，另一端接地的电容，都可以考虑一下是不是滤波电容的作用，并不是电路的主要框架，这时候我们进行分析电路时，就可以先把这个电容抹掉，这样就可使我们的电路分析更加简单。

二值化输出是通过这个LM393芯片来完成，是一个电压比较器芯片，里面由两个独立的电压比较器电路，然后剩下的是VCC和GND供电，里面电容是一个电源供电的滤波电容，这个电压比较器其实就是一个运算放大器，当同向输入端的电压大于反向输入端的电压时，输出就会瞬间升高为最大值也就是输出接VCC；反之当同向输入端的电压小于反向输入端的电压时，输出就会瞬间降为最小值，也就是输出接GND，这样就可以对一个模拟电压进行二值化了，DO就是最后数字电压的输出。

硬件电路

上面两个是下接按键的方式，下面两个是上接按键的方式，一般都是用下接的方式。(这个原因跟LED的接法类似，是电路设计的习惯和规范)

随便选取一个GPIO口，比如PA0，然后通过k1接到地。当按键按下时，PA0被直接下拉到GND，此时读取PA0口的电压就是低电平、当按键松手时，PA0被悬空，悬空意味着不确定，所以必须要求PA0是上拉输入的模式，否则就会出现引脚电压不确定的错误现象。所以这种模式下，按下按键，引脚为低电平，松手，引脚为高电平。

相比较第一个图，在这里外部接了一个上拉电阻，这个上拉大家可以想象成一个弹簧，把这个端口向屋顶上拉。当按键松手时，引脚由于上拉作用，自然保持为高电平、当按键按下时，引脚直接接到GND，也就是一股无穷大的力把这个引脚往下拉，此时为低电平。此时PA0引脚可以配置为浮空输入或者上拉输入。如果是上拉输入，那就是内外两个上拉电阻共同作用了。这时高电平就会更强一些，对应高电平就更加稳定，当然这样的话，当引脚被强行拉到低时，损耗就会大一些。

PA0通过按键接到3.3V，这样也是可以的，不过要求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，引脚回到默认值低电平，这要求单片机的引脚可以配置为下拉输入的模式。

这种接法下面在外接一个下拉电阻，这种接法PA0需要配置为下拉输入模式或者浮空输入模式。

C语言数据类型

C语言宏定义

关键字：#define

用途：用一个字符串代替一个数字，便于理解，防止出错；提取程序中经常出现的参数，便于快速修改。

定义宏定义：

#define ABC 12345

引用宏定义：

Int a = ABC;   //等效于int a = 12345;

C语言typedef

关键字：typedef

用途：将一个比较长的变量类型名换个名字，便于使用。

定义typedef：

Typedef unsigned char uint8_t;

引用typedef:

Unit8_t a;  //等效于Typedef unsigned char a;

宏定义新名字在左边，typedef新名字在右边；宏定义不需要加分号，typedef后面必须加分号。

C语言结构体

关键字：struct

用途：数据打包，不同类型变量的集合

定义结构体变量：

struct{char x; int y; float z;} StructName;

StructName是结构体变量的名字。

因为结构体变量类型较长，所以通常用typedef更改变量类型名。

引用结构体成员：

StructName.x = 'A';   

StructName.y = 666;  

StructName.z = 1.23;

C语言枚举

关键字：enum

用途：定义一个取值受限制的整型变量，用于限制变量取值范围、宏定义的集合。

定义枚举变量：

enum{FALSE = 0, TRUE = 1} EnumName;

因为枚举变量类型较长，所以通常用typedef更改变量类型名。

引用枚举成员：

EnumName = FALSE； // EnumName = 0

EnumName = TRUE ； // EnumName = 1