2.LED灯的控制和按键检测

目录

STM32F103的GPIO口

        GPIO口的作用

        GPIO口的工作模式

        input输入检测 -- 向内检测

        output控制输出 -- 向外输出

寄存器

        寄存器地址的确定

        配置GPIO口的工作模式

        时钟的开启和关闭

软件编程驱动 LED 灯

        硬件

        软件

软件编程驱动 KEY 按键 

        硬件

        软件

           按键消抖

代码

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STM32F103的GPIO口

根据 STM32F103ZET6 的命名规范，总共 144 个引脚

        PA0--PA15 

        PB0--PB15 

        PC0--PC15 

        PD0--PD15 

        PE0--PE15 

        PF0--PF15 

        PG0--PG15 16*7=112 

        以上称为 GPIO(通用的输入输出接口) 

        11 个 VDD -- 数字电源的正

        11 个 VSS -- 数字电源的负  134 

        1 个 VDDA -- 模拟电源的正

        1 个 VSSA -- 模拟电源的负 

        1 个 VREF+ -- 参考电压的正

        1 个 VREF- 参考电压的负 

        1 个 NRST -- 复位引脚 139

        2 个 OSC_IN OSC_OUT 141 --高速晶振 

        1 个 VBAT 142 -- 接电池 

        1 个 NC -- 未使用 

        1 个 BOOT0 -- 下载引脚 

        PE2 P 指端口(Port)，E 指 E 端口，1 个端口一般有 16 个 GPIO 口 0--15 

        PE2 指 E 端口的第二个引脚 

        PG11 指 G 端口的第十一引脚 

        PA0 指 A 端口的第零引脚 

上面信息从：数据手册中文：图 5，芯片的外观中获取

        GPIO口的作用

                芯片内部和外部通信的媒介。 

                如何确定配置输入还是输出？ 

                ⚫ 向内输入检测：检测开关是否按下，检测屏幕是否按下。 

                ⚫ 向外输出控制：控制 LED，蜂鸣器，控制继电器，控制显示屏 

                ⚫ 后期程序配置中，是否需要配置 GPIO，取决于单片机是否需要借助 GPIO 口和外界连接

        GPIO口的工作模式

                总共八种 

                四种输入 

                        模拟输入 

                        上拉输入 

                        下拉输入 

                        浮空输入 

                四种输出 

                        通用推挽输出 

                        通用开漏输出 

                        复用推挽输出 

                        复用开漏输出

        input输入检测 -- 向内检测

                极端(数字)输入：3.3V 或者 0V，正好对应数字量的逻辑 1 和逻辑 0 

                模拟输入： 0v~3.3V 之间的中间值，一般结合 ADC 使用

                TTL 肖特基触发器：把高低电平电压值转换为逻辑值(0 和 1)； 

                如何确定选择哪种输入模式： 

                        ⚫ 外部电路的电压是 0—3.3 的任意电压，选择模拟输入 

                        ⚫ 外部电路有靠谱高和低两种状态，选择浮空输入 

                        ⚫ 外部电路只有靠谱的高，选择下拉输入 

                        ⚫ 外部电路只有靠谱的低，选择上拉输入

        output控制输出 -- 向外输出

                输出模拟量：0--3.3V 之间的电压，DAC 功能使用

                推挽输出：既可以输出高电平，也可以输出低电平，PMOS 和 NMOS 都可以导通，直接把逻辑值输出成高低电平 。

(GPIOx_CRL) (x=A..G) ：每个端口都有 1 个这样的寄存器(STM32F103ZET6 有 7 个端口)

偏移地址：相对于这个外设基地址的偏移

复位值：单片机复位之后，寄存器中存放的值

        寄存器地址的确定

                GPIOA_CRL 寄存器地址 

                1. 确定属于哪个端口，找到该端口的外设基地址 -- 从数据手册 存储器映像找

                2. 找到 CRL 寄存器相对于外设基地址的偏移值 -- 从参考手册对应寄存器介绍 

偏移地址：0x00

                3. 计算该寄存器的地址 

                寄存器的地址=外设基地址+偏移地址=0x40010800+0x00=0x40010800

        配置GPIO口的工作模式

                (1) 确认端口 

                (2) 确认哪个 GPIO 口，0--7 在 CRL 寄存器中，8--15 在 CRH 寄存器中 

                (3) 先配置 MODE 的两位，确定好输入和输出模式 

                (4) 在配置 CNF 位，确定具体的模式

        时钟的开启和关闭

                各个功能模块有独立的时钟开关，设备厂商考虑到功耗的问题，如果不使用该模块，时钟默认是关闭的。开启时钟之后，对应模块才可以正常工作

                使用功能模块 一定要开启时钟

                RCC_APB2ENR 寄存器地址 

                        (1) 找 RCC 的外设基地址 

                        (2) 找到寄存器相对于外设基地址的偏移

                        (3) 计算寄存器地址 

                                RCC_APB2ENR=0x40021000+0x18=0x40021018

软件编程驱动 LED 灯

        硬件

        软件

                1.看硬件图，LED分别接在PE2-PE5

                2.开启PE端口时钟

                3.设置工作模式，以PE2为例

        结合硬件电路， 首先选择通用还是复用，复用功能需要结合外设(UART_TX 等)使用，我们选择通用输出，开漏和推挽选择，推挽一定可以，为了有稳定的状态，所以选择推挽，所以最终选择通用推挽输出。

                4.分别控制输出高低电平。假如以 PE2 为例，操作 GPIOE_ODR 的位 2，分别设置为 0 和 1

软件编程驱动 KEY 按键 

        硬件

        软件

                1.结合硬件原理图，确定 KEY 分别接在 PA0 PC4 PC5 PC6 

                2.开启对应的端口时钟，开启 C 端口和 A 端口时钟

                        RCC_APB2ENR 的位 2 置 1，开启端口 A 的时钟 

                        RCC_APB2ENR 的位 4 置 1，开启端口 C 的时钟 

                3.设置工作模式，假如以 PC4 PC5 为例，操作 GPIOE_CRL 寄存器的位 23:16 结合硬件电路， 按键按下和未按下有稳定的高电平和低电平，所以选择浮空输入 GPIOC_CRL 寄存器的位 23:16 写入 0100 0100 

                4.分别检测(读取)PC4，PC5 的引脚电平，来确定按键是否按下GPIOC_IDR 的位 4 或者位 5 判断按键是否按下

           按键消抖

代码

led.c

#include "led.h"
#include "main.h"
void LED_Config(void)
{
#if (USB_STD_LIB==0)//1.开启GPIOE的时钟	结合硬件：LED4接在PE5上	6.3.7RCC_APB2ENR/*RCC的外设地址 0x40021000RCC_APB2ENR寄存器相对于基地址偏移0x18RCC_APB2ENR寄存器地址：0x40021000+0x18 + 0x18= 0x40021018*///*(uint32_t *)(0x40021018) = (*(uint32_t *)(0x40021018)) | (0x01<<6);//RCC->APB2ENR = RCC->APB2ENR | (0x01<<6);RCC->APB2ENR |= (0x01<<6);//2.设置gpio模式，设置通用推挽输出//LED4初始化GPIOE->CRL &= ~(0xFFFF << 8);//先清0GPIOE->CRL |= (0x1111 << 8);//在置1/* GPIOE->CRL &= ~(0xF << 20);//先清0GPIOE->CRL |= (0x01 << 20);//在置1//LED3初始化GPIOE->CRL &= ~(0xF << 16);//先清0GPIOE->CRL |= (0x01 << 16);//在置1//LED2初始化GPIOE->CRL &= ~(0xF << 12);//先清0GPIOE->CRL |= (0x01 << 12);//在置1//LED1初始化GPIOE->CRL &= ~(0xF << 8);//先清0GPIOE->CRL |= (0x01 << 8);//在置1  */
#elif (USB_STD_LIB==1)//1.开E端口时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);//2.定义结构体 xxx需要传递结构体地址GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};//3.给结构体赋值GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 |GPIO_Pin_5;//代配置引脚GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//工作模式GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;//引脚速率//4.调用xxx_Init函数，将参数写入寄存器中GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct);
#endif
}void LED1_ON(void)//开灯，低电平亮
{
#if (USB_STD_LIB==0)GPIOE->ODR &= ~(0x01 << 2);
#elif (USB_STD_LIB==1)GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_2);
#endif
}
void LED1_OFF(void)//关灯，高电平灭
{
#if (USB_STD_LIB==0)GPIOE->ODR |= (0x01 << 2);
#elif (USB_STD_LIB==1)GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_2);
#endif
}
void LED1_TOGGLE(void)//翻转 ^相同为0不同为1
{
#if (USB_STD_LIB==0)GPIOE->ODR ^= (0x01 << 2);
#elif (USB_STD_LIB==1)GPIO_WriteBit(GPIOE, GPIO_Pin_2, (BitAction)(1 - GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOE, GPIO_Pin_2)));
#endif
}
void LED4_ON(void)//开灯，低电平亮
{
#if (USB_STD_LIB==0)GPIOE->ODR &= ~(0x01 << 5);
#elif (USB_STD_LIB==1)GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);
#endif
}
void LED4_OFF(void)//关灯，高电平灭
{
#if (USB_STD_LIB==0)GPIOE->ODR |= (0x01 << 5);
#elif (USB_STD_LIB==1)GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);
#endif
}
void LED3_ON(void)//开灯，低电平亮
{
#if (USB_STD_LIB==0)GPIOE->ODR &= ~(0x01 << 4);
#elif (USB_STD_LIB==1)GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_4);
#endif
}
void LED3_OFF(void)//关灯，高电平灭
{
#if (USB_STD_LIB==0)GPIOE->ODR |= (0x01 << 4);
#elif (USB_STD_LIB==1)GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_4);
#endif
}
void LED2_ON(void)//开灯，低电平亮
{
#if (USB_STD_LIB==0)GPIOE->ODR &= ~(0x01 << 3);
#elif (USB_STD_LIB==1)GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_3);
#endif
}
void LED2_OFF(void)//关灯，高电平灭
{
#if (USB_STD_LIB==0)GPIOE->ODR |= (0x01 << 3);
#elif (USB_STD_LIB==1)GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_3);
#endif
}

led.h

#ifndef __LED_H__
#define __LED_H__#include "stm32f10x.h"void LED_Config(void);
void LED4_ON(void);
void LED4_OFF(void);
void LED4_TOGGLE(void);void LED3_ON(void);
void LED3_OFF(void);
void LED3_TOGGLE(void);void LED2_ON(void);
void LED2_OFF(void);
void LED2_TOGGLE(void);void LED1_ON(void);
void LED1_OFF(void);
void LED1_TOGGLE(void);#endif

key.c

#include "key.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "BUZZER.h"
#include "main.h"
#include "RGB.h"
#include "relay.h"
uint8_t RBG_state = 3;
void KEY_Config(void)
{
#if (USB_STD_LIB==0)//RCC->APB2ENR |= (0x01<<2);//RCC->APB2ENR |= (0x01<<4);RCC->APB2ENR |= (0x05 << 2);//KEY1GPIOA->CRL &= ~(0xF << 0);//先清0GPIOA->CRL |= (0x4 << 0);//在置1//KEY2 KEY3 KEY4GPIOC->CRL &= ~(0xFFF << 16);//先清0GPIOC->CRL |= (0x444<< 16);//在置1
#elif (USB_STD_LIB==1)//1.开A C端口时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);//2.定义结构体 xxx需要传递结构体地址GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};//3.GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//工作模式,浮空输入GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;//待配置的引脚//GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz; 输入可以不配置引脚速率//4.调用xxx_Init函数，将参数写入寄存器中GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 |GPIO_Pin_5 |GPIO_Pin_6;//代配置引脚GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);#endif
}//按键扫描函数
/*返回值0无按键按下1按键1按按下并松手2按键2按按下并松手3按键3按按下并松手4按键4按按下并松手
*/
uint8_t KEY_SCAN(void)
{
#if (USB_STD_LIB==0)	uint8_t KEY_Sate;if((GPIOA->IDR & (0x01 << 0)) != 0)//判断KEY1是否按下，按下为1高电平{Delay_ms(10);//消抖if((GPIOA->IDR & (0x01 << 0)) != 0){while((GPIOA->IDR & (0x01 << 0)) != 0)//确定松手{}KEY_Sate = 1;}}if((GPIOC->IDR & (0x01 << 4)) == 0)//判断KEY2是否按下，按下为0低电平{Delay_ms(10);//消抖if((GPIOC->IDR & (0x01 << 4)) == 0){while((GPIOC->IDR & (0x01 << 4)) == 0){}KEY_Sate = 2;}}if((GPIOC->IDR & (0x01 << 5)) == 0)//判断KEY3是否按下，按下为0低电平{Delay_ms(10);//消抖if((GPIOC->IDR & (0x01 << 5)) == 0){while((GPIOC->IDR & (0x01 << 5)) == 0){}KEY_Sate = 3;}}if((GPIOC->IDR & (0x01 << 6)) == 0)//判断KEY4是否按下，按下为0低电平{Delay_ms(10);//消抖if((GPIOC->IDR & (0x01 << 6)) == 0){while((GPIOC->IDR & (0x01 << 6)) == 0){}KEY_Sate = 4;}}return KEY_Sate;
#elif (USB_STD_LIB==1)uint8_t KEY_Sate = 0;if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0) == Bit_SET){Delay_ms(10);//消抖if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0) == Bit_SET){while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0) == Bit_SET)//确定松手{}KEY_Sate = 1;}}if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_4) == Bit_RESET){Delay_ms(10);//消抖if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_4) == Bit_RESET){while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_4) == Bit_RESET)//确定松手{}KEY_Sate = 2;}}if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_5) == Bit_RESET){Delay_ms(10);//消抖if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_5) == Bit_RESET){while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_5) == Bit_RESET)//确定松手{}KEY_Sate = 3;}}if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_6) == Bit_RESET){Delay_ms(10);//消抖if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_6) == Bit_RESET){while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_6) == Bit_RESET)//确定松手{}KEY_Sate = 4;}}return KEY_Sate;
#endif}void KEY_Handle(void)
{uint8_t KEY_Sate = 0;KEY_Sate = KEY_SCAN();switch(KEY_Sate){case 0: break;case 1: LED1_ON(); LED2_ON(); LED3_ON(); LED4_ON();break;case 2: LED1_OFF(); LED2_OFF(); LED3_OFF(); LED4_OFF();break;case 3: Relay_ON();break;case 4: Relay_OFF();//Update_RGB();break;}
}

key.h

#ifndef __KEY_H__
#define __KEY_H__#include "stm32f10x.h"void KEY_Config(void);
uint8_t KEY_SCAN(void);
void KEY_Handle(void);
//void Tim2_Init();
//void TIM2_IRQHandler();
//void Update_RGB();#endif

main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "RGB.h"
#include "relay.h"
#include "key.h"
#include "BUZZER.h"
#include "exti.h"
#include "main.h"int main(void)
{#if (USB_STD_LIB==0)	//开机调用一次配置的抢占和次级优先级必须符合该分组情况//抢占0-3，次级0-3NVIC_SetPriorityGrouping(5);#elif (USB_STD_LIB==1)NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);#endifLED_Config();LED4_OFF();LED3_OFF();LED2_OFF();LED1_OFF();RGB_Config();R_OFF();G_OFF();B_OFF();Relay_Init();Relay_OFF();KEY_Config();BUZZER_Config();EXIT_Confing();while(1){R_ON();Delay_ms(100);R_OFF();Delay_ms(100);}
}