STM32入门项目：使用按键控制LED灯亮灭

STM32入门项目：使用按键控制LED灯亮灭

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/Aronbattle/article/details/142906194

本文将介绍如何使用STM32微控制器实现一个简单的按键控制LED灯亮灭的项目。通过这个项目，读者可以了解按键和LED的工作原理，以及如何使用STM32的GPIO端口进行输入输出操作。

按键工作原理

1. 下拉接法：

• 当K1按下时，PA0与GND之间联通，此时读取PA0的电压是低电平。
• 当松开K1时，PA0被悬空，会导致引脚的电压不确定。因此，STM32内部应该设置上拉输入模式，以避免引脚电压不确定的错误现象。
• 如果PA0是上拉输入模式，上拉电阻连接VDD，保证引脚悬空时，PA0为高电平。
• 所以此时按下按键为引脚为低电平，抬起按键引脚为高电平。

2. 上拉接法：

• 此时，PA0外接了一个上拉电阻。松开K1时，引脚由于上拉作用，保持为高电平。
• 按下按键K1时，由于GND此时下部电阻无穷大，上拉电阻无法对抗下部电阻，此时引脚电压为低电平。
• 这种状况不可能出现悬空状态，故此时PA可以配置为浮空输入或上拉输入。
• 如果为上拉输入，由于有两个上拉电阻，且都联通电源电压，这两个上拉电阻为并联状态，此时高电平更强，更稳定。但引脚被强行拉低，损耗也更大。

上述两种接法都是按下为低电平，松开为高电平。

LED电路分析

此为低电平驱动电路：LED正极接在3.3V电压上，负极通过一个限流电阻接到PA0上。

• 当PA0输出低电平时，LED两端会产生电压差，就会形成正向导通电流，LED被点亮。
• 当PA0输出高电压时,LED两端电压均为3.3V，无电势差，不会产生电流，LED不会亮。

限流电阻的作用：

1. 防止LED因为电流过大被烧毁
2. 可以调节LED的亮度

GPIO在推挽输出模式下，高低电平均有较强的驱动能力，但因为单片机，通常使用高电平弱驱动，低电平强驱动（可以避免高低电平打架）。

接线图

LED1接PA1，LED2接PA2；按键1接PB1，按键2接PB11

代码实现

LED驱动程序

#include "stm32f10x.h"//头文件  

void LED_Init(void)//LED初始化函数  
{  
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//开启时钟  
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//定义GPIO结构体，方便配置端口  
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//将控制LED的引脚设置为推挽输出模式  
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2;//LED对应的引脚为PA1和PA2  
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //将端口速度设置为50MHz  
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//初始化端口，指向结构体  
    GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2);//将LED设置为默认关闭状态  
}  

//配置LED开启或关闭的函数  
void LED1_ON(void)  
{  
    GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);  
}  

void LED1_OFF(void)  
{  
    GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);  
}  

void LED2_ON(void)  
{  
    GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);  
}  

void LED2_OFF(void)  
{  
    GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);  
}  

按键驱动程序

按键抖动：按键内部是机械机构使用的是机械式弹簧片来进行通断的，所以在按下或松手的一瞬间都会伴随一连串的抖动，持续时间约5-10ms

假设没按下为高电平，按下为低电平；当按下的一瞬间，高电平变为低电平，会来回抖动几下，但对于运行中的单片机5-10ms还是很漫长，所以需要对抖动进行过滤，否则会出现按下按键单片机反应了很多次，所以需要设置按键延时函数

void Key_Init(void)//初始化所接GPIO端口配置函数  
{  
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//打开时钟  
    GPIO_InitTypeDef GPiO_Initstructure;//定义结构体变量  
    GPiO_Initstructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//将GPIO端口设置为上拉输入模式  
    //因为根据上述电路分析，都是上拉输入高电平，下拉输入低电平  
    GPiO_Initstructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_11;//选择引脚1和11  
    GPiO_Initstructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//设置端口速度为50MHz  
    GPIO_Init(GPIOB,&GPiO_Initstructure);//初始化结构体变量  
}  

uint8_t Key_Getnum(void)//调用此函数，就会返回按下按键的键码，返回值为uint8_t  
{  
    uint8_t Key_num = 0; //将此变量作为返回值  

    /*  
    uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);  
    此函数是读取输入数据寄存器某一端口的输入值，参数是GPIOx，GPIO_Pin用于指定端口，返回值uint8_t代表端口的高低电平  
    uint16_t GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);  
    对比上面函数少了Bit，所以是用来读取整个输入寄存器的输入值  
    uint8_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);  
    此函数用于读取输出寄存器某一端口的输出值  
    uint16_t GPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);  
    此函数用于读取输出寄存器所有端口的输出值  
    */  

    if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1) == 0)//此函数的返回值是输入寄存器PB1的值  
    {  
        Delay_ms(20);//因为按下后有抖动所以要延时  
        while((GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1) == 0))//用于判断是否结束按压  
        {  
            Delay_ms(20);  
        }  
        Key_num = 1;//将此变量将按键1的值传递出去  
    }  

    if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1) == 0) //同理为PB11的的配置  
    {  
        Delay_ms(20);  
        while((GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1) == 0))  
        {  
            Delay_ms(20);  
        }  
        Key_num = 2;//将此变量将按键2的值传递出去  
    }  

    return Key_num;  
}  

主函数配置

int main(void)  
{  
    LED_Init();//初始化LED端口  
    Key_Init();//初始化KEY端口  
    while(1)  
    {  
        KeyNum = Key_Getnum();  
        if(KeyNum == 1)//如果按键1按下LED1亮  
        {  
            LED1_ON();  
        }  
        if(KeyNum == 2)//如果按键2按下LED1灭  
        {  
            LED1_OFF();  
        }  
    }  
}