代码收藏家 STM32 GPIO输入——按键检测（包含带参宏）
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前言
STM32第七节：GPIO输入——按键检测（包含带参宏）
带参宏
代码替换展示
定义带参宏
GPIO输入——按键检测
硬件部分
端口输入数据寄存器（GPIOx_IDR）
编写程序
配置以及编写bsp_key文件
main函数编程
bsp_led.c以及bsp_led.h文件函数编程
使用固件库控制io口
直接操作寄存器的方法控制IO
小结
前言
上节课我们学习了GPIO输出——使用固件库点亮LED，包含LED以及GPIO的讲解，以及具体代码的编写。那么我们节本课就接着上节课讲讲带参宏以及GPIO输入——按键检测。
创作不易，点个三连霸！
STM32第七节：GPIO输入——按键检测（包含带参宏）
带参宏
代码替换展示
我们在编写程序的时候，在其他代码里见到过带参宏的定义；例如LED_G(ON/OFF)；这种定义，那么带参宏是纯粹的C语言知识，我们看以下的代码，这里就在上一节的基础上相当于替换掉了GPIO口操作的两行代码，换成了带参宏。
//GPIO_SetBits(LED_G_GPIO_PORT,LED_G_GPIO_PIN);
LED_G(OFF);
Delay(0xFFFFF);
//GPIO_ResetBits(LED_G_GPIO_PORT,LED_G_GPIO_PIN);
LED_G(ON);
Delay(0xFFFFF);那么，我们该如何定义带参宏呢？
定义带参宏
那么我们打开bsp_led.h，再次定义两个宏ON/OFF：
#define ON 1
#define OFF 0
#define LED_G(a) if(a) \
GPIO_ResetBits(LED_G_GPIO_PORT,LED_G_GPIO_PIN);\
else GPIO_SetBits(LED_G_GPIO_PORT,LED_G_GPIO_PIN);这里我们其实是写了一个宏定义函数，我们设置了ON为1，OFF为0；在下面的宏函数中，定义LED_G(a)中的参量是否为1或0；这样我们就可以控制输出的具体代码，使得main.c文件更加简洁明了，可读性更强。
GPIO输入——按键检测
上节课讲了GPIO口的输出，这节课我们来讲讲输入。我们可以通过一个按键，来改变外部的这个电平的状态，让io口来读取电平的状态。
硬件部分
在我们的指南者板子上，只有两个按键K1,K2。 我们看右边的高电平为3V3，但是我们的GPIO对于这个是有限制的，所以我们在前面接了一个限流电阻（R4,R5,R7,R11）,当按键没有按下的时候，默认接地，为低电平；按键按下之后，就变成了高电平。因为PA0有自动唤醒的功能wakeup，而wakeup一定要是上升沿才能唤醒的，为了统一风格，所以是上升沿输入。
电路图中的电容又有什么用呢？之前在学51单片机的时候，我们采取的消抖方式为软件消抖，我们这个是机械按键，需要延时20ms（消抖是前后都要消抖），要不然就会像交流电一样不断接通3.3V，如果我们接了这个电容的话，就会一直给电容充放电，直到稳定。之后无论是按下还是抬起，电容也在不断的充放电，对我们的电路没有影响。所以我们就不需要软件消抖。如果等于高电平，我们就确认按键按下了，如果等于低电平，我们就抬起了按键，进行相应的动作。
端口输入数据寄存器（GPIOx_IDR）
很显然，这个寄存器还是配置低位的寄存器，不做更改时为0，若配置某位为1，即接通3.3V，变为高电平。
编写程序
我们现在还没讲中断，等以后我们还会写中断函数（类似51单片机）
配置以及编写bsp_key文件
我们先打开bsp_key.h文件，定义KEY1和KEY2的宏定义，包括打开时钟，宏定义接口以及设定Pin的值为0和13。
#define KEY1_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOA
#define KEY1_GPIO_PORT GPIOA
#define KEY1_GPIO_PIN GPIO_Pin_0
#define KEY2_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOC
#define KEY2_GPIO_PORT GPIOC
#define KEY2_GPIO_PIN GPIO_Pin_13定义好之后，类似bsp_led.c中，我们打开bsp_key.c，然后创建一个函数LED_KEY_Config(void)，然后再该函数中定义结构体类型，打开APB2上的时钟，配置模式以及初始化GPIO。
void LED_KEY_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
RCC_APB2PeriphClockCmd(KEY1_GPIO_CLK,ENABLE);
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = KEY1_GPIO_PIN;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(KEY1_GPIO_PORT,&GPIO_InitStruct); //&地址即可
}然后我们要创建一个按键检测的函数。刚刚讲过我们的按键是硬件消抖，所以我们这里就不再需要进行delay函数的消抖。我们宏定义按键按下为KEY_ON,释放按键为KEY_OFF；
#define KEY_ON 1
#define KEY_OFF 0紧接着我们编写函数，由于有返回值，我们使用uint8_t写函数，先使用if检测是否有按键按下，如果没有就是OFF。然后在按下之后，我们需要检测是否松手，也就是按键的释放。使用while关键字检测是否一直为按下状态。（这里使用了GPIO_ReadInputDataBit函数，用来读取按键的状态）：
uint8_t Key_Scan(GPIO_TypeDef* GPIOx,uint16_t GPIO_Pin)
{
/*检测是否有按键按下 */
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOx,GPIO_Pin) == KEY_ON )
{
/*等待按键释放 */
while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOx,GPIO_Pin) == KEY_ON);
return KEY_ON;
}
else
return KEY_OFF;
}这样我们就编写完成函数，记得要声明一下：
void Key_GPIO_Config(void);
uint8_t Key_Scan(GPIO_TypeDef* GPIOx,uint16_t GPIO_Pin);到这里我们的bsp_key的函数就全部编写完成了，接下来编写其他函数。
main函数编程
我们在这里首先引用Key_GPIO_ConfiG();来初始化函数。然后在while循环中写一个if语句，如果按键检测结果为KEY_ON,则使LED1翻转，即LED1_TOGGLE;复制这段代码，拷贝一份到下面，检测按键2的状态。这就是主函数中的代码，接下来我们配置TOGGLE函数以及bsp_led中的函数及代码。
#include "stm32f10x.h" // 相当于51单片机中的 #include <reg51.h>
#include "bsp_led.h"
#include "bsp_key.h"
void Delay(uint32_t count)
{
for(;count!=0;count--);
}
int main(void)
{
LED_GPIO_Config();
Key_GPIO_Config();
while(1)
{
if( Key_Scan(KEY1_GPIO_PORT,KEY1_GPIO_PIN) == KEY_ON )
{
LED1(ON);
}
if( Key_Scan(KEY2_GPIO_PORT,KEY2_GPIO_PIN) == KEY_ON )
{
LED2_TOGGLE;
}
}
}
bsp_led.c以及bsp_led.h文件函数编程
我们先编写宏定义LED连接的GPIO端口RGB。
/* 定义LED连接的GPIO端口, 用户只需要修改下面的代码即可改变控制的LED引脚 */
// R-红色
#define LED1_GPIO_PORT GPIOB /* GPIO端口 */
#define LED1_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOB /* GPIO端口时钟 */
#define LED1_GPIO_PIN GPIO_Pin_5 /* 连接到SCL时钟线的GPIO */
// G-绿色
#define LED2_GPIO_PORT GPIOB
#define LED2_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOB
#define LED2_GPIO_PIN GPIO_Pin_0
// B-蓝色
#define LED3_GPIO_PORT GPIOB
#define LED3_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOB
#define LED3_GPIO_PIN GPIO_Pin_1
#define ON 1
#define OFF 0如果我们想实现翻转LED灯，可以通过控制寄存器的方法，也可以通过控制标准的固件库的方法来控制io口。
使用固件库控制io口
本节课刚开始就介绍了带参宏的定义，我们可以通过这个办法来控制：
/* 使用标准的固件库控制IO*/
#define LED1(a) if (a) \
GPIO_SetBits(LED1_GPIO_PORT,LED1_GPIO_PIN);\
else \
GPIO_ResetBits(LED1_GPIO_PORT,LED1_GPIO_PIN)
#define LED2(a) if (a) \
GPIO_SetBits(LED2_GPIO_PORT,LED2_GPIO_PIN);\
else \
GPIO_ResetBits(LED2_GPIO_PORT,LED2_GPIO_PIN)
#define LED3(a) if (a) \
GPIO_SetBits(LED3_GPIO_PORT,LED3_GPIO_PIN);\
else \
GPIO_ResetBits(LED3_GPIO_PORT,LED3_GPIO_PIN)直接操作寄存器的方法控制IO
在使用这个方法之前，我们先介绍一下C语言中的异或二进制运算符^。0^1为1，1^1为0；而0^0为0，1^0为1，然后我们就可以控制io口。我们既需要操作BSRR和BRR寄存器，也需要操作ODR寄存器，分别输出高电平，低电平以及输出反转状态。
/* 直接操作寄存器的方法控制IO */
#define digitalHi(p,i) {p->BSRR=i;} //输出为高电平
#define digitalLo(p,i) {p->BRR=i;} //输出低电平
#define digitalToggle(p,i) {p->ODR ^=i;} //输出反转状态
/* 定义控制IO的宏 */
#define LED1_TOGGLE digitalToggle(LED1_GPIO_PORT,LED1_GPIO_PIN)
#define LED1_OFF digitalHi(LED1_GPIO_PORT,LED1_GPIO_PIN)
#define LED1_ON digitalLo(LED1_GPIO_PORT,LED1_GPIO_PIN)
#define LED2_TOGGLE digitalToggle(LED2_GPIO_PORT,LED2_GPIO_PIN)
#define LED2_OFF digitalHi(LED2_GPIO_PORT,LED2_GPIO_PIN)
#define LED2_ON digitalLo(LED2_GPIO_PORT,LED2_GPIO_PIN)
#define LED3_TOGGLE digitalToggle(LED3_GPIO_PORT,LED3_GPIO_PIN)
#define LED3_OFF digitalHi(LED3_GPIO_PORT,LED3_GPIO_PIN)
#define LED3_ON digitalLo(LED3_GPIO_PORT,LED3_GPIO_PIN)然后我们就可以使用三原色来进行混色：（基本混色）
/* 基本混色，后面高级用法使用PWM可混出全彩颜色,且效果更好 */
//红
#define LED_RED \
LED1_ON;\
LED2_OFF\
LED3_OFF
//绿
#define LED_GREEN \
LED1_OFF;\
LED2_ON\
LED3_OFF
//蓝
#define LED_BLUE \
LED1_OFF;\
LED2_OFF\
LED3_ON
//黄(红+绿)
#define LED_YELLOW \
LED1_ON;\
LED2_ON\
LED3_OFF
//紫(红+蓝)
#define LED_PURPLE \
LED1_ON;\
LED2_OFF\
LED3_ON
//青(绿+蓝)
#define LED_CYAN \
LED1_OFF;\
LED2_ON\
LED3_ON
//白(红+绿+蓝)
#define LED_WHITE \
LED1_ON;\
LED2_ON\
LED3_ON
//黑(全部关闭)
#define LED_RGBOFF \
LED1_OFF;\
LED2_OFF\
LED3_OFF在bsp_led.c文件中，我们需要配置初始化结构体，然后打开时钟（有选择性）；然后紧接着设置模式以及速度。（都是前几节课熟知的，不在多讲）然后就是通过控制3个Pin的值然后初始化GPIO口；并附带关闭所有LED灯的代码：
void LED_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd( LED1_GPIO_CLK | LED2_GPIO_CLK | LED3_GPIO_CLK, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED1_GPIO_PIN;
GPIO_Init(LED1_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); //&地址即可
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED2_GPIO_PIN;
GPIO_Init(LED2_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED3_GPIO_PIN;
GPIO_Init(LED3_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
/* 关闭所有led灯 */
GPIO_SetBits(LED1_GPIO_PORT, LED1_GPIO_PIN);
GPIO_SetBits(LED2_GPIO_PORT, LED2_GPIO_PIN);
GPIO_SetBits(LED3_GPIO_PORT, LED3_GPIO_PIN);
}如果断言错误，我们执行如下代码：
void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line)
{
// 断言错误时执行的代码
LED1_ON;
}小结
到这里我们就写完了所有代码，以及代码的讲解（两种方式控制io口）。下节课我们学习位带操作。
作者：Zhang-jk
