GPIO--按键检测实战

GPIO–按键检测实战

大纲

1. 需求分析
2. 编程要点

具体案例

需求分析

首先我们要区分该芯片有无硬件防抖
按键机械触点断开、闭合时，由于触点的弹性作用，按键开关不会马上稳定接通或一下子断开，使用按键时会产生图按键抖动说明图 中的带波纹信号，需要用软件消抖处理滤波，不方便输入检测。而有些芯片通过加装电容器的方式完成

编程要点

1. 使能 GPIO 端口时钟；
2. 初始化 GPIO 目标引脚为输入模式 (浮空输入)；
3. 编写简单测试程序，检测按键的状态，实现按键控制 LED 灯。

编前准备

为了使工程更加有条理，我们把按键相关的代码独立分开存储，方便以后移植。在“工程模板”之上新建“bsp_key.c”及“bsp_key.h”文件，这些文件也可根据您的喜好命名，这些文件不属于 STM32 标准库的内容，是由我们自己根据应用需要编写的。

按键引脚宏定义

在编写按键驱动时，也要考虑更改硬件环境的情况。我们把按键检测引脚相关的宏定义到“bsp_key.h”文件中

// 引脚定义
#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

当然这是根据不同的硬件设施来写操作的端口和引脚，具体哪个端口和引脚请自行查阅手册

按键 GPIO 初始化函数

利用上面的定义的宏来编写初始化函数

void Key_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

/* 开启按键端口的时钟 */
RCC_APB2PeriphClockCmd(KEY1_GPIO_CLK|KEY2_GPIO_CLK,ENABLE);
//选择按键的引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY1_GPIO_PIN;
// 设置按键的引脚为浮空输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
//使用结构体初始化按键
GPIO_Init(KEY1_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

//选择按键的引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY2_GPIO_PIN;
//设置按键的引脚为浮空输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
//使用结构体初始化按键
GPIO_Init(KEY2_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
}

(1) 使用 GPIO_InitTypeDef 定义 GPIO 初始化结构体变量，以便下面用于存储 GPIO 配置。

(2) 调用库函数 RCC_APB2PeriphClockCmd 来使能按键的 GPIO 端口时钟，调用时我们使用“|”操作同时配置两个按键的时钟。

(3) 向 GPIO 初始化结构体赋值，把引脚初始化成浮空输入模式，其中的 GPIO_Pin 使用宏“KEYx_GPIO_PIN”来赋值，使函数的实现方便移植。由于引脚的默认电平受按键电路影响，所以设置成浮空输入。

(4) 使用以上初始化结构体的配置，调用 GPIO_Init 函数向寄存器写入参数，完成 GPIO 的初始化，这里的 GPIO 端口使用“KEYx_GPIO_PORT”宏来赋值，也是为了程序移植方便。

(5) 使用同样的初始化结构体，只修改控制的引脚和端口，初始化其它按键检测时使用的 GPIO
引脚。

检测按键功能编写

/** 按键按下标置宏
* 按键按下为高电平，设置 KEY_ON=1， KEY_OFF=0
* 若按键按下为低电平，把宏设置成 KEY_ON=0 ，KEY_OFF=1 即可
*/
#define KEY_ON 1
#define KEY_OFF 0

/**
* @brief 检测是否有按键按下
* @param GPIOx: 具体的端口, x 可以是（A...G）
* @param GPIO_PIN: 具体的端口位， 可以是 GPIO_PIN_x（x 可以是 0...15）
* @retval 按键的状态
* @arg KEY_ON: 按键按下
* @arg KEY_OFF: 按键没按下
*/
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;
}

在这里我们定义了一个 Key_Scan 函数用于扫描按键状态。GPIO 引脚的输入电平可通过读取 IDR寄存器对应的数据位来感知，而 STM32 标准库提供了库函数 GPIO_ReadInputDataBit 来获取位状态，该函数输入 GPIO 端口及引脚号，函数返回该引脚的电平状态，高电平返回 1，低电平返回0。Key_Scan 函数中以 GPIO_ReadInputDataBit 的返回值与自定义的宏“KEY_ON”对比，若检测到按键按下，则使用 while 循环持续检测按键状态，直到按键释放，按键释放后 Key_Scan 函数返回一个“KEY_ON”值；若没有检测到按键按下，则函数直接返回“KEY_OFF”。若按键的硬件没有做消抖处理，需要在这个 Key_Scan 函数中做软件滤波，防止波纹抖动引起误触发。

主函数main函数

/**
* @brief 主函数
* @param 无
* @retval 无
*/
int main(void)
{
/* LED 端口初始化 */
LED_GPIO_Config();

/* 初始化按键 */
Key_GPIO_Config();

/* 轮询按键状态，若按键按下则反转 LED */
while (1) {
if ( Key_Scan(KEY1_GPIO_PORT,KEY1_PIN) == KEY_ON ) {
/*LED1 反转 */
LED1_TOGGLE;
}

if ( Key_Scan(KEY2_GPIO_PORT,KEY2_PIN) == KEY_ON ) {
/*LED2 反转 */
LED2_TOGGLE;
  }
 }
}

代码中初始化 LED 灯及按键后，在 while 函数里不断调用 Key_Scan 函数，并判断其返回值，若返回值表示按键按下，则反转 LED 灯的状态。