STM32F103ZE—GPIO的输入输出（点亮LED,检测按键）

原创于 2025-04-16 11:01:03 发布 · 1.3k 阅读

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#stm32 #嵌入式硬件 #单片机

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有关GPIO的输入输出原理请看我的文章STM32ZET6—寄存器编程（自写固件库）-优快云博客

有关工程建立的操作请看我的文章STM32F103ZE—STM32标准库及工程文件的建立-优快云博客

GPIO的输出—点亮LED小灯

原理图

我们以第一个LED小灯R为例。

从电路图上看，小灯是共阳极的，为了使电流流通，当PB5为低电平的时候，R小灯导通，所以，我们需要控制PB5输出一个低电平。

编程

但我们建立好工程文件后，我们在USER文件夹下建立新文件夹并命名为led，在这个文件夹里新建bsp_led.h，bsp_led.c(名字可以随便取)两个文件。在keil5的工程目录USER里添加bsp_led.c文件。

我们在bsp_led.c里写如下代码：

#include "bsp_led.h"

void LED_GPIO_Config(void)
{
	//定义GPIO初始化结构体
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;
	
	//在GPIO结构体中添加引脚口
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
	//定义输出模式，这里是通用推挽输出
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	//定义输出的速度，50MHz
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	//调用GPIO初始化函数，将要初始化的GPIOB和GPIOB的结构体配置传入GPIO初始化函数
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
	//开启GPIOB的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
}

这里面的函数，结构体在“stm32f10x_gpio.h”和时钟“stm32f10x_rcc.h”当中寻找，大家可以按照函数名，函数注释了解功能。例如：打开“stm32f10x_gpio.h”，滑动鼠标滑轮到文件底部。

我们根据GPIO_Init(.....)的函数名可以知道，这个是GPIO初始化函数，鼠标右击函数

跳转到GPIO_Init(....)函数的定义处，依据函数处的说明来使用

配置完GPIO的初始化后，记得还要开启对应GPIOB时钟时钟。

在stm32中我们配置一些功能时大致分为

1，初始化函数

2，开启时钟

3，特殊功能特殊配置

写完bsp_led.c在bsp_led.h里面做一些声明和引用。

#ifndef _BSP_LED_H
#define _BSP_LED_H

#include "stm32f10x.h"

#define ON	0
#define OFF 1
#define LED_R(a)	if(a)\
						GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5); \
					else \
						GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);

void LED_GPIO_Config(void);

#endif /* _BSP_LED_H */

#ifndef _BSP_LED_H
#define _BSP_LED_H

.....................................

#endif /* _BSP_LED_H */

这三段内容是为了防止在多文件调用过程中出现的重复包含和定义，其逻辑是这样的。

如果没有定义“bsp_led.h” == #ifndef _BSP_LED_H

那就定义"bsp_led.h" == #define _BSP_LED_H

结束了，注释一下/*bsp_led.h*/ == #endif /* _BSP_LED_H */

这样的宏定义后，在程序中ON就是1，OFF就是0（这样做的目的是为了增加可读性，ON和OFF比1和0容易理解）

宏定义 ON 1

宏定义 OFF 0

这是宏定义的一种用法，其逻辑是，定义了LED_R(a)，如果a是真值（真值就是1），就执行GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);。如果a是假值（假值就是0），就执行 GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);。

\是C语言的一种用法，用来连接上下代码的。

GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);和GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);用法在“stm32f10x_gpio.h”里。

#define LED_R(a)   if(a)\
                                        GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5); \
                                   else \
                                        GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);

主函数main()里面写。

#include "stm32f10x.h"
#include "bsp_led.h"

int main(void)
{
	LED_GPIO_Config();
	
	LED_R(ON);
}

小灯点亮

GPIO的输入—按键检测

按下K2点亮R小灯。

原理图

硬件消抖原理

当K2没有被按下时，PC13与GND相连，为低电平。

当K2被按下时，1，3导通，首先C61电容充电，当C61充电完成，电流会通过电阻接GND，此时，PC13检测C61电容为高电平。

这里我们不需要软件消抖，因为加了一个C61电容实现硬件消抖。

原理如下：K2被按下时，如果存在抖动，K2这个按键上的1，3在短时间内是不断地接通断开。

当1，3接通时，因为GND有一个R65的电阻存在，电路会优先给C61充电，因为当前是抖动状态，C61是不会充满电的。

当1，3断开时，C61存储的电流会通过R65电阻流入GND（因为R65的阻值比单片机要小，所以是不会流入PC13进而流入单片机的），所以，C61放电完成。这样就可以实现消抖。

如果不是抖动，1，3导通，首先C61电容充电，当C61充电完成，电流会通过电阻接GND，此时，PC13检测C61电容为高电平。

编程

但我们建立好工程文件后，我们在USER文件夹下建立新文件夹并命名为key，在这个文件夹里新建key.h，key.c(名字可以随便取)两个文件。在keil5的工程目录USER里添加key.c文件。

我们在key.c里写如下代码：

#include "key.h"
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);	
}

 /*
 * 函数名：Key_Scan
 * 描述  ：检测是否有按键按下
 * 输入  ：GPIOx：x 可以是 A，B，C，D或者 E
 *		     GPIO_Pin：待读取的端口位 	
 * 输出  ：KEY_OFF(没按下按键)、KEY_ON（按下按键）
 */
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;
}

key.h写如下代码：

#ifndef __KEY_H
#define	__KEY_H


#include "stm32f10x.h"

//  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


 /** 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

void Key_GPIO_Config(void);
uint8_t Key_Scan(GPIO_TypeDef* GPIOx,uint16_t GPIO_Pin);


#endif /* __KEY_H */

同时我们在配置好LED小灯。

#include "stm32f10x.h"
#include "bsp_led.h"
#include "key.h"


int main(void)
{
	LED_GPIO_Config();
	Key1_Config();
	LED_B(OFF);
	
	while(1)
	{
			if(KeyScan(GPIOC, GPIO_Pin_13)==Key_ON)
			{
				LED_B(ON);
			}	
	}
}

因本人水平有限,不足之处在所难免,敬请各位网友指正