成为点灯大师的日志一——STM32之按键控制LED

于 2024-11-23 09:50:47 发布
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分类专栏： stm32 文章标签： stm32 嵌入式硬件 单片机
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1、接线图展示

注：图片来源江科大，此处3口也要接一个LED

注：OLED用于检测说明按键按下

2、原理说明

利用按键按下过程检测到的电平变化来判断按键是否按下，通过改变Num的值来改变LED的状态利用Num的变化来实现LED多模式转换。

3、代码实现

Key.h

#ifndef __KEY_H
#define __KEY_H

void Key_Init(void);
uint8_t KEY_GetNum(void);

#endif

Key.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"

void KEY_Init(void)                                        //初始化    
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);        //优先配置时钟
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;                        
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;            //设置为上拉输入
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;                //接在1号口
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}


uint8_t Num=0;                                //定义一个变量，用于实现模式转换
uint8_t KEY_GetNum(void)
{
	
	if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1)==0)
	{
		Delay_ms(20);
		while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1)==0);        //判断是否放手
		Delay_ms(20);                        //延时消抖
		Num++;
	}
	return Num;                              //返回变量Num，用于后面的LED模式控制
}

LED.h

#ifndef __LED_H
#define __LED_H

void LED_Init(void);
void LED_Shan(void);
void LED_Pao(void);
void LED_Liang(void);            //后面三个函数对应三种状态：闪烁，跑马灯，常亮
#endif

LED.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"

void LED_Init(void)                    //初始化
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitA;
	GPIO_InitA.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitA.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3;    //选择1，2，3号口接入LED
	GPIO_InitA.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitA);
	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3);    //初始为全灭状态
}

void LED_Shan(void)
{
	GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3);    //统一配置低点平
	Delay_ms(500);                                            //设置延时为500毫秒
	
	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3);    //统一配置高电平
	Delay_ms(500);
}                                                            //现象为LED一直闪烁

void LED_Pao(void)
{
	GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
	Delay_ms(500);
	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
	
	GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);
	Delay_ms(500);
	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);
	
	GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3);
	Delay_ms(500);
	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3);
}                                                            //现象为LED交替点亮

void LED_Liang(void)
{
	GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3);
	Delay_ms(500);
}                                                            //LED会一直保持点亮状态

OLED.h(照搬江科大，不予说明)

#ifndef __OLED_H
#define __OLED_H

void OLED_Init(void);
void OLED_Clear(void);
void OLED_ShowChar(uint8_t Line, uint8_t Column, char Char);
void OLED_ShowString(uint8_t Line, uint8_t Column, char *String);
void OLED_ShowNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length);
void OLED_ShowSignedNum(uint8_t Line, uint8_t Column, int32_t Number, uint8_t Length);
void OLED_ShowHexNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length);
void OLED_ShowBinNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length);

#endif

OLED.c

#include "stm32f10x.h"
#include "OLED_Font.h"

/*引脚配置*/
#define OLED_W_SCL(x)		GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_8, (BitAction)(x))
#define OLED_W_SDA(x)		GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_9, (BitAction)(x))

/*引脚初始化*/
void OLED_I2C_Init(void)
{
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
 	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;
 	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
 	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
	
	OLED_W_SCL(1);
	OLED_W_SDA(1);
}

/**
  * @brief  I2C开始
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void OLED_I2C_Start(void)
{
	OLED_W_SDA(1);
	OLED_W_SCL(1);
	OLED_W_SDA(0);
	OLED_W_SCL(0);
}

/**
  * @brief  I2C停止
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void OLED_I2C_Stop(void)
{
	OLED_W_SDA(0);
	OLED_W_SCL(1);
	OLED_W_SDA(1);
}

/**
  * @brief  I2C发送一个字节
  * @param  Byte 要发送的一个字节
  * @retval 无
  */
void OLED_I2C_SendByte(uint8_t Byte)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; i < 8; i++)
	{
		OLED_W_SDA(!!(Byte & (0x80 >> i)));
		OLED_W_SCL(1);
		OLED_W_SCL(0);
	}
	OLED_W_SCL(1);	//额外的一个时钟，不处理应答信号
	OLED_W_SCL(0);
}

/**
  * @brief  OLED写命令
  * @param  Command 要写入的命令
  * @retval 无
  */
void OLED_WriteCommand(uint8_t Command)
{
	OLED_I2C_Start();
	OLED_I2C_SendByte(0x78);		//从机地址
	OLED_I2C_SendByte(0x00);		//写命令
	OLED_I2C_SendByte(Command); 
	OLED_I2C_Stop();
}

/**
  * @brief  OLED写数据
  * @param  Data 要写入的数据
  * @retval 无
  */
void OLED_WriteData(uint8_t Data)
{
	OLED_I2C_Start();
	OLED_I2C_SendByte(0x78);		//从机地址
	OLED_I2C_SendByte(0x40);		//写数据
	OLED_I2C_SendByte(Data);
	OLED_I2C_Stop();
}

/**
  * @brief  OLED设置光标位置
  * @param  Y 以左上角为原点，向下方向的坐标，范围：0~7
  * @param  X 以左上角为原点，向右方向的坐标，范围：0~127
  * @retval 无
  */
void OLED_SetCursor(uint8_t Y, uint8_t X)
{
	OLED_WriteCommand(0xB0 | Y);					//设置Y位置
	OLED_WriteCommand(0x10 | ((X & 0xF0) >> 4));	//设置X位置高4位
	OLED_WriteCommand(0x00 | (X & 0x0F));			//设置X位置低4位
}

/**
  * @brief  OLED清屏
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void OLED_Clear(void)
{  
	uint8_t i, j;
	for (j = 0; j < 8; j++)
	{
		OLED_SetCursor(j, 0);
		for(i = 0; i < 128; i++)
		{
			OLED_WriteData(0x00);
		}
	}
}

/**
  * @brief  OLED显示一个字符
  * @param  Line 行位置，范围：1~4
  * @param  Column 列位置，范围：1~16
  * @param  Char 要显示的一个字符，范围：ASCII可见字符
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowChar(uint8_t Line, uint8_t Column, char Char)
{      	
	uint8_t i;
	OLED_SetCursor((Line - 1) * 2, (Column - 1) * 8);		//设置光标位置在上半部分
	for (i = 0; i < 8; i++)
	{
		OLED_WriteData(OLED_F8x16[Char - ' '][i]);			//显示上半部分内容
	}
	OLED_SetCursor((Line - 1) * 2 + 1, (Column - 1) * 8);	//设置光标位置在下半部分
	for (i = 0; i < 8; i++)
	{
		OLED_WriteData(OLED_F8x16[Char - ' '][i + 8]);		//显示下半部分内容
	}
}

/**
  * @brief  OLED显示字符串
  * @param  Line 起始行位置，范围：1~4
  * @param  Column 起始列位置，范围：1~16
  * @param  String 要显示的字符串，范围：ASCII可见字符
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowString(uint8_t Line, uint8_t Column, char *String)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; String[i] != '\0'; i++)
	{
		OLED_ShowChar(Line, Column + i, String[i]);
	}
}

/**
  * @brief  OLED次方函数
  * @retval 返回值等于X的Y次方
  */
uint32_t OLED_Pow(uint32_t X, uint32_t Y)
{
	uint32_t Result = 1;
	while (Y--)
	{
		Result *= X;
	}
	return Result;
}

/**
  * @brief  OLED显示数字（十进制，正数）
  * @param  Line 起始行位置，范围：1~4
  * @param  Column 起始列位置，范围：1~16
  * @param  Number 要显示的数字，范围：0~4294967295
  * @param  Length 要显示数字的长度，范围：1~10
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; i < Length; i++)							
	{
		OLED_ShowChar(Line, Column + i, Number / OLED_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');
	}
}

/**
  * @brief  OLED显示数字（十进制，带符号数）
  * @param  Line 起始行位置，范围：1~4
  * @param  Column 起始列位置，范围：1~16
  * @param  Number 要显示的数字，范围：-2147483648~2147483647
  * @param  Length 要显示数字的长度，范围：1~10
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowSignedNum(uint8_t Line, uint8_t Column, int32_t Number, uint8_t Length)
{
	uint8_t i;
	uint32_t Number1;
	if (Number >= 0)
	{
		OLED_ShowChar(Line, Column, '+');
		Number1 = Number;
	}
	else
	{
		OLED_ShowChar(Line, Column, '-');
		Number1 = -Number;
	}
	for (i = 0; i < Length; i++)							
	{
		OLED_ShowChar(Line, Column + i + 1, Number1 / OLED_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');
	}
}

/**
  * @brief  OLED显示数字（十六进制，正数）
  * @param  Line 起始行位置，范围：1~4
  * @param  Column 起始列位置，范围：1~16
  * @param  Number 要显示的数字，范围：0~0xFFFFFFFF
  * @param  Length 要显示数字的长度，范围：1~8
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowHexNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length)
{
	uint8_t i, SingleNumber;
	for (i = 0; i < Length; i++)							
	{
		SingleNumber = Number / OLED_Pow(16, Length - i - 1) % 16;
		if (SingleNumber < 10)
		{
			OLED_ShowChar(Line, Column + i, SingleNumber + '0');
		}
		else
		{
			OLED_ShowChar(Line, Column + i, SingleNumber - 10 + 'A');
		}
	}
}

/**
  * @brief  OLED显示数字（二进制，正数）
  * @param  Line 起始行位置，范围：1~4
  * @param  Column 起始列位置，范围：1~16
  * @param  Number 要显示的数字，范围：0~1111 1111 1111 1111
  * @param  Length 要显示数字的长度，范围：1~16
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowBinNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; i < Length; i++)							
	{
		OLED_ShowChar(Line, Column + i, Number / OLED_Pow(2, Length - i - 1) % 2 + '0');
	}
}

/**
  * @brief  OLED初始化
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void OLED_Init(void)
{
	uint32_t i, j;
	
	for (i = 0; i < 1000; i++)			//上电延时
	{
		for (j = 0; j < 1000; j++);
	}
	
	OLED_I2C_Init();			//端口初始化
	
	OLED_WriteCommand(0xAE);	//关闭显示
	
	OLED_WriteCommand(0xD5);	//设置显示时钟分频比/振荡器频率
	OLED_WriteCommand(0x80);
	
	OLED_WriteCommand(0xA8);	//设置多路复用率
	OLED_WriteCommand(0x3F);
	
	OLED_WriteCommand(0xD3);	//设置显示偏移
	OLED_WriteCommand(0x00);
	
	OLED_WriteCommand(0x40);	//设置显示开始行
	
	OLED_WriteCommand(0xA1);	//设置左右方向，0xA1正常 0xA0左右反置
	
	OLED_WriteCommand(0xC8);	//设置上下方向，0xC8正常 0xC0上下反置

	OLED_WriteCommand(0xDA);	//设置COM引脚硬件配置
	OLED_WriteCommand(0x12);
	
	OLED_WriteCommand(0x81);	//设置对比度控制
	OLED_WriteCommand(0xCF);

	OLED_WriteCommand(0xD9);	//设置预充电周期
	OLED_WriteCommand(0xF1);

	OLED_WriteCommand(0xDB);	//设置VCOMH取消选择级别
	OLED_WriteCommand(0x30);

	OLED_WriteCommand(0xA4);	//设置整个显示打开/关闭

	OLED_WriteCommand(0xA6);	//设置正常/倒转显示

	OLED_WriteCommand(0x8D);	//设置充电泵
	OLED_WriteCommand(0x14);

	OLED_WriteCommand(0xAF);	//开启显示
		
	OLED_Clear();				//OLED清屏
}

main.c

#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "LED.h"
#include "key.h"
#include "OLED.h"
int main(void)
{
	LED_Init();
	Key_Init();	
	OLED_Init();
	while(1)
	{
		OLED_ShowString(1,1,"Num:");
		OLED_ShowNum(1,5,KEY_GetNum(),3);
		if(KEY_GetNum()%3==1)
		{
			LED_Shan();
		}
		OLED_ShowNum(1,5,KEY_GetNum(),3);        //每个现象实现前加入OLED的函数，确保数字先变化
		if(KEY_GetNum()%3==2)
		{
			LED_Pao();
		}
		OLED_ShowNum(1,5,KEY_GetNum(),3);
		if(KEY_GetNum()%3==0)
		{
			LED_Liang();
		}
		OLED_ShowNum(1,5,KEY_GetNum(),3);
	}	
}

注：此时OLED可用于检测按键是否成功按下。（由于某种原因，按键有时需要长按起效，OLED可以通过显示函数返回值确认按键是否成功按下）

另(当Key.c中没有while函数会发生什么)

Key.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"

void Key_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}


uint8_t Num=0;
uint8_t KEY_GetNum(void)
{
	
	if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1)==0)
	{
		Delay_ms(200);
//		while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1)==0);    //此时while被注释掉了
		Num++;
		Delay_ms(200);
	}
	return Num;
}

main,c

#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "LED.h"
#include "key.h"
#include "OLED.h"
int main(void)
{
	LED_Init();
	Key_Init();	
	OLED_Init();
	while(1)
	{
		OLED_ShowString(1,1,"Num:");
		OLED_ShowNum(1,5,KEY_GetNum(),3);    //留下OLED显示KEY_GetNum函数返回值变化
//		if(KEY_GetNum()%3==1)
//		{
//			LED_Shan();
//		}
//		OLED_ShowNum(1,5,KEY_GetNum(),3);
//		if(KEY_GetNum()%3==2)
//		{
//			LED_Pao();
//		}
//		OLED_ShowNum(1,5,KEY_GetNum(),3);
//		if(KEY_GetNum()%3==0)
//		{
//			LED_Liang();
//		}
//		OLED_ShowNum(1,5,KEY_GetNum(),3);
	}	
}

此时按下按键不放手，观察到OLED计数飞快变化（将Delay函数注释掉会更明显）

以上就是日志一全部内容。

如有问题，欢迎在评论区讨论，后续将继续更新其他模块的代码。໒( = ᴥ =)ʋ

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