HAL库教程3：引脚输入检测

亦凉 2022-04-23 23:18 380阅读 0赞

# 使用CubeMX配置输入引脚 #

本章我们要把按键作为输入源，使用单片机来检测引脚的电平状态。首先要查看原理图，按键与那些引脚相连。  
![在这里插入图片描述][20190409222650450.png]  
  我使用的板子，按键K2 -K5分别对应PA4-PA7，且按键按下去以后，引脚接地。因此，我们要将单片机的PA4-PA7设置为上拉输入。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly95YXRhby5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly95YXRhby5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

点击生成代码并打开工程，可以看到STM32CubeMX配置好的引脚输入初始化代码如下（已省略部分无关代码）：

//main.c
    static void MX_GPIO_Init(void)
    { 
      /*Configure GPIO pins : PA4 PA5 PA6 PA7 */
     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7;
     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
     HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    }

# 按键的输入、消抖与松手检测 #

按键检测可以调用库函数HAL\_GPIO\_ReadPin，也可以使用位带操作PAin(n)。其实，只需要一步跳转，就可以发现HAL\_GPIO\_ReadPin其实也是在调用IDR寄存器而已。

GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
    { 
      GPIO_PinState bitstatus;
      /* Check the parameters */
      assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));
      if((GPIOx->IDR & GPIO_Pin) != (uint32_t)GPIO_PIN_RESET)
      { 
        bitstatus = GPIO_PIN_SET;
      }
      else
      { 
        bitstatus = GPIO_PIN_RESET;
      }
      return bitstatus;
    }

为了提高程序的可读性，使用宏定义将按键与引脚关联起来。注意，**代码只允许填写在USER CODE包含的区域，否则使用STM32CubeMX时，会删除区域外的代码。**

//main.h
    /* USER CODE BEGIN EM */
    #define LED1 PCout(10)
    #define LED2 PCout(11)
    #define KEY_D HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_4)
    #define KEY_C HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_5)
    #define KEY_B HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_6)
    #define KEY_A HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_7)
    /* USER CODE END EM */

在主函数的死循环中，可以编写代码来获取引脚的电平状态，并且用LED作为状态指示。注意要带松手检测。

//main.c main()
     while (1)
     { 
       if(0 == KEY_A)
       { 
         HAL_Delay(10);
         while(!KEY_A)
             ;
         LED1 = !LED1;
       }
       if(0 == KEY_B)
       { 
         HAL_Delay(10);
         while(!KEY_B)
             ;
         LED2 = !LED2;
       }
    }

# 新增c文件与按键扫描函数 #

我们接下来尝试编写一个按键扫描函数。然而，如果新增的函数都放在main.c，那么main.c会变得很臃肿，既不方便代码阅读，又不方便理清程序的分层与架构。一般情况下，不同的函数要放在不同的c文件中。  
  接下来按照CubeMX生成的工程的架构，新建IO.c与IO.h文件。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly95YXRhby5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
  将IO.c文件添加到工程中。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly95YXRhby5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
  头文件无需手动添加，只需在c文件中包含即可。我参照了正点原子的按键扫描函数，把按键扫描函数剪贴到IO.c中，并添加一些函数说明信息。

//IO.c
    #include "IO.h"
    
    /** * @brief 按键扫描函数 * @param 模式，是否支持连按(长按) * @retval 按下的键值 */    
    u8 KEY_Scan(u8 mode)
    { 
      static u8 key_up=1;//按键按松开标志
      if(mode)key_up=1;  //支持连按 
      if(key_up&&(KEY_A==0||KEY_B==0||KEY_C==0||KEY_D==0))
      { 
        HAL_Delay(10);//去抖动
        key_up=0;
        if(KEY_A==0)return KEY_A_PRES;
        else if(KEY_B==0)return KEY_B_PRES;
        else if(KEY_C==0)return KEY_C_PRES;
        else if(KEY_D==0)return KEY_D_PRES;
      }else if(KEY_A==1&&KEY_B==1&&KEY_C==1&&KEY_D==1)key_up=1;         
      return 0;// 无按键按下
    }

在IO.h中定义一些IO操作的宏定义

#ifndef __IO_H
    #define __IO_H
    
    #ifdef __cplusplus
    extern "C" { 
    #endif
    #include "main.h"
    
    #define LED1 PCout(10)
    #define LED2 PCout(11)
    #define KEY_D HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_4)
    #define KEY_C HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_5)
    #define KEY_B HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_6)
    #define KEY_A HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_7)
    
    #define KEY_A_PRES 5 
    #define KEY_B_PRES 4 
    #define KEY_C_PRES 3 
    #define KEY_D_PRES 2 
    
    u8 KEY_Scan(u8 mode);
    
    #ifdef __cplusplus
    }
    #endif
    
    #endif

在主函数死循环中，可以使用switch-case语法，把函数的返回值作为判断条件。

//main.c main()
     while (1)
     { 
       switch(KEY_Scan(0))
       { 
         case KEY_A_PRES: LED1 = !LED1; break;
         case KEY_B_PRES: LED2 = !LED2; break;
         case KEY_C_PRES: LED1 = !LED2; break;
         case KEY_D_PRES: LED2 = !LED1; break;
         default: break;    
       }
     }

[20190409222650450.png]: /images/20220222/9255c9f6f53f4b3997495c4ba8aa6133.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly95YXRhby5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220222/2799564570bf43d88389a5aaca431b28.png
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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly95YXRhby5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20220222/0f44cd4ee60047a7923007f54a03afbe.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly95YXRhby5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20220222/bfdfb03c2b0d4dc38661c3ff9cc4fafd.png