当前位置： 首页 > ds >正文

2.LED灯的控制和按键检测

ds 2025/5/5 4:01:37

目录

STM32F103的GPIO口

        GPIO口的作用

        GPIO口的工作模式

        input输入检测 -- 向内检测

        output控制输出 -- 向外输出

寄存器

        寄存器地址的确定

        配置GPIO口的工作模式

        时钟的开启和关闭

软件编程驱动 LED 灯

        硬件

        软件

软件编程驱动 KEY 按键 

        硬件

        软件

           按键消抖

代码

STM32F103的GPIO口

根据 STM32F103ZET6 的命名规范，总共 144 个引脚

        PA0--PA15 

        PB0--PB15 

        PC0--PC15 

        PD0--PD15 

        PE0--PE15 

        PF0--PF15 

        PG0--PG15 16*7=112 

        以上称为 GPIO(通用的输入输出接口) 

        11 个 VDD -- 数字电源的正

        11 个 VSS -- 数字电源的负  134 

        1 个 VDDA -- 模拟电源的正

        1 个 VSSA -- 模拟电源的负 

        1 个 VREF+ -- 参考电压的正

        1 个 VREF- 参考电压的负 

        1 个 NRST -- 复位引脚 139

        2 个 OSC_IN OSC_OUT 141 --高速晶振 

        1 个 VBAT 142 -- 接电池 

        1 个 NC -- 未使用 

        1 个 BOOT0 -- 下载引脚 

        PE2 P 指端口(Port)，E 指 E 端口，1 个端口一般有 16 个 GPIO 口 0--15 

        PE2 指 E 端口的第二个引脚 

        PG11 指 G 端口的第十一引脚 

        PA0 指 A 端口的第零引脚 

上面信息从：数据手册中文：图 5，芯片的外观中获取

        GPIO口的作用

                芯片内部和外部通信的媒介。 

                如何确定配置输入还是输出？ 

                ⚫ 向内输入检测：检测开关是否按下，检测屏幕是否按下。 

                ⚫ 向外输出控制：控制 LED，蜂鸣器，控制继电器，控制显示屏 

                ⚫ 后期程序配置中，是否需要配置 GPIO，取决于单片机是否需要借助 GPIO 口和外界连接

        GPIO口的工作模式

                总共八种 

                四种输入 

                        模拟输入 

                        上拉输入 

                        下拉输入 

                        浮空输入 

                四种输出 

                        通用推挽输出 

                        通用开漏输出 

                        复用推挽输出 

                        复用开漏输出

        input输入检测 -- 向内检测

                极端(数字)输入：3.3V 或者 0V，正好对应数字量的逻辑 1 和逻辑 0 

                模拟输入： 0v~3.3V 之间的中间值，一般结合 ADC 使用

                TTL 肖特基触发器：把高低电平电压值转换为逻辑值(0 和 1)； 

                如何确定选择哪种输入模式： 

                        ⚫ 外部电路的电压是 0—3.3 的任意电压，选择模拟输入 

                        ⚫ 外部电路有靠谱高和低两种状态，选择浮空输入 

                        ⚫ 外部电路只有靠谱的高，选择下拉输入 

                        ⚫ 外部电路只有靠谱的低，选择上拉输入

        output控制输出 -- 向外输出

                输出模拟量：0--3.3V 之间的电压，DAC 功能使用

                输出数字量：只有逻辑 0(对应 0V),逻辑 1(对应 3.3V)

                推挽输出：既可以输出高电平，也可以输出低电平，PMOS 和 NMOS 都可以导通，直接把逻辑值输出成高低电平 。

                开漏输出：只能输出低电平，输出为 1 时是高阻态（未知状态，电路上电压由电路来决定）；经常应用在总线，需要增加上拉电阻配合使用；具有读取(线与)的功能。

                DHT11 的采集电路 -- 用开漏模式 

                复用：来至于片上外设，USART，硬件 SPI，硬件 IIC，定时器 PWM 

                通用：普通的 GPIO 口，控制 LED、蜂鸣器、继电器 

                如何确定输出选择哪种模式： 

                        ⚫ 既需要输出高电平，也需要输出低电平，选择推挽模式 

                        ⚫ 只需要输出低电平，选择开漏模式 

                        ⚫ 普通 GPIO 口的输出，例如控制 LED,蜂鸣器,继电器等通过操作 ODR 寄存器实现的,配置通用输出 

                        ⚫ 外设控制的输出，例如 USART,硬件 SPI,硬件 IIC,定时器 PWM,选择复用功能

寄存器

寄存器存放的是：工作模式，输入或者输出的电平状态。

(GPIOx_CRL) (x=A..G) ：每个端口都有 1 个这样的寄存器(STM32F103ZET6 有 7 个端口)

偏移地址：相对于这个外设基地址的偏移

复位值：单片机复位之后，寄存器中存放的值

        寄存器地址的确定

                GPIOA_CRL 寄存器地址 

                1. 确定属于哪个端口，找到该端口的外设基地址 -- 从数据手册 存储器映像找

                2. 找到 CRL 寄存器相对于外设基地址的偏移值 -- 从参考手册对应寄存器介绍 

偏移地址：0x00

                3. 计算该寄存器的地址 

                寄存器的地址=外设基地址+偏移地址=0x40010800+0x00=0x40010800

        配置GPIO口的工作模式

                (1) 确认端口 

                (2) 确认哪个 GPIO 口，0--7 在 CRL 寄存器中，8--15 在 CRH 寄存器中 

                (3) 先配置 MODE 的两位，确定好输入和输出模式 

                (4) 在配置 CNF 位，确定具体的模式

        时钟的开启和关闭

                各个功能模块有独立的时钟开关，设备厂商考虑到功耗的问题，如果不使用该模块，时钟默认是关闭的。开启时钟之后，对应模块才可以正常工作

                使用功能模块 一定要开启时钟

                RCC_APB2ENR 寄存器地址 

                        (1) 找 RCC 的外设基地址 

                        (2) 找到寄存器相对于外设基地址的偏移

                        (3) 计算寄存器地址 

                                RCC_APB2ENR=0x40021000+0x18=0x40021018

软件编程驱动 LED 灯

        硬件

        软件

                1.看硬件图，LED分别接在PE2-PE5

                2.开启PE端口时钟

                3.设置工作模式，以PE2为例

        结合硬件电路， 首先选择通用还是复用，复用功能需要结合外设(UART_TX 等)使用，我们选择通用输出，开漏和推挽选择，推挽一定可以，为了有稳定的状态，所以选择推挽，所以最终选择通用推挽输出。

                4.分别控制输出高低电平。假如以 PE2 为例，操作 GPIOE_ODR 的位 2，分别设置为 0 和 1

软件编程驱动 KEY 按键 

        硬件

        软件

                1.结合硬件原理图，确定 KEY 分别接在 PA0 PC4 PC5 PC6 

                2.开启对应的端口时钟，开启 C 端口和 A 端口时钟

                        RCC_APB2ENR 的位 2 置 1，开启端口 A 的时钟 

                        RCC_APB2ENR 的位 4 置 1，开启端口 C 的时钟 

                3.设置工作模式，假如以 PC4 PC5 为例，操作 GPIOE_CRL 寄存器的位 23:16 结合硬件电路， 按键按下和未按下有稳定的高电平和低电平，所以选择浮空输入 GPIOC_CRL 寄存器的位 23:16 写入 0100 0100 

                4.分别检测(读取)PC4，PC5 的引脚电平，来确定按键是否按下GPIOC_IDR 的位 4 或者位 5 判断按键是否按下

           按键消抖

代码

led.c

#include "led.h"
#include "main.h"
void LED_Config(void)
{
#if (USB_STD_LIB==0)//1.开启GPIOE的时钟	结合硬件：LED4接在PE5上	6.3.7RCC_APB2ENR/*RCC的外设地址 0x40021000RCC_APB2ENR寄存器相对于基地址偏移0x18RCC_APB2ENR寄存器地址：0x40021000+0x18 + 0x18= 0x40021018*///*(uint32_t *)(0x40021018) = (*(uint32_t *)(0x40021018)) | (0x01<<6);//RCC->APB2ENR = RCC->APB2ENR | (0x01<<6);RCC->APB2ENR |= (0x01<<6);//2.设置gpio模式，设置通用推挽输出//LED4初始化GPIOE->CRL &= ~(0xFFFF << 8);//先清0GPIOE->CRL |= (0x1111 << 8);//在置1/* GPIOE->CRL &= ~(0xF << 20);//先清0GPIOE->CRL |= (0x01 << 20);//在置1//LED3初始化GPIOE->CRL &= ~(0xF << 16);//先清0GPIOE->CRL |= (0x01 << 16);//在置1//LED2初始化GPIOE->CRL &= ~(0xF << 12);//先清0GPIOE->CRL |= (0x01 << 12);//在置1//LED1初始化GPIOE->CRL &= ~(0xF << 8);//先清0GPIOE->CRL |= (0x01 << 8);//在置1  */
#elif (USB_STD_LIB==1)//1.开E端口时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);//2.定义结构体 xxx需要传递结构体地址GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};//3.给结构体赋值GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 |GPIO_Pin_5;//代配置引脚GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//工作模式GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;//引脚速率//4.调用xxx_Init函数，将参数写入寄存器中GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct);
#endif
}void LED1_ON(void)//开灯，低电平亮
{
#if (USB_STD_LIB==0)GPIOE->ODR &= ~(0x01 << 2);
#elif (USB_STD_LIB==1)GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_2);
#endif
}
void LED1_OFF(void)//关灯，高电平灭
{
#if (USB_STD_LIB==0)GPIOE->ODR |= (0x01 << 2);
#elif (USB_STD_LIB==1)GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_2);
#endif
}
void LED1_TOGGLE(void)//翻转 ^相同为0不同为1
{
#if (USB_STD_LIB==0)GPIOE->ODR ^= (0x01 << 2);
#elif (USB_STD_LIB==1)GPIO_WriteBit(GPIOE, GPIO_Pin_2, (BitAction)(1 - GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOE, GPIO_Pin_2)));
#endif
}
void LED4_ON(void)//开灯，低电平亮
{
#if (USB_STD_LIB==0)GPIOE->ODR &= ~(0x01 << 5);
#elif (USB_STD_LIB==1)GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);
#endif
}
void LED4_OFF(void)//关灯，高电平灭
{
#if (USB_STD_LIB==0)GPIOE->ODR |= (0x01 << 5);
#elif (USB_STD_LIB==1)GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);
#endif
}
void LED3_ON(void)//开灯，低电平亮
{
#if (USB_STD_LIB==0)GPIOE->ODR &= ~(0x01 << 4);
#elif (USB_STD_LIB==1)GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_4);
#endif
}
void LED3_OFF(void)//关灯，高电平灭
{
#if (USB_STD_LIB==0)GPIOE->ODR |= (0x01 << 4);
#elif (USB_STD_LIB==1)GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_4);
#endif
}
void LED2_ON(void)//开灯，低电平亮
{
#if (USB_STD_LIB==0)GPIOE->ODR &= ~(0x01 << 3);
#elif (USB_STD_LIB==1)GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_3);
#endif
}
void LED2_OFF(void)//关灯，高电平灭
{
#if (USB_STD_LIB==0)GPIOE->ODR |= (0x01 << 3);
#elif (USB_STD_LIB==1)GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_3);
#endif
}

led.h

#ifndef __LED_H__
#define __LED_H__#include "stm32f10x.h"void LED_Config(void);
void LED4_ON(void);
void LED4_OFF(void);
void LED4_TOGGLE(void);void LED3_ON(void);
void LED3_OFF(void);
void LED3_TOGGLE(void);void LED2_ON(void);
void LED2_OFF(void);
void LED2_TOGGLE(void);void LED1_ON(void);
void LED1_OFF(void);
void LED1_TOGGLE(void);#endif

key.c

#include "key.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "BUZZER.h"
#include "main.h"
#include "RGB.h"
#include "relay.h"
uint8_t RBG_state = 3;
void KEY_Config(void)
{
#if (USB_STD_LIB==0)//RCC->APB2ENR |= (0x01<<2);//RCC->APB2ENR |= (0x01<<4);RCC->APB2ENR |= (0x05 << 2);//KEY1GPIOA->CRL &= ~(0xF << 0);//先清0GPIOA->CRL |= (0x4 << 0);//在置1//KEY2 KEY3 KEY4GPIOC->CRL &= ~(0xFFF << 16);//先清0GPIOC->CRL |= (0x444<< 16);//在置1
#elif (USB_STD_LIB==1)//1.开A C端口时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);//2.定义结构体 xxx需要传递结构体地址GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};//3.GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//工作模式,浮空输入GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;//待配置的引脚//GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz; 输入可以不配置引脚速率//4.调用xxx_Init函数，将参数写入寄存器中GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 |GPIO_Pin_5 |GPIO_Pin_6;//代配置引脚GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);#endif
}//按键扫描函数
/*返回值0无按键按下1按键1按按下并松手2按键2按按下并松手3按键3按按下并松手4按键4按按下并松手
*/
uint8_t KEY_SCAN(void)
{
#if (USB_STD_LIB==0)	uint8_t KEY_Sate;if((GPIOA->IDR & (0x01 << 0)) != 0)//判断KEY1是否按下，按下为1高电平{Delay_ms(10);//消抖if((GPIOA->IDR & (0x01 << 0)) != 0){while((GPIOA->IDR & (0x01 << 0)) != 0)//确定松手{}KEY_Sate = 1;}}if((GPIOC->IDR & (0x01 << 4)) == 0)//判断KEY2是否按下，按下为0低电平{Delay_ms(10);//消抖if((GPIOC->IDR & (0x01 << 4)) == 0){while((GPIOC->IDR & (0x01 << 4)) == 0){}KEY_Sate = 2;}}if((GPIOC->IDR & (0x01 << 5)) == 0)//判断KEY3是否按下，按下为0低电平{Delay_ms(10);//消抖if((GPIOC->IDR & (0x01 << 5)) == 0){while((GPIOC->IDR & (0x01 << 5)) == 0){}KEY_Sate = 3;}}if((GPIOC->IDR & (0x01 << 6)) == 0)//判断KEY4是否按下，按下为0低电平{Delay_ms(10);//消抖if((GPIOC->IDR & (0x01 << 6)) == 0){while((GPIOC->IDR & (0x01 << 6)) == 0){}KEY_Sate = 4;}}return KEY_Sate;
#elif (USB_STD_LIB==1)uint8_t KEY_Sate = 0;if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0) == Bit_SET){Delay_ms(10);//消抖if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0) == Bit_SET){while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0) == Bit_SET)//确定松手{}KEY_Sate = 1;}}if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_4) == Bit_RESET){Delay_ms(10);//消抖if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_4) == Bit_RESET){while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_4) == Bit_RESET)//确定松手{}KEY_Sate = 2;}}if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_5) == Bit_RESET){Delay_ms(10);//消抖if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_5) == Bit_RESET){while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_5) == Bit_RESET)//确定松手{}KEY_Sate = 3;}}if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_6) == Bit_RESET){Delay_ms(10);//消抖if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_6) == Bit_RESET){while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_6) == Bit_RESET)//确定松手{}KEY_Sate = 4;}}return KEY_Sate;
#endif}void KEY_Handle(void)
{uint8_t KEY_Sate = 0;KEY_Sate = KEY_SCAN();switch(KEY_Sate){case 0: break;case 1: LED1_ON(); LED2_ON(); LED3_ON(); LED4_ON();break;case 2: LED1_OFF(); LED2_OFF(); LED3_OFF(); LED4_OFF();break;case 3: Relay_ON();break;case 4: Relay_OFF();//Update_RGB();break;}
}

key.h

#ifndef __KEY_H__
#define __KEY_H__#include "stm32f10x.h"void KEY_Config(void);
uint8_t KEY_SCAN(void);
void KEY_Handle(void);
//void Tim2_Init();
//void TIM2_IRQHandler();
//void Update_RGB();#endif

main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "RGB.h"
#include "relay.h"
#include "key.h"
#include "BUZZER.h"
#include "exti.h"
#include "main.h"int main(void)
{#if (USB_STD_LIB==0)	//开机调用一次配置的抢占和次级优先级必须符合该分组情况//抢占0-3，次级0-3NVIC_SetPriorityGrouping(5);#elif (USB_STD_LIB==1)NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);#endifLED_Config();LED4_OFF();LED3_OFF();LED2_OFF();LED1_OFF();RGB_Config();R_OFF();G_OFF();B_OFF();Relay_Init();Relay_OFF();KEY_Config();BUZZER_Config();EXIT_Confing();while(1){R_ON();Delay_ms(100);R_OFF();Delay_ms(100);}
}
http://www.xdnf.cn/news/3649.html

相关文章：

  • 【MySQL】事务管理
  • 区块链+IoT：创新场景落地背后的技术攻坚战
  • Python镜像源配置：
  • 数据结构-线性结构（链表、栈、队列）实现
  • MATLAB图像加密案例
  • 状压 DP 详解
  • 揭开并发编程的面纱：从零开始构建 Java 阻塞队列
  • 【AI提示词】系统分析员
  • Redis怎么避免热点数据问题
  • 软件第三方测试：关键部分、意义、流程及方法全解析？
  • 轻量级在线Excel预览工具
  • PyTorch、Flash-Attn、Transformers与Triton技术全景解析+环境包
  • 第 13 届蓝桥杯 C++ 青少组省赛中 / 高级组 2022 年真题
  • Python全流程开发实战：基于IMAP协议安全下载个人Gmail邮箱内所有PDF附件
  • SQL语句练习 自学SQL网 在查询中使用表达式 统计
  • 组件通信-mitt
  • 数据结构之哈夫曼树
  • 【Hive入门】Hive性能调优之Join优化：深入解析MapJoin与Sort-Merge Join策略
  • 安装深度环境anaconda+cuda+cudnn+pycharm＋qt＋MVS
  • python 桌面程序开发简述及示例
  • 玩转Docker（一）：基本概念
  • 觅知解析计费系统重构版在线支付卡密充值多解析接口免授权无后门源码扶风二开
  • Git 完整教程：初学者分步指南
  • 网工_IP协议
  • 前端面经-VUE3篇--vue3基础知识（一）插值表达式、ref、reactive
  • 2000-2020年全国各地级市资本存量测算数据（以2000年为基期）（含原始数据+计算过程+结果）
  • ASP.NET MVC​ 入门与提高指南七
  • 性能测试工具篇
  • 龙虎榜——20250430
  • 雅思写作--70个高频表达