STM32入门教程——GPIO输入

前言

本教材基于B站江协科技课程整理，适合有C语言基础、刚接触STM32的新手。它梳理了STM32核心知识点，帮助大家把C语言知识应用到STM32开发中，更高效地开启STM32学习之旅。

目录

前言

一、程序现象与硬件功能

按键控制 LED

光敏传感器控制蜂鸣器

二、硬件电路与关键问题

按键电路与抖动处理

传感器模块工作原理

三、C 语言关键知识点

数据类型与重命名

结构体（Struct）

枚举（Enum）

四、总结与工程应用

---

一、程序现象与硬件功能

1. 按键控制 LED

   • 连接两个按键与两个 LED，按下左侧按键时对应 LED 点亮，再次按下则熄灭，右侧按键同理，两者操作互不干扰，实现独立控制。

2. 光敏传感器控制蜂鸣器

   • 光敏电阻传感器模块与蜂鸣器连接，遮挡光线时（光敏电阻阻值增大），蜂鸣器启动；光线充足时（阻值减小），蜂鸣器停止，体现模拟信号与数字信号的转换逻辑。

二、硬件电路与关键问题

1. 按键电路与抖动处理

   • 按键原理：按下导通、松手断开，常见接法为下拉电阻式（默认高电平，按下接地变低）或上拉电阻式（默认低电平，按下接电源变高）。
   • 抖动问题：按下 / 松手瞬间因机械触点振动产生高频抖动（5-10ms），需通过程序延时（软件消抖）过滤，避免单片机误判。

2. 传感器模块工作原理

   • 分压电路：传感器元件（如光敏电阻）与定值电阻串联分压，通过检测电压变化获取模拟量（如光线强度）。
   • 二值化处理：利用电压比较器（如 LM393）将模拟电压转换为数字信号，阈值可通过电位器调节，输出端 DO 用于单片机读取通断状态。

三、C 语言关键知识点

1. 数据类型与重命名

   • 基本类型：char、int 等在不同平台位数差异（如 51 单片机 int 为 16 位，STM32 中为 32 位），需通过stdint.h头文件使用确定位数的类型（如uint8_t）。
   • typedef 与宏定义：typedef为变量类型重命名（如typedef unsigned char uint8_t），宏定义（#define）用于常量替换（如#define HIGH 1），增强代码可读性。

2. 结构体（Struct）

   • 用途：组合不同数据类型（如struct GPIO {uint8_t pin; uint8_t mode;}），方便函数间传递复杂参数。
   • 引用方式：结构体变量名.成员名或结构体指针->成员名（如gpio.pin = 12;或gpio_ptr->mode = INPUT）。

3. 枚举（Enum）

   • 作用：定义取值受限的整型变量，避免非法赋值（如enum Week {MON=1, TUE, WED}，默认递增赋值）。
   • 优势：枚举值可作为宏定义使用，增强代码健壮性（如if (state == ENABLE)比if (state == 1)更易理解）。

四、总结与工程应用

• 核心目标：理解外设硬件原理（按键消抖、传感器信号转换）与 C 语言高级特性（结构体、枚举），为 STM32 编程奠定基础。
• 实践建议：通过实际电路调试掌握硬件特性，结合库函数源码学习结构体与枚举的具体应用，逐步理解底层驱动逻辑。