GPIO的输入模式

news2024/11/29 20:34:07

1. GPIO支持4种输入模式（浮空输入、上拉输入、下拉输入、模拟输入）

1. 模拟输入

首先GPIO输出部分(N-MOS,P-MOS)是不起作用的。并且TTL施密特触发器也是不工作的。

上下拉电阻的开关都是关闭的。相当于I/o直接接在模拟输入。

模拟输入模式下，I/O端口的模拟信号（电压信号，而非电平信号）直接模拟输入到片上外设模块，比如ADC模块等。模拟信号一般：3.3v 5v 9v。

2. 浮空输入

首先GPIO输出部分(N-MOS,P-MOS)是不起作用的。上下拉电阻的开关都是关闭的。I/o直接的

值保存在输入数据寄存器里。

浮空输入模式下，I/O端口的电平信号直接进入输入数据寄存器。也就是说，I/O的电平状态是不确定的，完全由外部输入决定；如果在该引脚悬空（在无信号输入）的情况下，读取该端口的电平是不确定的。

通常用于IIC、USART。

3. 上拉输入

上拉电阻的开关闭合。所以一开始I/o就是高电平。

上拉输入模式下，I/O端口的电平信号直接进入输入数据寄存器。但是在I/O端口悬空（在无信号输入）的情况下，输入端的电平保持在高电平（自己理解：上拉电阻连接电压）；并且在I/O端口入为低电平的时候，输入端的电平也是低电平（自己理解：上拉电阻上的电压和端口导通）。

4.下拉输入

下拉电阻的开关闭合。所以一开始I/o就是低电平。

下拉输入模式下，I/O端口的电平信号直接进入输入数据寄存器。但是在I/O端口悬空（在无信号输入）的情况下，输入端的电平保持在低电平；并且在I/O端口输入为高电平的时候，输入端的电平也是高电平。

5. 上下拉电阻的作用

6.施密特触发器的作用

施密特触发器：施密特就是为了防止在某一个临界电平的情况出现各种情况的抖动出现，为了稳定我们的输出而设计的。
施密特触发器采用电位触发方式，其状态由输入信号电位维持；对于负向递减和正向递增两种不同变化方向的输入信号，施密特触发器有不同的阈值电压。

因为两个阈值的作用把稳定的值给到输入数据寄存器。

2. GPIO输入程序设计

要求：每按一次按键1来翻转LED1, 每按一次按键2来翻转LED2。

按键的硬件电路：

可以看到按键按下PA1,PA2为低电平。所以平时应该为高电平。按键的GPIO模式模式选择上拉输入。

3.程序实现

KEY.h

#ifndef _KEY_H
#define _KEy_H

#include "gd32f10x.h"
#include <stdio.h>

#define KEY_A_PIN    GPIO_PIN_0
#define KEY_B_PIN    GPIO_PIN_1

void KEY_Init(void);

bool KEY_A_Pressed(void);
bool KEY_B_Pressed(void);

#endif

KEY.c

#include "KEY.h"
#include "DELAY.h"

void KEY_Init(void){
	rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
	/* 按键设置为上拉输入模式 */
	gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_IPU, GPIO_OSPEED_50MHZ, KEY_A_PIN|KEY_B_PIN);
}

/*
功能：判断按键A是否被按下（加了软件消抖）
返回：如果按下返回TRUE；否则返回FALSE
*/
bool KEY_A_Pressed(void){
	if(gpio_input_bit_get(GPIOA, KEY_A_PIN)==RESET){
		delay_ms(15);		// 软件消抖
		if(gpio_input_bit_get(GPIOA, KEY_A_PIN)==RESET){
			while(gpio_input_bit_get(GPIOA, KEY_A_PIN)==RESET);
			return TRUE;
		}
	}
	
	return FALSE;
}

/*
功能：判断按键B是否被按下（没加软件消抖）
返回：如果按下返回TRUE；否则返回FALSE
*/
bool KEY_B_Pressed(void){
	if(gpio_input_bit_get(GPIOA, KEY_B_PIN)==RESET){
    delay_ms(15);		// 软件消抖
    if (gpio_input_bit_get(GPIOA, KEY_B_PIN)==RESET) {
			while(gpio_input_bit_get(GPIOA, KEY_B_PIN)==RESET);
			return TRUE;
    }
		return TRUE;
	}
	return FALSE;
}

main.c

#include "LED.h"
#include "KEY.h"

int main(){
	LED_Init();
	KEY_Init();
	
	while(1){
    /* 判断按键1是否按下 */
		if(KEY_A_Pressed()){
			LED1_Toggle();
		}
    
    /* 判断按键2是否按下 */
		if(KEY_B_Pressed()){
			LED2_Toggle();
		}
	}
}