STM32复习笔记（二）：GPIO

news2024/11/20 18:36:35

目录

（一）Demo流程

（二）工程配置

（三）代码部分

（四）外部中断（EXTI）

（一）Demo流程

首先，板子上有4个按键，两颗灯，一个beep，所以设计一个demo如下：

1、按下KEY0，LED0输出翻转；

2、按下KEY1，LED1输出翻转；

3、按下KEY2，LED0和LED1输出翻转；

4、按下WK_UP，蜂鸣器输出翻转；

相关部分电路schematic如下：

 

此外，WK_UP接到PA0；

简单分析一下电路：两个LED为0点亮；按键三个为0有效，一个为1有效；蜂鸣器处有一个BJT放大电路，BEEP给1就导通，给0就截止。

（二）工程配置

按老样子配置好SYS，RCC以及时钟频率之后，开始配置引脚；首先找到PF9和PF10，配置为输出，并修改label为LED0和LED1；然后找到PE4、PE3、PE2、PA0，配置为输入，并修改label为KEY0、KEY1、KEY2、WK_UP；最后找到PF8，配置为输出，并修改label为BEEP：

接下来，给每个引脚配置初始化如下：

首先对于两个灯为0点亮，所以首先给1且上拉，先不点亮，待需要时再点亮；然后对于beep，因为给1为响，所以先给0，而电路图中已经默认帮我下拉了，所以我直接不需要下拉；最后对于按键，因为WK_UP是1有效，所以默认下拉，检测到1则表明按下，而KEY0~2是0有效，所以默认上拉，检测到0则表明按下；然后设置好相关路径等配置直接generate code即可。

（三）代码部分

首先进入到main.h，就会发现刚刚给引脚起的label名都被define在里面了：

接下来新建文件，勾选下图第一个选项，直接帮你创建相关头文件，无需勾选第二个，后面再在cmake中手动加入：

接下来，需要在cmake中使用include_directories()包含头文件路径，以及使用file()包含源文件路径（此外，如果再用cubemx生成代码的话，CmakeLists.txt文件是会被重新覆盖掉的，所以需要写入CmakeLists_template.txt中，就不会被覆盖）：

再点击右键，选择重新加载cmake即可：

经过漫长的代码编写之后......终于写完了：

keyled.h：

#ifndef DEMO_GPIO_KEYLED_H
#define DEMO_GPIO_KEYLED_H
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

#include "main.h"

//表示4个按键的枚举类型
typedef enum {
    KEY_NONE = 0,   //没有按键按下
    KEY0,
    KEY1,
    KEY2,
    WK_UP
}KEYS;

#define KEY_WAIT_ALWAYS 0   //作为函数ScanPressedKey()的一种参数，表示一直等待按键输入

#ifdef  LED0_Pin     //LED0
#define LED0_ON()       HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_Port, LED0_Pin, GPIO_PIN_RESET)
#define LED0_OFF()      HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_Port, LED0_Pin, GPIO_PIN_SET)
#define LED0_TOGGLE()   HAL_GPIO_TogglePin(LED0_GPIO_Port, LED0_Pin)
#endif

#ifdef  LED1_Pin     //LED1
#define LED1_ON()       HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, GPIO_PIN_RESET)
#define LED1_OFF()      HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, GPIO_PIN_SET)
#define LED1_TOGGLE()   HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin)
#endif

#ifdef  BEEP_Pin     //Beep
#define BEEP_ON()       HAL_GPIO_WritePin(BEEP_GPIO_Port, BEEP_Pin, GPIO_PIN_SET)
#define BEEP_OFF()      HAL_GPIO_WritePin(BEEP_GPIO_Port, BEEP_Pin, GPIO_PIN_RESET)
#define BEEP_TOGGLE()   HAL_GPIO_TogglePin(BEEP_GPIO_Port, BEEP_Pin)
#endif


KEYS ScanPressedKey(uint32_t timeout);


#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif //DEMO_GPIO_KEYLED_H

keyled.cpp：

#include "keyled.h"

//轮询方式扫米奥4个按键，并返回按键值
//轮询方式扫描4个按键,返回按键值
//timeout单位ms，若timeout=0表示一直扫描，直到有键按下
KEYS ScanPressedKey(uint32_t timeout)
{
    KEYS  key = KEY_NONE;
    uint32_t  tickstart = HAL_GetTick();  //当前计数值
    const uint32_t btnDelay = 20;	//按键按下阶段的抖动，延时再采样时间
    GPIO_PinState keyState;

    while(true)
    {
#ifdef	KEY0_Pin		 //如果定义了KEY0，就可以检测KEY0
        keyState = HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port, KEY0_Pin); //低输入有效
		if (keyState == GPIO_PIN_RESET)
		{
			HAL_Delay(btnDelay);  //前抖动期
			keyState = HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port, KEY0_Pin); //再采样
			if (keyState == GPIO_PIN_RESET)
				return	KEY0;
		}
#endif

#ifdef	KEY1_Pin		 //如果定义了KEY1，就可以检测KEY1
        keyState = HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port, KEY1_Pin); //低输入有效
        if (keyState == GPIO_PIN_RESET)
        {
            HAL_Delay(btnDelay);  //前抖动期
            keyState = HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port, KEY1_Pin); //再采样
            if (keyState == GPIO_PIN_RESET)
                return	KEY1;
        }
#endif

#ifdef	KEY2_Pin		 //如果定义了KEY2，就可以检测KEY2
        keyState = HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port, KEY2_Pin); //低输入有效
        if (keyState == GPIO_PIN_RESET)
        {
            HAL_Delay(btnDelay);  //前抖动期
            keyState = HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port, KEY2_Pin); //再采样
            if (keyState == GPIO_PIN_RESET)
                return	KEY2;
        }
#endif

#ifdef	WK_UP_Pin		 //如果定义了WK_UP，就可以检测WK_UP
        keyState = HAL_GPIO_ReadPin(WK_UP_GPIO_Port, WK_UP_Pin); //PE4=KeyLeft,低输入有效
        if (keyState == GPIO_PIN_SET)//注意这里默认是下拉
        {
            HAL_Delay(btnDelay);  //前抖动期
            keyState = HAL_GPIO_ReadPin(WK_UP_GPIO_Port, WK_UP_Pin); //再采样
            if (keyState == GPIO_PIN_SET)
                return	WK_UP;
        }
#endif

        if (timeout != KEY_WAIT_ALWAYS)  //没有按键按下时，会计算超时，timeout时退出
        {
            if ((HAL_GetTick() - tickstart) > timeout)
                break;
        }
    }

    return	key;
}

主函数：

int main(void)
{
  HAL_Init();

  SystemClock_Config();

  MX_GPIO_Init();

  while (1)
  {
      KEYS curkey = ScanPressedKey(KEY_WAIT_ALWAYS);    //一直等待按键输入
      switch (curkey) {
          case KEY0:
              LED0_TOGGLE();
              break;
          case KEY1:
              LED1_TOGGLE();
              break;
          case KEY2:
              LED0_TOGGLE();
              LED1_TOGGLE();
              break;
          case WK_UP:
              BEEP_TOGGLE();
              break;
      }
      HAL_Delay(200);   //跳过后抖动
  }
}

以上，实现了轮询检测按键，从而控制LED及Beep。

工程链接：https://pan.baidu.com/s/11xCxqty3KRJD6cx0S65jWQ 
提取码：0xFF

（四）外部中断（EXTI）

但是，总所周知，轮询查询GPIO口是非常非常浪费cpu资源的，所以可以利用外部中断（EXTI，External Interrupt）来检测按键输入；设计一个demo如下：

1、按下KEY0，触发EXTI4，LED0输出翻转；

2、按下KEY1，触发EXTI3，LED1输出翻转；

3、按下WK_UP，触发EXTI0，LED0和LED1输出翻转；

4、按下KEY2，产生EXTI0软中断（SWIT），模拟按下WK_UP；

配置如下（因为KEY0~2为0有效，所以设置为falling edge触发且上拉；而WK_UP为1有效，所以设置为raising edge触发且下拉）：

接下来配置NVIC。设置为2bit抢占优先级 & 2bit次优先级；抢占优先级：谁大可以立即抢占小的中断；次优先级：当抢占优先级一样时，优先执行次优先级大的，但是不能抢占同抢占级的，只能排队；当抢占优先级和次优先级都一样时，则FCFS(First Come First Serve)；设置EXTI0，EXTI2，EXTI3，EXTI4的抢占优先级为1，2，1，1，次优先级为0，0，2，1（注意0为最高优先级，3为最低优先级），主要是为了观察同时发生中断时，高抢占优先级的中断能否如理论般正常抢占低抢占优先级的中断，还有就是抢占优先级相同时，次优先级高的是否先执行；如下图所示：

还有一点，设置外部中断的抢占优先级时不能设置为0，因为外部中断的回调函数中会用到HAL_Delay()函数来延时消抖，该函数实际上用的是SysTick嘀嗒计时器的中断，其抢占优先级为0，如果外部中断的抢占优先级也设置为0，那么SysTick嘀嗒计时器的中断就无法抢占外部中断（相同抢占优先级），这将会导致HAL_Delay()函数死循环，系统卡死。

接下来生成代码，可以观察到在stm32f4xx_it.c中，cubemx已经生成了外部中断的函数，切记函数名不能改，因为在启动的汇编文件.s中已经将它们定义好了，要保持二者一致（除非去改汇编，但是没必要）：

观察每个EXTI_IRQHandler()函数，发现它们都调用了HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler()函数，跳到定义会发现，该函数首先判断是否为中断触发，然后传入中断触发源，再调用HAL_GPIO_EXTI_Callback()外部中断回调函数（callback means 回调）：

继续跟进代码可以看到，回调函数是一个__weak修饰的函数，而__weak是一个宏定义，表示为属性：__attribute__((weak))，也就是弱函数；弱函数需要用户自己重新实现，编译时编译器就会自动编译重新实现的函数而忽略弱函数，如果没有重新实现，则自动编译原来的弱函数；其中的UNUSER()是为了避免gcc编译警告：

重新实现的回调函数如下（随便写在哪个文件都行，反正编译器会找得到，不过最好写在相关文件中）：

编译下载到板子中会发现结果有一点点不如预期，比如说按下WK_UP时，两个LED会翻转两次，这很明显就是触发了两次中断，但是代码里不是用了1s这么长的延时来消抖么？为什么还会有问题？问题就出在cubemx生成的代码中；观察下图可以发现，HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler()函数先判断是否为中断，然后清除标志位，再调用中断回调函数，一般的中断流程这样处理没有问题，主要是为了硬件能及时响应下一次中断；但是对于检测按键输入EXTI就有问题了，因为按键的抖动会导致产生不止一次的外部中断，而先清除了第一次的中断标志位，再执行回调时，后面还有几个抖动的相同外部中断又来了，同样会产生中断标志位，而此时系统正在中断的回调中延时消抖，执行完第一次回调函数之后，cpu出来又发现还有一个中断标志位，将会再进行一次同样的外部中断。

当然理解了原理修改起来就不难，只需要将两行函数互换，当检测到外部中断时，立马执行中断回调，不在管外界还有多少个相同的外部中断均不理会，只有当回调函数执行完毕后，再清除中断标志，这样就避免了多次中断。如下图：

值得注意的是，当重新用cubemx生成代码后，这两行又默认变回原来的位置了，还要手动修改，，，这也是不算bug的bug吧。。。

完~

工程链接：https://pan.baidu.com/s/1Svj7bh_sRzLUYvGjNr4Q3A 
提取码：0xFF

以上均为个人学习心得，如有错误，请不吝赐教~

THE END

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/1058976.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

网络技术在学校是学习网络协议吗

网络技术在学校是学习网络协议吗

大家好，我是网络工程师成长日记实验室的郑老师，您现在正在查看的是网络工程师成长日记专栏，记录网络工程师日常生活的点点滴滴 一个同学说他现在也在学这个计算机专业，他以后他现在目前规划是把软考和华为的HIP1套。我自己本身也做…
阅读更多...
AI时代给我们公司模式带来的改变

AI时代给我们公司模式带来的改变

最近和几个朋友聊天，都说公司卷的更厉害了，老板趁着经济形势不好压榨的更厉害了！但确实没办法，我们部分老板还是喜欢以人为本（成本！），更喜欢雇更多的人，看着他们低效而痛…
阅读更多...
【Java】权限修饰符

【Java】权限修饰符

目录 权限修饰符 权限修饰符-示例代码 权限修饰符 Java有四种访问权限，其中三种有访问权限修饰符，分别为 private，public 和 protected，还有一种不带任何修饰符： private：Java语言中对访问权限限制的最窄…
阅读更多...
【C语言经典100例题-68】有n个整数，使其前面各数顺序向后移m个位置，最后m个数变成最前面的m个数

【C语言经典100例题-68】有n个整数，使其前面各数顺序向后移m个位置，最后m个数变成最前面的m个数

方法一 将原数组拆成两部分&#xff0c;前面n-m个数和后面m个数。首先将前面n-m个数逆序&#xff0c;然后将后面的m个数逆序。最后将整个数组逆序即可。 #include <stdio.h>void reverse(int arr[], int start, int end) {for (int i start, j end; i < (start en…
阅读更多...
快排三种递归及其优化，非递归和三路划分

快排三种递归及其优化，非递归和三路划分

个人主页&#xff1a;Lei宝啊 愿所有美好如期而遇 目录 快排简介&#xff1a; 快排的三种递归实现&#xff1a; Hoare&#xff1a; 挖坑&#xff1a; 双指针&#xff1a; 小区间优化&#xff1a; 三数取中优化&#xff1a; 快排非递归实现&#xff1a; 快排的三路划…
阅读更多...
嵌入式Linux应用开发-驱动大全-第一章同步与互斥④

嵌入式Linux应用开发-驱动大全-第一章同步与互斥④

嵌入式Linux应用开发-驱动大全-第一章同步与互斥④ 第一章 同步与互斥④1.5 自旋锁spinlock的实现1.5.1 自旋锁的内核结构体1.5.2 spinlock在UP系统中的实现1.5.3 spinlock在SMP系统中的实现 1.6 信号量semaphore的实现1.6.1 semaphore的内核结构体1.6.2 down函数的实现1.6.3 u…
阅读更多...
Android etc1tool之png图片转换pkm 和 zipalign简介

Android etc1tool之png图片转换pkm 和 zipalign简介

关于作者&#xff1a;CSDN内容合伙人、技术专家&#xff0c; 从零开始做日活千万级APP。 专注于分享各领域原创系列文章 &#xff0c;擅长java后端、移动开发、商业变现、人工智能等&#xff0c;希望大家多多支持。 目录 一、导读二、etc1tool2.1、用法 三、zipalign3.1 使用 四…
阅读更多...
day49 ARM

day49 ARM

.text .globl _start _start:mov r1,#1mov r2,#0mov r3,#100 fun2:cmp r2,r3bcc fun1 stop:b stop fun1: ADD r2,r2,r1add r4,r4,r2b fun2 .end
阅读更多...
华为云云耀云服务器L实例评测｜部署个人在线电子书库 calibre

华为云云耀云服务器L实例评测｜部署个人在线电子书库 calibre

华为云云耀云服务器L实例评测&#xff5c;部署个人在线电子书库 calibre 一、云耀云服务器L实例介绍1.1 云服务器介绍1.2 应用场景1.3 支持镜像 二、云耀云服务器L实例配置2.1 重置密码2.2 服务器连接2.3 安全组配置 三、部署 calibre3.1 calibre 介绍3.2 Docker 环境搭建3.3 c…
阅读更多...
javaScript-事件循环-微任务-宏任务

javaScript-事件循环-微任务-宏任务

为什么引入事件循环?如何理解&#xff1f; js是单线程的语言&#xff0c;需要把异步任务交给宿主浏览器执行&#xff0c;仿制js引擎堵塞 以下面的代码为例 异步的代码交给浏览器之后 进入队列中等待被调用&#xff1a; <!DOCTYPE html> <html lang"en"…
阅读更多...
嵌入式Linux应用开发-驱动大全-第一章同步与互斥③

嵌入式Linux应用开发-驱动大全-第一章同步与互斥③

嵌入式Linux应用开发-驱动大全-第一章同步与互斥③ 第一章 同步与互斥③1.4 Linux锁的介绍与使用1.4.1 锁的类型1.4.1.1 自旋锁1.4.1.2 睡眠锁 1.4.2 锁的内核函数1.4.2.1 自旋锁1.4.2.2 信号量1.4.2.3 互斥量1.4.2.4 semaphore和 mutex的区别 1.4.3 何时用何种锁1.4.4 内核抢占…
阅读更多...
CharacterEncodingFilter的用法

CharacterEncodingFilter的用法

CharacterEncoding是SpringMVC提供的一个一个过滤器,用于设置请求和响应的字符编码,解决乱码问题,他本身是一个过滤器 那么在SpringBoot中,CharacterEncoding就有一个很好的秒用 setEncoding("UTF-8")设置编码 setForceEncoding(true) 设置请求和响应编码 还需要在配…
阅读更多...
树的存储结构以及树，二叉树，森林之间的转换

树的存储结构以及树，二叉树，森林之间的转换

目录 1.双亲表示法 2.孩子链表 3.孩子兄弟表示法 4.树与二叉树的转换 &#xff08;1&#xff09;树转换为二叉树 &#xff08;2&#xff09;二叉树转换成树 5.二叉树与森林的转化 &#xff08;1&#xff09;森林转换为二叉树 以下树为例 1.双亲表示法 双亲表示法定义了…
阅读更多...
javaee之通用mapper

javaee之通用mapper

通用mapper可以帮我们写sql语句 我们需要引入依赖是 通用mapper的核心依赖 它本身就依赖一个jpa的依赖&#xff0c;通用mapper的整体依赖就包含了通用mapper的核心依赖 下面说一下通用mapper里面的常见注解 KeySql的用法 tk.mybatis.mapper.common.Mapper 这个是通用Mapper的一…
阅读更多...
c#设计模式-行为型模式 之 模板方法模式

c#设计模式-行为型模式 之 模板方法模式

&#x1f680;简介 模板方法模式定义了一个操作中的算法的骨架&#xff0c;而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下&#xff0c;重新定义算法中的某些步骤。通常用于应对在开发中设计一个系统时知道了算法所需的关键步骤&#xff0c;而且确定…
阅读更多...
用 Pycharm 远程连接 Linux 服务器——超详细

用 Pycharm 远程连接 Linux 服务器——超详细

用 Pycharm 远程连接 Linux 服务器——超详细 一、介绍二、要求三、服务器配置四、Pycharm远程连接Linux服务器 实战 一、介绍 本人是做NLP的&#xff0c;pycharm写的项目&#xff0c;数据集很大&#xff0c;在自己电脑上运行很慢&#xff0c;但是放到服务器上跑就很快。下面详…
阅读更多...
FileZila 实现wind10与Linux系统文件互传

FileZila 实现wind10与Linux系统文件互传

【FileZila】实现windows与Linux系统文件互传
阅读更多...
哨兵（Sentinel-1、2）数据下载

哨兵（Sentinel-1、2）数据下载

哨兵&#xff08;Sentinel-1、2&#xff09;数据下载 一、登陆欧空局网站 二、检索 先下载2号为光学数据 分为S2A和S2B&#xff0c;产品种类有1C和2A&#xff0c;区别就是2A是做好大气校正的影像&#xff0c;当然数量也会少一些&#xff0c;云量检索条件中记得要按格式&#x…
阅读更多...
Covert Communication隐蔽通信论文复现

Covert Communication隐蔽通信论文复现

文章目录 前言Covert Communications: A Comprehensive Surveyabstract简介隐蔽通信的概念和机制隐蔽通信的简要历史经典的Alice-Bob-Willie Model与其他安全技术的区别 一、Limits of Reliable Communication with Low Probability of Detection on AWGN Channels摘要introduc…
阅读更多...
STM32复习笔记（三）：串口

STM32复习笔记（三）：串口

目录 Preface&#xff1a; &#xff08;一&#xff09;CUBEMX配置串口 &#xff08;二&#xff09;轮询方式 &#xff08;三&#xff09;中断 DMA Preface&#xff1a; 串口通信协议简单&#xff0c;因此被广泛应用&#xff1b;串口有UART&#xff08;Universal Asynchron…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023