32单片机基础：GPIO输入

news2024/11/23 15:41:56

1.1按键控制LED

按键介绍：

两种方式，我们一般用下接的方式。

第一个图：注意点。当按键按下，PA0接地，被置为低电平， 但是一旦按键松手，PA0悬空，引脚电压不确定。所以无论怎么读引脚也不知道知否被按下，所以为了解决这个问题，所以必须要求PA0是上拉输入的模式，这样引脚悬空的话，就会被置为高电平，这样我们我们就可以读取PA0的电压就知道按键是否被按下。

但是第二个图就不会出现问题，按下时，被置为低电平，松手，由于上拉电阻的作用，被置为高电平。这样引脚就不会出现浮空状态。所以此时PA0可以配置浮空输入和上拉输入。上拉输入，两个电阻共同作用，这样高电平就会更加稳定一些，

第三个图同样注意要使用下拉输入模式。

下面是面包板接线图：

用哪个端口看自己的，我这里也没按上面连接，我是接A0,A1两个端口 

采用模块化编程：

把LED的代码和按键的代码封装开来，不要一起放在主函数里。分别放在自己的.c和.h文件里。

新建一个文件夹，用来存放硬件驱动

 点击keil5的魔术棒： 

把文件夹添加进来之后，像建立main函数一样建立下图文件。 

LED.h用来存放这个驱动程序可以对外提供的函数或变量声明。 

按照Ctrl+Alt+空格，会弹出相应函数的提示框。

LED.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void LED_Init(void)//打开时钟，配置端口
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
}

LED.h

#ifndef __LED_H_
#define __LED_H_

void LED_Init(void);//打开时钟，配置端口

#endif

main.c

#include "stm32f10x.h"                 
#include "Delay.h"
#include "LED.h"
int main()
{
   LED_Init();
	while(1)
	{

	}
}

 这是，就会观察两个LED灯亮起来了，为啥我们没有配置高低电平，他会亮呢，因为我们的电路是低电平点亮，GPIO配置好了之后默认是低电平。

可以在初始化后面加GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1);让LED熄灭。

GPIO_pin_0|GPIO_pin_1（×）p小写了

GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1（√）

 后面我们配置好LED开的函数，灭的函数。

LED.c

void LED_Init(void)//打开时钟，配置端口
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1);
}

void  LED0_ON(void)
{
     GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
}	

void  LED0_OFF(void)
{
	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
}

void  LED1_ON(void)
{
     GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
}	

void  LED1_OFF(void)
{
	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
}

LED.h

#ifndef __LED_H_
#define __LED_H_

void LED_Init(void);//打开时钟，配置端口
void  LED0_ON(void);
void  LED0_OFF(void);
void  LED1_ON(void);
void  LED1_OFF(void);

#endif

 同理按上述方法，建立Key.c和Key.h

GPIO读取的四个函数：（按键需要读取I/O端口）

GPIO_ReadInputDataBit：这个函数是用来读取输入数据寄存器某一个端口的输入值的。

参数是 GPIOx，GPIO_Pin用来指定某一个端口，返回值是uint8_t，代表高低电平

GPIO_ReadInputData：这个函数比上一个函数少了一个Bit,它是用来读取整个输入数据寄存器的，参数只有一个GPIOx,用来指定外设。返回值是uint16_t，是一个16位数据，每一位代表一个端口值，

 GPIO_ReadOutputDataBit：这个函数是用来读取输出数据寄存器的某一位，所以原则来说，它并不是用来读取端口的输入数据的。这个函数一般用于输出模式下，用来看一下自己输出的是什么。

下面LED的翻转就用了这个。

GPIO_ReadOutputData：这个函数也是少了一个Bit,意思也一样，是用来读取整个输出寄存器的。

这就是四个函数的用途：

 Key.c

 #include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"

void Key_Init(void)//按键初始化，初始化为上拉输入模式
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//我们按键接到GPIOB上
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;//上拉输入
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_11;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
}

uint8_t Key_GetNum(void)
{
	uint8_t Keynum=0;
	//读取GPIO端口
	if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1)==0)//表示按键按下
	{
		Delay_ms(20);//消抖
		while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1)==0);//直到松手
		Delay_ms(20);//消抖
		Keynum=1;
	}
	if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_11)==0)//表示按键按下
	{
		Delay_ms(20);//消抖
		while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_11)==0);//直到松手
		Delay_ms(20);//消抖
		Keynum=2;
	}
	return Keynum;
}

Key.h

#ifndef __LED_H_
#define __LED_H_

void Key_Init(void);
uint8_t Key_GetNum(void);
#endif

main.c

#include "stm32f10x.h"                 
#include "Delay.h"
#include "LED.h"
#include "Key.h"

uint8_t KeyNum;

int main()
{
   LED_Init();
   Key_Init();
	while(1)
	{
//      LED0_ON();
//	  LED1_OFF();
//	  Delay_ms(500);
//	  LED1_ON();
//	  LED0_OFF();
//	  Delay_ms(500);
	  KeyNum=Key_GetNum();
		if(KeyNum==1)
		{
			  LED0_turn();
		}
		if(KeyNum==2)
		{
			 LED1_turn();
		}
	}
}

当然，还有Delay函数没有拿进来，自己可以写一个Delay函数，自己写代码时可以加一些注释，方便自己和他人理解，注释的规范可以参考32库函数里面的

这就是按键控制LED点亮的全部过程了。

1.2光敏传感器控制蜂鸣器

光敏电阻介绍：

因为电阻变化不容易直接观察，所以我们将传感器元件通常与定值电阻进行串联分压，

接地电容就是滤波用的。 滤除一些干扰，保证输出电压波形平滑

AO得到的是模拟电压，要想得到数字电压，要对AO进行二值化的输出，，二值化是通过芯片LM393来完成的，LM393是一个电压比较器芯片。看下图所示。电容对VCC滤波。

电压比较器就是一个运算放大器。运算放大器当做比较器的情况如下，

 左边的是电源指示灯，通道电就亮，

右边是DO输出指示灯，它可以指示DO的输出电平。低电平点亮，高电平熄灭。

上拉电阻R5是为了保证默认输出为高电平的。

 电路连接图：

 

上电时，可以看到两个灯都亮了，当我们遮住光线，输出指示灯灭，代表输出高电平（DO）,松手时，输出指示灯1灭，代表输出低电平（DO），电位器可以调节高低电平的判断阈值。

Buzzer.c（蜂鸣器模块）

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void Buzzer_Init(void)//打开时钟，配置端口
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_12;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_12);
}

	
void Buzzer_ON(void)
{
     GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
}	

void Buzzer_OFF(void)
{
	GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
}

void Buzzer_turn(void)
{
	if(GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_12)==0)
	{
		GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
	}
	else
	{
		GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
	}
}

 Buzzer.h

#ifndef __BUZZER_H_
#define __BUZZER_H_

void Buzzer_Init(void);
void Buzzer_ON(void);
void  Buzzer_OFF(void);
void Buzzer_turn(void);

#endif

LightSensor.c(光敏传感器模块）

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"

void LightSensor_Init(void)//按键初始化，初始化为上拉输入模式
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//我们按键接到GPIOB上
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;//上拉输入
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_13;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
}

uint8_t LightSensor_Get(void)//得到DO的返回值，暗是1
{
	return GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_13);
}

 LightSensor.h

#ifndef __LightSensor_H_
#define __LightSensor_H_

void LightSensor_Init(void);
uint8_t LightSensor_Get(void);

#endif

 main.c

#include "stm32f10x.h"                 
#include "Delay.h"
#include "Buzzer.h"
#include "LightSensor.h"


int main()
{
	Buzzer_Init();
	LightSensor_Init();
	
	while(1)
	{
      if( LightSensor_Get()==1)//光线比较暗的情况
	  {
		  Buzzer_ON();
	  }
	  else
	  {
		   Buzzer_OFF();
	  }
	}
}

32单片机的C语言（与51些许不同）

数据类型 

 

在库函数用了许多。下面是例子， 

 只是这些不好理解，我们都换了一个让我们看得懂的名字。

 与上面有什么区别呢，宏定义任何名字都可以换，而typedef只能给变量类型换名字。所以宏定义的改名字范围要宽一些。

 这些没学好的再去学一下C语言吧。

 

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