STM32按键控制小灯—HAL库

news2024/12/23 3:35:40

原理讲解:

以上是按键的原理图:(忽略GPIO口,因为可以自行设置)

需要注意的点有两个:

①100nF的电容:有效缓冲抖动的电平信号,有按键消抖的作用

什么是按键抖动呢?(简单来说就是按键中的接触点在接触或者断开的瞬间在很小的时间片段上处于一种似连非连、似断非断的状态)

        按键抖动是当你按下或松开按键时,接触点之间可能会发生多个微小的接触和分离,而不仅仅是一次单一的接触。

        这种快速的、多次的接触和断开会导致电路产生多个开关信号,从而引发误操作或错误信号输入。

        为了避免这种情况,通常会使用软件或硬件上的去抖动技术,将这些多个信号处理为一个有效信号。

        去抖动可以通过添加时间延迟、信号过滤等方法来实现,以确保系统只识别出按键的第一次触发,过滤掉后续的抖动信号。

(在没有外部硬件的条件下,我们就先使用添加时间延迟的办法来过滤抖动信号)

②上下拉电阻:

上拉操作:上拉操作需要使用一个电阻来配合,所以我们一般称这个电阻为上拉电阻

上拉电阻的作用是在当GPIO口设置为浮空输入模式的时候,为防止输入引脚处于不确定的状态(即浮空状态),我们加一个上拉电阻从而确保逻辑电平稳定。它通常被连接在输入引脚与电源电压之间

具体作用:

1. 稳定逻辑电平:在一些数字电路中,输入引脚可能会因为未连接到高电平或低电平而处于浮空状态,导致电平不明确。这时,上拉电阻会将该引脚拉到高电平,避免逻辑电平不稳定的情况。

2. 防止输入悬空:当输入引脚没有被驱动(如开关未闭合时),上拉电阻提供了一个稳定的高电平,这样即使输入设备未提供信号,电路也不会出现随机噪声或不确定状态。

        当GPIO口设置为浮空输入模式的时候输入引脚处于不确定的状态,GPIO口接入的单片机内部相当于有一个巨大的电阻,根据分压原理,R11电阻几乎不分压,此时GPIO口读到的就是高电平。当按键或开关未按下时,上拉电阻将输入引脚维持在高电平,按下时则将引脚拉到低电平,从而实现明确的信号状态。

下拉操作同理可得。

具体操作:

首先新建文档

输入芯片型号:STM32F103C8T6

新建文件名:KEY_LED--->点击Finish

来到配置界面,我们先将PB13和PA7引脚打开。

将PB13引脚设置为GPIO_input(因为我们想要将这个已经配置为上拉输入---以供按键控制)

将PA7设置为GPIO_Output

然后来到GPIO设置部分:将PB13设置为Pull-up(上拉输入模式),并命名为KEY

PA7如图。 

配置好后点击保存生成代码。

代码部分:

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
	  if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_GPIO_Port,KEY_Pin)==GPIO_PIN_RESET)
	  {
		  HAL_Delay(10);
		  if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_GPIO_Port,KEY_Pin)== GPIO_PIN_RESET)
		  {
			  HAL_GPIO_TogglePin(LED_RED_GPIO_Port,LED_RED_Pin);
			  while(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_GPIO_Port,KEY_Pin)==GPIO_PIN_RESET){}
		  }

	  }


    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }

代码详解:

1. while (1)

这是一个无限循环,代码将在其中不断执行。通常用于嵌入式系统中,表示程序会一直运行,直到设备重启或关闭。

2. if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_GPIO_Port,KEY_Pin) == GPIO_PIN_RESET)

HAL_GPIO_ReadPin是 STM32 HAL 库中的一个函数,用于读取指定引脚的电平状态KEY_GPIO_Port和 KEY_Pin是定义好的宏,分别表示按键所在的GPIO端口和引脚

(例如:#define KEY_GPIO_Port GPIOB  // 按键连接在GPIOB端口上)
GPIO_PIN_RESET通常表示低电平(即按键被按下的状态)。
这行代码的意思是:如果检测到按键被按下,则进入 `if` 语句块。

3. HAL_Delay(10);

HAL_Delay函数用于产生一个10毫秒的延时。
这是一个简单的去抖动处理。按键抖动现象可能会导致检测到的按键状态不稳定,延时10毫秒可以过滤掉短时间的抖动信号,确保按键状态稳定后再继续检测。

4. if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_GPIO_Port,KEY_Pin) == GPIO_PIN_RESET)

在延时之后,再次读取按键的状态。如果按键仍然处于按下状态(低电平),则进入这个 if语句块。
这进一步确认按键确实被按下,而不是由于抖动导致的误判。

5. HAL_GPIO_TogglePin(LED_RED_GPIO_Port,LED_RED_Pin);

HAL_GPIO_TogglePin是一个用于切换引脚状态的函数。
这行代码的作用是切换红色LED灯的状态:如果LED当前是亮的,则熄灭;如果是熄灭的,则点亮。

6. while(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_GPIO_Port,KEY_Pin) == GPIO_PIN_RESET){}

这个 while`循环用于等待按键被释放。只要按键处于按下状态(低电平),循环就会一直执行,不会退出。
这样可以避免在按键未释放时重复触发LED的切换动作。换句话说,按键每按下一次,LED只会切换一次状态。

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