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【ALIENTEK 战舰STM32开发板例程系列连载+教学】第八章 按键输入实验

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发表于 2013-1-11 16:55:20 | 显示全部楼层 |阅读模式

 第八章 按键输入实验

 

上两章,我们介绍了STM32IO口作为输出的使用,这一章,我们将向大家介绍如何使用STM32IO口作为输入用。在本章中,我们将利用板载的4个按键,来控制板载的两个LED的亮灭。通过本章的学习,你将了解到STM32IO口作为输入口的使用方法。本章分为如下几个小节:

8.1 STM32 IO口简介

8.2 硬件设计

8.3 软件设计

8.4 仿真与下载

8.1 STM32 IO口简介

STM32IO口在上一章已经有了比较详细的介绍,这里我们不再多说。STM32IO口做输入使用的时候,是通过读取IDR的内容来读取IO口的状态的。了解了这点,就可以开始我们的代码编写了。

这一章,我们将通过ALIENTEK战舰STM32开发板上载有的4个按钮(WK_UPKEY0KEY1KEY2),来控制板上的2LEDDS0DS1)和蜂鸣器,其中WK_UP控制蜂鸣器,按一次叫,再按一次停;KEY2控制DS0,按一次亮,再按一次灭;KEY1控制DS1,效果同KEY2KEY0则同时控制DS0DS1,按一次,他们的状态就翻转一次。

8.2 硬件设计

本实验用到的硬件资源有:

1)  指示灯DS0DS1

2)  蜂鸣器

3)  4个按键:KEY0KEY1KEY2、和KEY_UP

DS0DS1以及蜂鸣器和STM32的连接在上两章都已经分别介绍了,在战舰STM32开发板上的按键KEY0连接在PE4上、KEY1连接在PE3上、KEY2连接在PE2上、WK_UP连接在PA0上。如图8.2.1所示:


8.2.1 按键与STM32连接原理图

这里需要注意的是:KEY0KEY1KEY2是低电平有效的,而WK_UP是高电平有效的,并且外部都没有上下拉电阻,所以,需要在STM32内部设置上下拉。

8.3 软件设计

这里的代码设计,我们还是在之前的基础上继续编写,打开上一章的TEST工程,然后在HARDWARE文件夹下新建一个KEY文件夹,用来存放与按键相关的代码。如图8.3.1所示:


8.3.1 HARDWARE下新增KEY文件夹

然后我们打开USER文件夹下的TEST.Uv2工程,按

按钮新建一个文件,然后保存在HARDWAREàKEY文件夹下面,保存为key.c。在该文件中输入如下代码:

#include "key.h"

#include "delay.h"                                                      

//按键初始化函数

void KEY_Init(void)

{

       RCC->APB2ENR|=1<<2;     //使能PORTA时钟

       RCC->APB2ENR|=1<<6;     //使能PORTE时钟

       GPIOA->CRL&=0XFFFFFFF0;//PA0设置成输入,默认下拉  

       GPIOA->CRL|=0X00000008;

        

       GPIOE->CRL&=0XFFF000FF;//PE2~4设置成输入   

       GPIOE->CRL|=0X00088800;                              

       GPIOE->ODR|=7<<2;          //PE2~4 上拉

}

//按键处理函数

//返回按键值

//mode:0,不支持连续按;1,支持连续按;

//0,没有任何按键按下

//1KEY0按下

//2KEY1按下

//3KEY2按下

//4KEY3按下 WK_UP

//注意此函数有响应优先级,KEY0>KEY1>KEY2>KEY3!!

u8 KEY_Scan(u8 mode)

{    

       static u8 key_up=1;//按键按松开标志

       if(mode)key_up=1;  //支持连按          

       if(key_up&&(KEY0==0||KEY1==0||KEY2==0||KEY3==1))

       {

              delay_ms(10);//去抖动

              key_up=0;

              if(KEY0==0)return 1;

              else if(KEY1==0)return 2;

              else if(KEY2==0)return 3;

              else if(KEY3==1)return 4;

       }else if(KEY0==1&&KEY1==1&&KEY2==1&&KEY3==0)key_up=1;            

      return 0;// 无按键按下

}

这段代码包含2个函数,void KEY_Init(void)u8 KEY_Scan(u8 mode)KEY_Init是用来初始化按键输入的IO口的。实现PA0PE2~4的输入设置,这里和第六章的输出配置差不多,只是这里用来设置成的是输入而第六章是输出。

KEY_Scan函数,则是用来扫描这4IO口是否有按键按下。KEY_Scan函数,支持两种扫描方式,通过mode参数来设置。

mode0的时候,KEY_Scan函数将不支持连续按,扫描某个按键,该按键按下之后必须要松开,才能第二次触发,否则不会再响应这个按键,这样的好处就是可以防止按一次多次触发,而坏处就是在需要长按的时候比较不合适。

mode1的时候,KEY_Scan函数将支持连续按,如果某个按键一直按下,则会一直返回这个按键的键值,这样可以方便的实现长按检测。

有了mode这个参数,大家就可以根据自己的需要,选择不同的方式。这里要提醒大家,因为该函数里面有static变量,所以该函数不是一个可重入函数,在有OS的情况下,这个大家要留意下。同时还有一点要注意的就是,该函数的按键扫描是有优先级的,最优先的是KEY0,第二优先的是KEY1,接着KEY2,最后是KEY3KEY3对应WK_UP按键)。该函数有返回值,如果有按键按下,则返回非0值,如果没有或者按键不正确,则返回0

保存key.c代码,然后我们按同样的方法,新建一个key.h文件,也保存在KEY文件夹下面。在key.h中输入如下代码:

#ifndef __KEY_H

#define __KEY_H 

#include "sys.h"

#define KEY0 PEin(4)  //PE4

#define KEY1 PEin(3)  //PE3

#define KEY2 PEin(2)  //PE2

#define KEY3 PAin(0)  //PA0  WK_UP

 

#define KEY_UP          4

#define KEY_LEFT      3

#define KEY_DOWN    2

#define KEY_RIGHT    1

void KEY_Init(void);//IO初始化

u8 KEY_Scan(u8);      //按键扫描函数                                    

#endif

这段代码里面最关键就是4个宏定义:

#define KEY0 PEin(4)  //PE4

#define KEY1 PEin(3)  //PE3

#define KEY2 PEin(2)  //PE2

#define KEY3 PAin(0)  //PA0  WK_UP

这里使用的是位带操作来实现读取某个IO口的1个位的。同输出一样,我们也有另外一种方法可以实现上面代码的功能,如下:

#define    KEY0 (1<<4)   //KEY0    PE4

#define    KEY1 (1<<3)   //KEY1    PE3

#define    KEY2 (1<<2)   //KEY2    PE2

#define    KEY3 (1<<0)   // WK_UP  PA0

#define KEY0_GET() ((GPIOE->IDR&(KEY0))?10)//读取按键0

#define KEY1_GET() ((GPIOE->IDR&(KEY1))?10)//读取按键1

#define KEY2_GET() ((GPIOE->IDR&(KEY2))?10)//读取按键2

#define KEY3_GET() ((GPIOA->IDR&(KEY3))?10)//读取按键3(WK_UP)

同输出一样,我们使用第一种方法,比较简单,看起来也清晰明了,最重要的是修改起来比较方便,后续实例,我们一般都使用第一种方法来实现输入口的读取。而第二种方法则适合在不同编译器之间移植,因为他不依靠处理器特性。具体选择哪种,大家可以根据自己的喜好来决定。

key.h中,我们还定义了KEY_UP/KEY_DOWN /KEY_LEFT /KEY_RIGHT4个宏定义,分别对应开发板上下左右(WK_UP/KEY1/KEY2/KEY0)按键按下时KEY_Scan返回的值。这些宏定义的方向直接和开发板的按键排列方式相同,方便大家使用。

key.h也保存一下。接着,我们把key.c加入到HARDWARE这个组里面,这一次我们通过双击的方式来增加新的.c文件,双击HARDWARE,找到key.c,加入到HARDWARE里面,如图8.3.2所示:


8. 3.2  key.c加入HARDWARE组下

可以看到HARDWARE文件夹里面多了一个key.c的文件,  然后还是用老办法把key.h头文件所在的的路径加入到工程里面。回到主界面,在test.c里面编写如下代码:

#include "sys.h"

#include "usart.h"         

#include "delay.h" 

#include "led.h"

#include "beep.h"

#include "key.h"             

int main(void)

{                                                       

       u8 t;  

       Stm32_Clock_Init(9);    //系统时钟设置

       delay_init(72);                  //延时初始化

       LED_Init();                 //初始化与LED连接的硬件接口

       BEEP_Init();                //初始化蜂鸣器端口

       KEY_Init();           //初始化与按键连接的硬件接口

       LED0=0;                      //先点亮红灯

       while(1)

       {

              t=KEY_Scan(0);    //得到键值

            if(t)

              {                                          

                     switch(t)

                     {                         

                            case KEY_UP:       //控制蜂鸣器

                                   BEEP=!BEEP;

                                   break;

                            case KEY_LEFT:   //控制LED0翻转

                                   LED0=!LED0;

                                   break;

                            case KEY_DOWN: //控制LED1翻转 

                                   LED1=!LED1;

                                   break;

                            case KEY_RIGHT: //同时控制LED0,LED1翻转

                                   LED0=!LED0;

                                   LED1=!LED1;

                                   break;

                     }

              }else delay_ms(10);

       }    

}

注意要将KEY文件夹加入头文件包含路径,不能少,否则编译的时候会报错。这段代码就实现前面8.1节所阐述的功能,相对比较简单。

然后按

,编译工程,得到结果如图8.3.3所示:


8.3.3 编译结果

可以看到没有错误,也没有警告。接下来,我们还是先进行软件仿真,验证一下是否有错误的地方,然后才下载到战舰 STM32开发板看看实际运行的结果。

8.4 仿真与下载

我们可以先用软件仿真,看看结果对不对,根据软件仿真的结果,然后再下载到战舰 STM32板子上面看运行是否正确。

首先,我们进行软件仿真。先按

开始仿真,接着按

,显示逻辑分析窗口,点击Setup,新建5个信号PORTB.5PORTE.5PORTB.8PORTA.0PORTE.2PORTE.3PORTE.4,如图8.4.1所示:


8.4.1  新建仿真信号

然后再点击PeripheralsàGeneral Purpose I/OàGPIOE,弹出GPIOE的查看窗口,如图8.4.2所示:


8.4.2 查看GPIOE寄存器

然后在t=KEY_Scan();这里设置一个断点,按

直接执行到这里,然后在General Purpose I/O E窗口内的Pins里面勾选234位,这是虽然我们已经设置了这几个IO口为上拉输入,但是MDK不会考虑STM32自带的上拉和下拉,所以我们得自己手动设置一下,来使得其初始状态和外部硬件的状态一摸一样。如图8.4.3所示:


8.4.3 执行到断点处

本来我们还需要设置PORTA.0的,但是GPIOA.0是高电平有效,刚好默认的就满足要求,不需要再去勾选PORTA.0了。所以这里我们可以省略一个GPIOA.0的设置。接着我们执行过这句,可以看到t的值依旧为0,也就是没有任何按键按下。接着我们再按

,再次执行到t=KEY_Scan();我们此次把PinsPE2取消勾选,再次执行过这句,得到t的值为3,如图8.4.4所示:


8.4.4 按键扫描结果

然后按相似的方法,分别取消勾选PE3PE4,以及勾选PA0,然后再把它们还原,可以看到逻辑分析窗口的波形如图8.4.5所示:


8.4.5 仿真波形

从图8.4.5可以看出,当PE2按下的时候PB5翻转,PE3按下的时候PE5翻转,PE4按下的时候PB5PE5一起翻转,PA0按下的时候PB8翻转,使我们想要得到的结果。因此,可以确定软件仿真基本没有问题了。接下来可以把代码下载到战STM32开发板上看看运行结果是否正确。

在下载完之后,我们可以按KEY0KEY1KEY2WK_UP来看看DS0DS1以及蜂鸣器的变化,是否和我们仿真的结果一致(结果肯定是一致的)。

至此,我们的本章的学习就结束了。本章,作为STM32的入门第三个例子,介绍了STM32IO作为输入的使用方法,同时巩固了前面的学习。希望大家在开发板上实际验证一下,从而加深印象。

 

 

《STM32开发指南》第八章 按键输入实验.rar

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实验3 按键输入实验.rar

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发表于 2013-8-21 11:29:21 | 显示全部楼层
原子哥,我是按照手册一步步来的,编译没错,开始仿真有问题,在

中图跟手册上不一样,下载到板子上也没反应
,这个是怎么回事??


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 楼主| 发表于 2013-8-21 16:06:49 | 显示全部楼层
回复【3楼】结相树:
---------------------------------
软防的时候,你设置IO电平了么?
下载到开发板没反应?你用的是战舰板么?
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发表于 2013-8-21 18:36:09 | 显示全部楼层
设置了IO电平了,为什么logic analysis分析里面每个出来的都是0X0?
现在下载到开发板上有反应,灯是正确的,但是key_up控制不了蜂鸣器??
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 楼主| 发表于 2013-8-21 22:31:07 | 显示全部楼层
回复【5楼】结相树:
---------------------------------
你看寄存器状态,ODR的。
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 楼主| 发表于 2013-8-21 22:31:19 | 显示全部楼层
结合寄存器状态,和代码,看你这个图。
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发表于 2014-2-13 11:15:44 | 显示全部楼层

       static u8 key_up=1;//按键按松开标志

原子哥,这儿为什么是 static类型呢?
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 楼主| 发表于 2014-2-13 14:11:24 | 显示全部楼层
回复【8楼】jidian0177:
---------------------------------
因为下次进入该函数的时候,还要保持原来的值.
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发表于 2014-8-5 08:40:49 | 显示全部楼层
原子哥!我的能仿真出来,下载到板子里,按KEY0键没响应!
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 楼主| 发表于 2014-8-5 23:13:19 | 显示全部楼层
回复【10楼】ydhsy:
---------------------------------
什么板子?什么版本的?
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回复【11楼】正点原子:
---------------------------------

没问题了,我换了新下载的程序能响应了!打扰了!
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test.c: Error: command-line:  #992: invalid macro definition: key.h,请教这是什么原因?
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不用位带,这个KEY0_GET()要怎么处理?(在key_scan)。。。刚上手,这个还不太懂
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发表于 2015-8-26 11:01:41 | 显示全部楼层
回复【10楼】ydhsy:
---------------------------------
我在这一节也遇到过这样的问题,灯都好,就是按键蜂鸣器不响。弄了一上午不知道什么问题。下午再重新烧一遍程序,就好了。
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请问下 这mini板子按键输入实验 程序可以下载到板子,但是按了按键没反应是咋回事呀
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