STM32教程——按键输入_stm32按键输入

按键与输入数据寄存器简介

独立按键简介

几乎每个开发板都会板载有独立按键，因为按键用处很多。常态下，独立按键是断开的，
按下的时候才闭合。每个独立按键会单独占用一个 IO 口，通过 IO 口的高低电平判断按键的状
态。但是按键在闭合和断开的时候，都存在抖动现象，即按键在闭合时不会马上就稳定的连接，
断开时也不会马上断开。这是机械触点，无法避免。独立按键抖动波形图如下：

        图中的按下抖动和释放抖动的时间一般为 5~10ms，如果在抖动阶段采样，其不稳定状态可能出现一次按键动作被认为是多次按下的情况。为了避免抖动可能带来的误操作，我们要做的措施就是给按键消抖（即采样稳定闭合阶段）。消抖方法分为硬件消抖和软件消抖，我们常用软件的方法消抖。
软件消抖：方法很多，我们例程中使用最简单的延时消抖。检测到按键按下后，一般进行10ms 延时，用于跳过抖动的时间段，如果消抖效果不好可以调整这个 10ms 延时，因为不同类型的按键抖动时间可能有偏差。待延时过后再检测按键状态，如果没有按下，那我们就判断这是抖动或者干扰造成的；如果还是按下，那么我们就认为这是按键真的按下了。对按键释放的判断同理。
硬件消抖：利用 RC 电路的电容充放电特性来对抖动产生的电压毛刺进行平滑出来，从而实现消抖，但是成本会更高一点，本着能省则省的原则，我们推荐使用软件消抖即可。

GPIO  端口输入数据寄存器（IDR ）

本实验我们将会用到 GPIO 端口输入数据寄存器，下面来介绍一下。该寄存器用于存储 GPIOx 的输入状态，它连接到施密特触发器上，IO 口外部的电平信号经过触发器后，模拟信号就被转化成 0 和 1 这样的数字信号，并存储到该寄存器中。寄存器描述如图所示

该寄存器低 16 位有效，分别对应每一组 GPIO 的 16 个引脚。当 CPU 访问该寄存器，如果对应的某位为 0(IDRy=0)，则说明该 IO 口输入的是低电平，如果是 1(IDRy=1)，则表示输入的是高电平，y=0~15。

GPIO  输入 配置步骤

1 ）使能应 对应 GPIO  时钟
本实验用到 PA0 和 PE2/3/4 等四个 IO 口，因此需要先使能 GPIOA 和 GPIOE 的时钟，代码
如下:
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
2） ）应 设置对应 GPIO  工作模式（上拉/ 下拉 输入） ）
本实验 GPIO 使用输入模式（带上拉/下拉），从而可以读取 IO 口的状态，实现按键检测，
GPIO 模式通过函数 HAL_GPIO_Init 设置实现。
3） ）取 读取 GPIO  引脚 高低电平
在配置好 GPIO 工作模式后，我们就可以通过 HAL_GPIO_ReadPin 函数读取 GPIO 引脚的
高低电平，从而实现按键检测了。

int main(void)
{
    uint8_t key;
 
    HAL_Init();                             /* 初始化HAL库 */
    sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);     /* 设置时钟, 72Mhz */
    delay_init(72);                         /* 延时初始化 */
    led_init();                             /* 初始化LED */
    key_init();                             /* 初始化按键 */
    beep_init();                            /* 初始化蜂鸣器 */
    LED0(0);                                /* 先点亮LED0 */
    
    while(1)
    {
        key = key_scan(0);                  /* 得到键值 */
 
        if (key)
        {
            switch (key)
            {
                case WKUP_PRES:             /* 控制蜂鸣器 */
                    BEEP_TOGGLE();          /* BEEP状态取反 */
                    break;
 
                case KEY2_PRES:             /* 控制LED0(RED)翻转 */
                    LED0_TOGGLE();          /* LED0状态取反 */
                    break;
 
                case KEY1_PRES:             /* 控制LED1(GREEN)翻转 */
                    LED1_TOGGLE();          /* LED1状态取反 */
                    break;
 
                case KEY0_PRES:             /* 同时控制LED0, LED1翻转 */
                    LED0_TOGGLE();          /* LED0状态取反 */
                    LED1_TOGGLE();          /* LED1状态取反 */
                    break;
            }
        }
        else
        {
            delay_ms(10);
        }
    }
}
 
/**
 * @brief       按键初始化函数
 * @param       无
 * @retval      无
 */
void key_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;
    KEY0_GPIO_CLK_ENABLE();                                     /* KEY0时钟使能 */
    KEY1_GPIO_CLK_ENABLE();                                     /* KEY1时钟使能 */
    KEY2_GPIO_CLK_ENABLE();                                     /* KEY2时钟使能 */
    WKUP_GPIO_CLK_ENABLE();                                     /* WKUP时钟使能 */
 
    gpio_init_struct.Pin = KEY0_GPIO_PIN;                       /* KEY0引脚 */
    gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;                    /* 输入 */
    gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;                        /* 上拉 */
    gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;              /* 高速 */
    HAL_GPIO_Init(KEY0_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);           /* KEY0引脚模式设置,上拉输入 */
 
    gpio_init_struct.Pin = KEY1_GPIO_PIN;                       /* KEY1引脚 */
    gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;                    /* 输入 */
    gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;                        /* 上拉 */
    gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;              /* 高速 */
    HAL_GPIO_Init(KEY1_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);           /* KEY1引脚模式设置,上拉输入 */
 
    gpio_init_struct.Pin = KEY2_GPIO_PIN;                       /* KEY2引脚 */
    gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;                    /* 输入 */
    gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;                        /* 上拉 */
    gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;              /* 高速 */
    HAL_GPIO_Init(KEY2_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);           /* KEY2引脚模式设置,上拉输入 */
 
    gpio_init_struct.Pin = WKUP_GPIO_PIN;                       /* WKUP引脚 */
    gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;                    /* 输入 */
    gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLDOWN;                      /* 下拉 */
    gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;              /* 高速 */
    HAL_GPIO_Init(WKUP_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);           /* WKUP引脚模式设置,下拉输入 */
 
}
 
/**
 * @brief       按键扫描函数
 * @note        该函数有响应优先级(同时按下多个按键): WK_UP > KEY2 > KEY1 > KEY0!!
 * @param       mode:0 / 1, 具体含义如下:
 *   @arg       0,  不支持连续按(当按键按下不放时, 只有第一次调用会返回键值,
 *                  必须松开以后, 再次按下才会返回其他键值)
 *   @arg       1,  支持连续按(当按键按下不放时, 每次调用该函数都会返回键值)
 * @retval      键值, 定义如下:
 *              KEY0_PRES, 1, KEY0按下
 *              KEY1_PRES, 2, KEY1按下
 *              KEY2_PRES, 3, KEY2按下
 *              WKUP_PRES, 4, WKUP按下
 */
uint8_t key_scan(uint8_t mode)
{
    static uint8_t key_up = 1;  /* 按键按松开标志 */
    uint8_t keyval = 0;
 
    if (mode) key_up = 1;       /* 支持连按 */
 
    if (key_up && (KEY0 == 0 || KEY1 == 0 || KEY2 == 0 || WK_UP == 1))  /* 按键松开标志为1, 且有任意一个按键按下了 */
    {
        delay_ms(10);           /* 去抖动 */
        key_up = 0;
 
        if (KEY0 == 0)  keyval = KEY0_PRES;
 
        if (KEY1 == 0)  keyval = KEY1_PRES;
 
        if (KEY2 == 0)  keyval = KEY2_PRES;
 
        if (WK_UP == 1) keyval = WKUP_PRES;
    }
    else if (KEY0 == 1 && KEY1 == 1 && KEY2 == 1 && WK_UP == 0) /* 没有任何按键按下, 标记按键松开 */
    {
        key_up = 1;
    }
 
    return keyval;              /* 返回键值 */
}