「正点原子STM32Mini板资料连载」第七章 按键输入实验

1）实验平台：正点原子STM32mini开发板
2）摘自《正点原子STM32 不完全手册(HAL 库版)》关注官方微信号公众号，获取更多资料：正点原子



第七章 按键输入实验
上一章，我们介绍了 STM32 的 IO 口作为输出的使用，这一章，我们将向大家介绍如何使
用 STM32 的 IO 口作为输入用。在本章中，我们将利用板载的 3 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 STM32 的 IO 口作为输入口的使用方法。本章分为如下
几个小节：
7.1 STM32 IO 口简介
7.2 硬件设计
7.3 软件设计
7.4 下载验证
7.1 STM32 IO 口简介
STM32 的 IO 口在上一章已经有了详细的介绍，这里我们不再多说。STM32 的 IO 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。
这一节，我们将通过 MiniSTM32 开发板上载有的 3 个按钮（KEY0/KEY1/WK_UP），来控
制板上的 2 个 LED，其中 KEY0 控制 DS0，按一次亮，再按一次，就灭。KEY1 控制 DS1，效
果同 KEY0。WK_UP 按键则同时控制 DS0 和 DS1，按一次，他们的状态就翻转一次。
。
7.2 硬件设计
本实验用到的硬件资源有：
1） 指示灯 DS0、DS1
2） 3 个按键：KEY0、KEY1 和 KEY_UP。
DS0、DS1 和 STM32 的连接在上一章已经介绍了，在 MiniSTM32 开发板上的按键 KEY0
连接在 PC5 上、KEY1 连接在 PA15 上、WK_UP 连接在 PA0 上。如图 7.2.1 所示：

这里需要注意的是：KEY0 和 KEY1 是低电平有效的，而 WK_UP 是高电平有效的，除了
KEY1 有上拉电阻（与 JTDI 共用），其他两个都没有上下拉电阻，所以，需要在 STM32 内部设
置上下拉。
7.3 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 7.3.1 所示：


然后我们打开 USER 文件夹下的 test.uvprojx 工程，按
按钮新建一个文件，然后保存在
HARDWARE→KEY 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)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); //开启 GPIOA 时钟
__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE(); //开启 GPIOC 时钟
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_0;
//PA0
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_INPUT; //输入
GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLDOWN; //下拉
GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; //高速
HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure);
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_15;
//PA15
GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP; //上拉
HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure);
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_5;
//PC5
GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP; //上拉
HAL_GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_Initure);
}
//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
//1，WKUP 按下 WK_UP
//注意此函数有响应优先级,KEY0>KEY1>KEY2>WK_UP!!
u8 KEY_Scan(u8 mode)
{
static u8 key_up=1; //按键松开标志
if(mode==1)key_up=1; //支持连按
if(key_up&&(KEY0==0||KEY1==0||WK_UP==1))
{
delay_ms(10);
key_up=0;
if(KEY0==0) return KEY0_PRES;
else if(KEY1==0) return KEY1_PRES;
else if(WK_UP==1) return WKUP_PRES;
}else if(KEY0==1&&KEY1==1&&WK_UP==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)和 u8 KEY_Scan(u8 mode)，KEY_Init 是用来
初始化按键输入的 IO 口的。实现 PA0、PA15 和 PC5 的输入设置，注意这调用了：JTAG_Set
这个函数，用于禁止 JTAG，开启 SWD，因为 PA15 占用了 JTAG 的一个 IO，所以要禁止 JTAG，
从而让 PA15 用作普通 IO 输入。
KEY_Scan 函数，则是用来扫描这 3 个 IO 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。
当 mode 为 0 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就不合适了。
当 mode 为 1 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，最后是 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 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_5) //KEY0 按键 PC5
#define KEY1 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_15) //KEY1 按键 PA15
#define WK_UP HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0) //WKUP 按键 PA0
#define KEY0_PRES 1
#define KEY1_PRES 2
#define WKUP_PRES 3
void KEY_Init(void);
u8 KEY_Scan(u8 mode);
#endif
这段代码里面最关键就是 3 个宏定义：
#define KEY0 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_5) //KEY0 按键 PC5
#define KEY1 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_15) //KEY1 按键 PA15
#define WK_UP HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0) //WKUP 按键 PA0
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，上面的功能也同
样可以通过位带操作来简单的实现：
#define KEY0 PCin(5) //KEY0 按键 PC5
#define KEY1 PAin(15) //KEY1 按键 PA15
#define WK_UP PAin(0) //WKUP 按键 PA0
用库函数实现的好处是在各个 STM32 芯片上面的移植性非常好，不需要修改任何代码。
用位带操作的好处是简洁，至于使用哪种方法，看各位的爱好了。
在 key.h 中，我们还定义了 KEY0_PRES / KEY1_PRES / KEYUP_PRES 等 3 个宏定义，分
别对应开发板的 KEY0、KEY1 和 WK_UP 按键按下时 KEY_Scan 的返回值。通过这些宏定义，
可以方便大家记忆和使用。
将 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 7.3.2 所示：

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 "key.h"
int main(void)
{
u8 key=0;
HAL_Init();
//初始化 HAL 库
Stm32_Clock_Init(RCC_PLL_MUL9); //设置时钟,72M
delay_init(72);
//初始化延时函数
LED_Init();
//初始化 LED
KEY_Init();
//初始化按键
LED0=0;
//点亮 LED
while(1)
{
key=KEY_Scan(0);
//得到键值
switch(key)
{
case KEY0_PRES:
LED0=!LED0;
break;
case KEY1_PRES:
LED1=!LED1;
break;
case WKUP_PRES:
LED0=!LED0;
LED1=!LED1;
break;
default:
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 7.1 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 7.3.3 所示

可以看到没有错误，也没有警告。接下来，大家就可以下载验证了。
7.4 下载验证
同样，我们还是通过 flymcu 下载代码，在下载完之后，我们可以按 KEY0、KEY1 和 KEY_UP
来看看 DS0 和 DS1 以及蜂鸣器的变化，是否和我们预期的结果一致？
特别注意：因为 PA0 用作按键输入，而且是高电平有效的，所以不要把 PA0 和 1820 的跳
线帽短接在一起了，否则会按键“失灵”。
至此，我们的本章的学习就结束了。本章，作为 STM32F1 的入门第三个例子，介绍了
STM32F1 的 IO 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。