2-STM32GPIO输入之按键

本章讲述GPIO输入的应用，使用独立按键来进举例验证。GPIO请查看5 - STM32GPIO详解（看这篇就够了）

本章所用到的库函数：

GPIO_Init、GPIO_WriteBit、
GPIO_ReadOutputDataBit，
GPIO_ReadInputDataBit。

1-硬件设计

1.1 按键消斗

对于普通的按键来说，因为是机械是的原因，在按下弹出时会有一定的波动（触点接触导通需要一点时间），因此在这方面需要进行消除抖动，消除的方式有两种：一种是硬件消斗（主要是RS触发器、电容滤波这两种），一种是软件消斗（加延时最长不要超过10ms，最佳在5-10ms，当然这种延时和按键有关系，主要看机械特性。有的按键需要100ms才可以消除抖动，但对于大部分来说5-10ms就可以）。
如下图按键抖动原理：

这里介绍一下这几种方式：

1.1.1 RS触发器

利用RS触发器来吸收按键的抖动。一旦有键按下，触发器立即翻转，触电的抖动便不会再对输出产生影响，按键释放时也一样。RS触发电路消抖电路图如下。

1.1.2 电容滤波

将电容并联在按键的两端，利用电容的放电的延时特性。将产生抖动的电平通过电容吸收掉。从而达到消抖的作用，电容消抖电路图如下图所示。

上面两种方式没有MCU时时做常用的，如果有MCU的话就可以使用延时进行消斗，但是，如果电路设计中有按键消斗了，就不在需要使用软件延时了。

2 按键电路设计

2.1 软件消斗

2.2 硬件消斗

2.3 检测原理

根据电路设计，当按键未按下时，GPIO端口输入状态为低电平，按键两端没有导通；当按键按下时，按键导通，GPIO引脚端口输入高电平（把按键当做一根导线，当按键按下的时候，单片机引脚端口与正极连接，这时候GPIO端口就是连接的正极，同样，没有按键也是一样的道理）。所以检测按键是否按下只需要判断高低电平（以此设计为例**，高电平就是接通，低电平就是断开，如果你的按键是接地的和这相反**）。

2-软件设计

2.1 软件消斗

2.1.1原理

独立按键软件扫描方法，需要在程序运行过程中循环或定时检测按键连接的引脚，①在首次检测到按键有效电平时，②延时10ms（不同按键延时不同）后，③再检测一次引脚电平，如能再次检测到有效电平，则是一次有效按键动作，反之则认为是误操作。

软件消斗一般流程如下：

2.1.2 编程要点

（1）使能GPIO时钟。调用函数RCC_AHB1PeriphClockCmd()。
（2）初始化GPIO模式。调用函数GPIO_Init()。
（3）操作GPIO，读取引脚状态。调用函数GPIO_ReadInputDataBit();

2.1.3 步骤

1、使能相应片上外设的时钟（非常重要），设计到的文件有
头文件：stm32f4xx_rcc.h
源文件：stm32f4xx_rcc.c
使用的主要函数：
RCC_AHB1PeriphClockCmd(uint32_t RCC_AHB1Periph, FunctionalState NewState)
RCC_AHB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_AHB2Periph, FunctionalState NewState)
RCC_APB1PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB1Periph, FunctionalState NewState)
RCC_APB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB2Periph, FunctionalState NewState)

2、设置对应于片上外设使用的GPIO工作模式。

3、如果使用复用功能，需要单独设置每一个GPIO引脚的复用功能。

4、在应用程序中读取引脚状态、控制引脚输出状态或使用复用功能完成特定功能

2.2 代码编写

2.2.1 主程序

int main(void)
{
	delay_init();　	//初始化SysTick，用于延时	
	LED_Config();	//初始化LED灯的GPIO引脚
	Key_Config();	//初始化按键的GPIO引脚
	/*按键控制LED灯*/
	while (1)
	{	/*按键S扫描判别，高电平有效*/
		if(Key_Scan(GPIOC,GPIO_Pin_13,1) == KEY_ON)
		{
			LED_ON;		//点亮LED	
		}
		/*按键扫描判别，低电平有效*/
		if(Key_Scan(GPIOA,GPIO_Pin_13,0) == KEY_ON)
		{
			LED_OFF;		//熄灭LED	
		}
	}
}

2.2.2 按键初始化

void Key_GPIO_Config(void)
{
   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	
  /*开启按键GPIO口的时钟*/
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC,ENABLE)	
  /*选择按键的引脚*/
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
  /*设置引脚为输入模式*/
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;   
  /*设置引脚不上拉也不下拉*/
  //引脚电平受到外部电压影响在这里浮空/上拉/下拉都可以的
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;	
  /*使用上面的结构体初始化按键*/
  GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);  

2.2.2 按键扫描

初始化按键后，就可以通过检测对应引脚的电平来判断按键状态

#define KEY_OFF	    0
#define KEY_ON		1

uint8_t Key_Scan(GPIO_TypeDef* GPIOx,uint16_t GPIO_Pin,uint8_t Key_Lvl)
{			
  /*检测是否有按键按下*/
  if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOx,GPIO_Pin) == Key_Lvl )//第一次检测电平
  {	 		
     delay_ms(10);　　	//去抖动
     if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOx,GPIO_Pin) == Key_Lvl)//第二次检测电平
	return 	KEY_ON;　	//确认有效按键动作返回
     else
	return　KEY_OFF;	//无有效按键动作返回
  }
  else
	return　KEY_OFF; //无有效按键动作返回
}