STM32入门教程——按键控制LED&光敏传感器控制蜂鸣器

前言

本教材基于B站江协科技课程整理，适合有C语言基础、刚接触STM32的新手。它梳理了STM32核心知识点，帮助大家把C语言知识应用到STM32开发中，更高效地开启STM32学习之旅。

目录

前言

一、硬件接线与模块化编程概述

二、LED 驱动模块开发

初始化配置

功能函数封装

三、按键驱动模块开发

初始化配置

按键检测逻辑

四、主函数调用与功能实现

模块化调用流程

扩展应用：光敏传感器与蜂鸣器

五、开发要点总结

GPIO 操作步骤

模块化编程规范

调试与优化

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一、硬件接线与模块化编程概述

1. 硬件接线示例
   • 按键与 LED 连接：按键接 PB1、PB11（一端接 GPIO，一端接地），LED 接 PA1、PA2（一端接 GPIO，一端接 VCC，低电平点亮）。
   • 模块化优势：将驱动代码（如 LED、按键）分装到独立的.c和.h文件中，避免主函数混乱，便于管理和移植。

二、LED 驱动模块开发

1. 初始化配置

   • 开启 GPIOA 时钟，配置 PA1、PA2 为推挽输出模式（50MHz 速度）。
   • 代码示例：

     void LED_Init(void) {
         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2;
         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
     }
     

2. 功能函数封装

   • 提供点亮、熄灭、翻转等函数（如LED1_On()、LED1_Turn()），通过操作 GPIO 寄存器实现状态控制。
   • 在.h文件中声明函数，供主程序调用。

三、按键驱动模块开发

1. 初始化配置

   • 开启 GPIOB 时钟，配置 PB1、PB11 为上拉输入模式。
   • 代码示例：

     void KEY_Init(void) {
         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_11;
         GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
     }
     

2. 按键检测逻辑

   • 读取端口值并消抖（20ms 延时），区分按下与松手状态，返回键码（如按键 1 返回 1，按键 2 返回 2）。
   • 使用GPIO_ReadInputDataBit()函数获取按键状态。

四、主函数调用与功能实现

1. 模块化调用流程

   • 初始化 LED 和按键模块。
   • 在主循环中读取按键值，根据键码执行对应操作（如按键 1 控制 LED1 翻转，按键 2 控制 LED2 翻转）。
   • 代码示例：

     int main() {
         LED_Init();
         KEY_Init();
         while(1) {
             uint8_t key = KEY_GetNum();
             if(key == 1) LED1_Turn();
             else if(key == 2) LED2_Turn();
         }
     }
     

2. 扩展应用：光敏传感器与蜂鸣器

   • 类似模块化方法，分装光敏传感器（读取 PB13 电平）和蜂鸣器（控制 PB12 输出）驱动。
   • 根据光敏状态触发蜂鸣器报警，实现环境感知功能。

五、开发要点总结

1. GPIO 操作步骤

   • 开启时钟 → 配置 GPIO 结构体（模式、引脚、速度） → 调用GPIO_Init()初始化。
   • 输入模式用GPIO_ReadInputDataBit()，输出模式用GPIO_SetBits()/GPIO_ResetBits()。

2. 模块化编程规范

   • 每个硬件模块对应独立的.c（实现驱动逻辑）和.h（声明函数接口）。
   • 添加注释说明函数功能、参数及返回值，提升代码可读性。

3. 调试与优化

   • 编译前确保头文件路径正确，通过编译错误定位语法问题。
   • 使用状态翻转（如LED_Turn()）替代直接赋值，简化主函数逻辑。