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STM32-按键检测

news 来源：原创 2024/4/30 21:35:17

做按键检测时，GPIO为输入操作

读取IO口输入电平调用的库函数为:

uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx,uint16_t GPIO_Pin);

读取IO口输入电平操作的寄存器为:

GPIOx_IDR：端口输入寄存器

使用位带操作读取IO口输入电平:

PEin(4) -读取GPIOE.4口电平
PEin(n) -读取 GPIOE.n口电平

按键输入实验

1.使能按键对应IO口时钟。调用函数：RCC_APB2PeriphClockCmd();

2.初始化IO模式：上拉/下拉输入。调用函数：GPIO_lnit();

3.扫描IO口电平（库函数/寄存器/位操作）。

按键扫描（支持连续按）的实现思路

这个就是学51时最开始用的那个按键检测方法，简单

连续按意思是只要一直按住按键，按键就一直生效，比如增大音量键，按住不放，则音量会一直增加

如果要实现：按键按下，没有松开，只能算按下一次，这个函数无法实现。

u8 KEY_Scan(void)
{
	if(KEY被按下)
	{
		delay_ms(10);		//消抖
		if(KEY确实被按下)
		{
			return KEY_Value;
		}
		return 无效值;
	}
}

按键扫描（不支持连续按）的实现思路

不支持连续按意思就是，按下按键了，就算不松手，也只算按键被按下一次，必须松手后，再按下，才能算第二次按下，比如开启空调，按住电源键不放，也只是当作按下一次按键，不会说是连续按，电源开了又关，关了又开，不会这样设计

增加一个按下标志位key_up，按下后置0，只有当松手时才置1，要key_up和引脚状态同时为真才返回按键值

u8 KEY_Scan(void)
{
	static u8 key_up = 1;
	if(key_up && KEY被按下)
	{
		delay_ms(10);		//消抖
		if(KEY确实被按下)
		{
			key_up = 0;
			return KEY_Value;
		}
	}else if(KEY没有被按下){
		key_up = 1;
	}
	return 没有按下
}

支持连续按 和 不支持连续按 两者结合

在不支持连续按的代码上添加一句 if(mode == 1) key_up = 1;即可，可通过对传入的参数mode进行判断来实现两种按键方式的切换

如果mode == 1，则key_up = 1，则支持连续按；因为key_up被初始化为1，第一次按下时，if(key_up && KEY被按下)判断为真，检测KEY确实被按下后，key_up被置为0，返回 KEY_Value 然后return退出，假如是一直按着按键的，那下一次进行按键检测时，if(mode == 1) 为真，key_up = 1，所以 if(key_up && KEY被按下)判断又为真，继续进入里面执行，继续返回KEY_Value，达到连续按效果

如果mode != 1，则判断为假，key_up = 1不会执行，则这条 if 判断等于没有，代码就是上面不支持连续按的效果

u8 KEY_Scan(u8 mode)
{
	static u8 key_up = 1;
	if(mode == 1) key_up = 1;	//mode == 1,则支持连续按
	if(key_up && KEY被按下)
	{
		delay_ms(10);		//消抖
		if(KEY确实被按下)
		{
			key_up = 0;
			return KEY_Value;
		}
	}else if(KEY没有被按下)
	{
		key_up = 1;
	}
	return 没有被按下
}

所以要切换按键方式，在main函数while循环中调用KEY_Scan函数时，如果想支持连续按，则传入参数1，如果想不支持连续按，则传入参数不是1即可

void main()
{
	while(1)
	{
		KEY = KEY_Scan(1);	//支持连续按
		KEY = KEY_Scan(0);	//不支持连续按
        …………
	}
}

程序

KEY.h

定义两个按键状态的宏定义，声明函数

#ifndef _KEY_H_
#define _KEY_H_

#include "stm32f10x.h"

//按键状态宏定义
#define KEY_DOWN    0
#define KEY_UP      1

void KEY_Init(void);		//按键引脚初始化函数
u8   KEY_Scan(u8 mode);		//按键检测函数
#endif

KEY.c

要先对按键所接到的引脚进行初始化，配置为上拉输入，因为按键另一端接地，按键没按下时，引脚内部上拉电阻作用将引脚拉高，当按键被按下时，接GND，CPU读取引脚输入为低电平

按键扫描函数通过参数mode切换支持长按或不支持长按

#include "KEY.h"
#include "delay.h"

/**
  * @name   KEY_Init
  * @brief  按键初始化
  * @param  None
  * @retval None
  */
void KEY_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_Init_Structure;
    
    //先初始化GPIOA的时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);

    //配置GPIOA_Pin_8
    GPIO_Init_Structure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;          //按键接到了PA8引脚
    GPIO_Init_Structure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;      //设置为上拉输入

    //初始化PA8
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Init_Structure);
}

/**
  * @name   KEY_Scan
  * @brief  按键扫描
  * @param  mode：1：支持按键长按；其他：不支持按键长按
  * @retval u8
  */
u8 KEY_Scan(u8 mode)
{
    static u8 key_up = 1;
    //读取PA8引脚的值
    u8 KEY1 = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_8);
    if(mode == 1) key_up = 1;
    //按键检测
    if(key_up && (KEY1 == 0))
    {
        delay_ms(10);           //消抖
        //确定按键按下
        if(KEY1 == 0)
        {
            key_up = 0;         //记录这次按下
            return KEY_DOWN;    //返回按下标志，0
        }
    }else if(KEY1 == 1){        //按键没按下或者松开
        key_up = 1;    
    }
    return KEY_UP;              //返回没按下标志，1
}

main.c

主函数while循环不断检测按键扫描函数，检测到函数返回按键按下标志后，执行亮灯操作

这里使用预编译指令，#ifndef #endif 和 #ifdef #endif，用宏定义KEY_MODE来进行支持长按和不支持长按的切换，这样就不用注释一大块的函数功能，只需注释宏定义语句就行了

当宏定义了KEY_MODE时，编译支持长按的语句；当注释掉宏定义了KEY_MODE时，编译不支持长按的语句

#include "LED.h"
#include "delay.h"
#include "KEY.h"

#define KEY_MODE 1


int main()
{
	LED_Init();		//LED初始化
	delay_init();	//延时初始化
	KEY_Init();		//按键初始化

	while(1)
	{
		#ifndef KEY_MODE
			//不支持长按
			if(KEY_Scan(0) == KEY_DOWN)
			{
				//GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);	//点亮LED
				GPIOA->ODR ^= (0x01<<1);	//对ODR1进行异或取反操作，按一次点亮，再按一次熄灭
			}
		#endif

		#ifdef KEY_MODE
			//支持长按
			if(KEY_Scan(1) == KEY_DOWN)
			{
				GPIOA->ODR ^= (0x01<<1);	//对ODR1进行异或取反操作，按一次点亮，再按一次熄灭
				delay_ms(1000);
			}
		#endif
	}
}

想实现按一次按键亮灯，再按一次就灭灯，这个实现简单，只要把LED的引脚电平翻转即可，但查看了GPIO标准库相关函数发现好像没有让引脚电平翻转的函数，下面是各个函数的功能

在这里插入图片描述

然后通过对寄存器进行操作，采用异或的功能，取反某一位，达到按一次亮，再按一次熄灭的效果

GPIOA->ODR ^= (0x01<<1);	//对ODR1进行异或取反操作，按一次点亮，再按一次熄灭

复习状态机用法

KEY.h

在KEY.h头文件中添加状态机的枚举类型，定义枚举类型变量STA_KEY，并用extern声明为外部变量

#ifndef _KEY_H_
#define _KEY_H_

#include "stm32f10x.h"

//按键状态宏定义
#define KEY_DOWN    0
#define KEY_UP      1

//状态机按键枚举类型
typedef enum
{
    KEY_Statues1,
    KEY_Statues2
}STA_KEY_t;

//定义变量
extern STA_KEY_t STA_KEY;

void KEY_Init(void);		//按键引脚初始化函数
u8   KEY_Scan(u8 mode);		//按键检测函数

void STA_KEY1(void);        //状态机，按键状态1
void STA_KEY2(void);        //状态机，按键状态2

#endif

KEY.c

源文件中添加不同状态要执行的函数，状态1按一次按键LED灯亮1秒再熄灭，然后切换到状态2，状态2中按一次按键LED灯亮1秒再熄灭，然后再亮1秒再熄灭，最后再把状态切回到状态1

/**
  * @name   STA_KEY1
  * @brief  状态机-按键状态1
  * @param  None
  * @retval None
  */
 void STA_KEY1()
 {
    GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);   //PA1置0，LED点亮
    delay_ms(1000);
    GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);     //延时1秒后熄灭LED灯
    delay_ms(1000);

    //切换状态
    STA_KEY = KEY_Statues2;
 } 

 /**
  * @name   STA_KEY2
  * @brief  状态机-按键状态2
  * @param  None
  * @retval None
  */
 void STA_KEY2()
 {
    GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);   //PA1置0，LED点亮
    delay_ms(1000);
    GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);     //延时1秒后熄灭LED灯、
    delay_ms(1000);

    GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);   //PA1置0，LED点亮
    delay_ms(1000);
    GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);     //延时1秒后熄灭LED灯
    delay_ms(1000);

    //切换状态
    STA_KEY = KEY_Statues1;
 }

main.c

主函数中当按键按下后，再用switch case 语句判断状态，并调用不同状态下的函数

#include "LED.h"
#include "delay.h"
#include "KEY.h"

#define KEY_MODE 1
STA_KEY_t STA_KEY;	//定义状态变量

int main()
{
	LED_Init();		//LED初始化
	delay_init();	//延时初始化
	KEY_Init();		//按键初始化

	while(1)
	{
		#ifndef KEY_MODE
			//不支持长按
			if(KEY_Scan(0) == KEY_DOWN)
			{
				//GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);	//点亮LED
				//GPIOA->ODR ^= (0x01<<1);	//对ODR1进行异或取反操作，按一次点亮，再按一次熄灭

				//状态机点灯
				switch (STA_KEY)
				{
					case KEY_Statues1:STA_KEY1();break;
					case KEY_Statues2:STA_KEY2();break;
					default:STA_KEY = KEY_Statues1;break;
				}
			}
		#endif

		#ifdef KEY_MODE
			//支持长按
			if(KEY_Scan(1) == KEY_DOWN)
			{
				GPIOA->ODR ^= (0x01<<1);	//对ODR1进行异或取反操作，按一次点亮，再按一次熄灭
				delay_ms(1000);
			}
		#endif
	}
}

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