STM32–固件库使用–按键输入
简介
1.硬件
STM32F103C8T6 独立按键
2.软件
keil软件
硬件部分
1.按键分类与输入原理
按键按照结构原理科分为两类，一类是触点式开关按键，如机械式开关、导电橡胶式开关灯；另一类是无触点式开关按键，如电气式按键，磁感应按键等。前者造价低，后者寿命长。目前，微机系统中最常见的是触点式开关按键。
在单片机应用系统中，除了复位按键有专门的复位电路及专一的复位功能外，其他按键都是以开关状态来设置控制功能或输入数据的。当所设置的功能键或数字键按下时，计算机应用系统应完成该按键所设定的功能，键信息输入时与软件结构密切相关的过程。
对于一组键或一个键盘，总有一个接口电路与CPU相连。CPU可以采用查询或中断方式了解有无将按键输入，并检查是哪一个按键按下，将该键号送人累加器，然后通过跳转指令转入执行该键的功能程序，执行完成后再返回主程序。
2.按键结构与特点
微机键盘通常使用机械触点式按键开关，其主要功能式把机械上的通断转换为电气上的逻辑关系。也就是说，它能提供标准的TTL逻辑电平，以便于通用数字系统的逻辑电平相容。机械式按键再按下或释放时，由于机械弹性作用的影响，通常伴随有一定的时间触点机械抖动，然后其触点才稳定下来。其抖动过程如下图1所示，抖动时间的长短与开关的机械特性有关，一般为5-10ms。在触点抖动期间检测按键的通与断，可能导致判断出错，即按键一次按下或释放错误的被认为是多次操作，这种情况是不允许出现的。为了克服你、按键触点机械抖动所致的检测误判，必须采取消抖措施。按键较少时，可采用硬件消抖；按键较多式，采用软件消抖。
按键编码
一组按键或键盘都要通过I/O口线查询按键的开关状态。根据键盘结构的不同，采用不同的编码。无论有无编码，以及采用什么编码，最后都要转换成为与累加器中数值相对应的键值，以实现按键功能程序的跳转。
（2）键盘程序
一个完整的键盘控制程序应具备以下功能：
a.检测有无按键按下，并采取硬件或软件措施消抖。
b.有可靠的逻辑处理办法。每次只处理一个按键，期间对任何按键的操作对系统不产生影响，且无论一次按键 时间有多长，系统仅执行一次按键功能程序。
c.准确输出按键值（或键号），以满足跳转指令要求。
3.独立按键
（1）独立按键
单片机控制系统中，如果只需要几个功能键，此时，可采用独立式按键结构。
独立按键式直接用I/O口线构成的单个按键电路，其特点式每个按键单独占用一根I/O口线，每个按键的工作不会影响其他I/O口线的状态。独立按键的典型应用如图所示。独立式按键电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用一个I/O口线，因此，在按键较多时，I/O口线浪费较大，不宜采用。
独立按键的软件常采用查询式结构。先逐位查询没跟I/O口线的输入状态，如某一根I/O口线输入为低电平，则可确认该I/O口线所对应的按键已按下，然后，再转向该键的功能处理程序。
软件部分
key.c
#include"key.h"
void KEY_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //定义结构体指针变量
RCC_APB2PeriphClockCmd(KEY1_GPIO_CLK|KEY2_GPIO_CLK,ENABLE);
//开启按键端口的时钟
/*按键输入控制GPIO端口的步骤*/
/* { 1.选择按键的引脚 2.设置按键的引脚为浮空输入 3.使用结构体初始化按键 } */
//key1
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY1_GPIO_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(KEY1_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
//key2
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY2_GPIO_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(KEY2_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
}
/* * 函数名：Key_Scan * 描述 ：检测是否有按键按下 * 输入 ：GPIOx：x 可以是 A，B，C，D或者 E * GPIO_Pin：待读取的端口位 * 输出 ：KEY_OFF(没按下按键)、KEY_ON（按下按键） */
uint8_t Key_Scan(GPIO_TypeDef* GPIOx,uint16_t GPIO_Pin)
{ /*检测是否有按键按下 */
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOx,GPIO_Pin) == KEY_ON )
{ /*等待按键释放 *///松手检测
while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOx,GPIO_Pin) == KEY_ON);
return KEY_ON;
}
else
return KEY_OFF;
}
key.h
#ifndef __KEY_H
#define __KEY_H
#include "stm32f10x.h"
/* 注意：该引脚定义是根据野火STM32F103霸道开发板的原理图定义的，如果需要自行的设计需要重新更改宏定义选择不同的GPIO端口 STM32F103ZET6芯片共有144个引脚 其中：GPIOA,GPIOB,GPIOC,GPIOD,GPIOE */
// 引脚定义
#define KEY1_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOA
#define KEY1_GPIO_PORT GPIOA
#define KEY1_GPIO_PIN GPIO_Pin_0
#define KEY2_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOC
#define KEY2_GPIO_PORT GPIOC
#define KEY2_GPIO_PIN GPIO_Pin_13
/** 按键按下标置宏 * 按键按下为高电平，设置 KEY_ON=1， KEY_OFF=0 * 若按键按下为低电平，把宏设置成KEY_ON=0 ，KEY_OFF=1 即可 */
#define KEY_ON 1
#define KEY_OFF 0
void KEY_GPIO_Config(void);
uint8_t Key_Scan(GPIO_TypeDef* GPIOx,uint16_t GPIO_Pin);
#endif
main.c
#include "stm32f10x.h"
#include "key.h"
int main(void)
{
LED_GPIO_Config();
KEY_GPIO_Config();
while(1)
{
if( Key_Scan(KEY1_GPIO_PORT,KEY1_GPIO_PIN) == KEY_ON )
{
GPIO_ResetBits(LED1_GPIO_PORT , LED1_GPIO_PIN);//开
GPIO_SetBits(LED2_GPIO_PORT , LED2_GPIO_PIN);//关
GPIO_SetBits(LED3_GPIO_PORT , LED3_GPIO_PIN);//关
}
if( Key_Scan(KEY2_GPIO_PORT,KEY2_GPIO_PIN) == KEY_ON )
{
GPIO_SetBits(LED1_GPIO_PORT , LED1_GPIO_PIN);//关
GPIO_SetBits(LED2_GPIO_PORT , LED2_GPIO_PIN);//关
GPIO_SetBits(LED3_GPIO_PORT , LED3_GPIO_PIN);//关
}
}
}
案例（51单片机 独立按键）
#include"reg51.h"
/*引脚端口定义*/
sbit key1=P1^0;
sbit key2=P1^1;
sbit key3=P1^2;
sbit key4=P1^3;
sbit led1=P2^1;
sbit led2=P2^2;
/* 声明定义*/
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
void DELAY_nMS(unsigned int time);
void key_scan(void);
/*函数主体部分*/
void DELAY_nMS(unsigned int time)//DELAY_nMS(1)//延迟一毫秒
{
unsigned int i,j;
for(i=0;i<time;i++)
for(j=0;j<939;j++);
}
/*独立按键扫描函数*/
void key_scan(void)
{
if(key1==0) //检测按键K1是否按下
{
DELAY_nMS(10); //消除抖动 一般大约10ms
if(key1==0) //再次判断按键是否按下
{
led1=~led1; //led状态取反
}
while(!key1); //检测按键是否松开
}
if(key2==0) //检测按键K1是否按下
{
DELAY_nMS(10); //消除抖动 一般大约10ms
if(key2==0) //再次判断按键是否按下
{
led2=~led2; //led状态取反
}
while(!key2); //检测按键是否松开
}
}
void keyscan(void)
{
if(key1==0) //检测按键K1是否按下
{
DELAY_nMS(10); //消除抖动 一般大约10ms
if(key1==0) //再次判断按键是否按下
{
//执行需要完成的操作
}
while(!key1); //检测按键是否松开
}
}
/*主函数部分*/
void main(void)
{
while(1)
{
key_scan();
}
}
参考资料
1.野火STM32视频学习https://space.bilibili.com/356820657/
2.野火STM32论坛http://www.firebbs.cn/forum.php
3.野火STM32开源资料http://products.embedfire.com/zh_CN/latest/
4.知乎链接https://zhuanlan.zhihu.com/p/103575964
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