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STM32_GPIO配置及库函数讲解—独立按键

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楼主
ID:89763 发表于 2015-9-10 01:17 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

User Button硬件连接如下图所示:当按键被按下,PB9检测到低电平,相反PB9被3.3V电源拉高。



LED硬件连接如下图所示:高电平点亮LED。




要想将PB9管脚配置成输入模式,程序所需如下步骤:(必须的)

第一步:配置系统时钟。见STM32F103x RCC寄存器配置

除此之外,还需将GPIO外设时钟打开。

    /* Enable GPIOC and GPIOB clock */
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
   第二步:配置中断向量表。决定将程序下载到RAM中还是FLASH中。以后讲。void NVIC_Configuration(void)
{
#ifdef  VECT_TAB_RAM  
  /* Set the Vector Table base location at 0x20000000 */
  NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0);
#else  /* VECT_TAB_FLASH  */
  /* Set the Vector Table base location at 0x08000000 */
  NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);   
#endif
}

第三步:配置GPIO的模式。输入模式还是输出模式。STM32_GPIO配置及库函数讲解——LED跑马灯已讲过。

void GPIO_Configuration(void)
    {
      GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

      /* Configure PC.06, PC.07, PC.08 and PC.09 as Output push-pull */
      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
      GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
  
      /* Configure PB.09 as Input pull-up */
      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_9;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;  //上拉输入
      GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    }

第四步:读该管脚上的电平状态。需要介绍一个库函数。


v GPIO_ReadInputDataBit        从指定Port指定Pin,读该管脚上的电平状态

u8 GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, u16 GPIO_Pin)
    {
      u8 bitstatus = 0x00;
  
      /* Check the parameters */
      assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
      assert_param(IS_GET_GPIO_PIN(GPIO_Pin));
  
      if ((GPIOx->IDR & GPIO_Pin) != (u32)Bit_RESET)
      {
        bitstatus = (u8)Bit_SET;
      }
      else
      {
        bitstatus = (u8)Bit_RESET;
      }
      return bitstatus;
    }

涉及到GPIO_IDR寄存器,如下所示




经过上面4步,就可以检测PB9管脚的电平状态。


按键按下,PB9管脚应该是低电平,怎么才能验证,最简单的方法是:当按键被按下,点亮所有LED。


下面给出完整程序:

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "stm32f10x_lib.h"

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void RCC_Configuration(void);
void NVIC_Configuration(void);
void GPIO_Configuration(void);
void Delay(vu32 nCount);

/*******************************************************************************
* Function Name  : main
* Description    : Main program.
* Input          : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
int main(void)
{
#ifdef DEBUG
  debug();
#endif
  
  /* Configure the system clocks */
  RCC_Configuration();
   
  /* NVIC Configuration */
  NVIC_Configuration();
  
  /* Configure the GPIO ports */
  GPIO_Configuration();
  
  /* Infinite loop */
  while (1)
  {
    if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_9) == 0)  //检测USR键是否被按下,若按下,则点亮全部LED
    {
      GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9);
    }
    else
    {
      GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9);
    }
  }
}

/*******************************************************************************
* Function Name  : RCC_Configuration
* Description    : Configures the different system clocks.
* Input          : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void RCC_Configuration(void)
{
  ErrorStatus HSEStartUpStatus;
  
  /* RCC system reset(for debug purpose) */
  RCC_DeInit();

  /* Enable HSE */
  RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

  /* Wait till HSE is ready */
  HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

  if (HSEStartUpStatus == SUCCESS)
  {
    /* Enable Prefetch Buffer */
    FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);

    /* Flash 2 wait state */
    FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);

    /* HCLK = SYSCLK */
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
  
    /* PCLK2 = HCLK */
    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);

    /* PCLK1 = HCLK/2 */
    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);

    /* PLLCLK = 8MHz * 9 = 72 MHz */
    RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);

    /* Enable PLL */
    RCC_PLLCmd(ENABLE);

    /* Wait till PLL is ready */
    while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET) {}

    /* Select PLL as system clock source */
    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

    /* Wait till PLL is used as system clock source */
    while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08) {}
  }
  
  /* Enable GPIOC and GPIOB clock */
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
}

/*******************************************************************************
* Function Name  : NVIC_Configuration
* Description    : Configures Vector Table base location.
* Input          : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void NVIC_Configuration(void)
{
#ifdef  VECT_TAB_RAM  
  /* Set the Vector Table base location at 0x20000000 */
  NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0);
#else  /* VECT_TAB_FLASH  */
  /* Set the Vector Table base location at 0x08000000 */
  NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);   
#endif
}

/*******************************************************************************
* Function Name  : GPIO_Configuration
* Description    : Configures the different GPIO ports.
* Input          : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void GPIO_Configuration(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  /* Configure PC.06, PC.07, PC.08 and PC.09 as Output push-pull */
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
  
  /* Configure PB.09 as Input pull-up */
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_9;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;  //上拉输入
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}

/*******************************************************************************
* Function Name  : Delay
* Description    : Inserts a delay time.
* Input          : nCount: specifies the delay time length.
* Return         : None
*******************************************************************************/
void Delay(vu32 nCount)
{
  for(; nCount != 0; nCount--);
}

#ifdef  DEBUG
/*******************************************************************************
* Function Name  : assert_failed
* Description    : Reports the name of the source file and the source line number
*                  where the assert_param error has occurred.
* Input          : - file: pointer to the source file name
*                  - line: assert_param error line source number
* Return         : None
*******************************************************************************/
void assert_failed(u8* file, u32 line)
{
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
       ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */

  /* Infinite loop */
  while (1)
  {
  }
}
#endif


还有个问题:PB9的初始状态是什么?或者说GPIO_Configuration函数后PB9管脚上是高电平还是低电平?

这要看GPIO_InitStructure结构体的GPIO_Mode成员变量初始化为什么,如果为上拉,则PB9管脚为高电平;如果为下拉,则PB9管脚为低电平。



GPIO管脚内部电路设计如图:

当GPIO初始化为输入上拉模式,由上图可知:该端口向外输出高电平,即:ODR对应位为1

当GPIO初始化为输入下拉模式,由上图可知:该端口向外输出低电平,即:ODR对应位为0


如何调试:在下面两处处设个断点。

1. GPIO初始化函数GPIO_Configuration中

可以看到:当GPIO设置成输入上拉模式时,等待GPIO初始化完毕,该管脚ODR9为1


2. 在main函数中,设置一个断点。

全速执行(F5),按住User Button不放,可以看到GPIOB_IDR的IDR9=0。当放开按键时,再单步调试(F10),

GPIOB_IDR的IDR9=1。



    总结:1. GPIO配置成输入模式时,最好配置成浮空输入(ODR对应位为0)。上拉、下拉只是该管脚初始化完对外表现的电平状态。
2. GPIO配置成输入模式,只关心GPIO_IDR寄存器。检测该管脚外部输入的是高电平还是低电平。
3. GPIO配置成输出模式,只关心GPIO_ODR寄存器。通过该管脚向外部输出高电平还是低电平。

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沙发
ID:623435 发表于 2020-6-17 20:27 | 只看该作者
总结的真好,赞!!
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板凳
ID:623435 发表于 2020-6-17 20:30 | 只看该作者
总结的真好!赞!!
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