stm32入门-----GPIO口输入的学习与使用

目录

前言

一、硬件介绍

1.按键

2.传感器模块

二、按键控制LED灯亮灭

1.电路连线图

2. 工程文件添加 

3.GPIO口读取函数介绍

（1）输入数据的读取 

（2）输出数据的读取 

4.代码编写

（1）按键模块

（2）LED模块

（3）主函数main.c 

三、光敏传感器控制蜂鸣器警报

1.电路连接图

2.代码编写

（1）蜂鸣器模块

（2）光敏传感器模块

（3）主函数main.c 

前言

        本期继续学习stm32的GPIO口，上一期是学习了GPIO口进行输出操作，那么本期就学习GPIO口的输入操作，本期分为两个实际项目，分别是通过按键控制LED灯的亮灭、通过光敏传感器去控制蜂鸣器的警报。（视频：[3-4] 按键控制LED&光敏传感器控制蜂鸣器_哔哩哔哩_bilibili）

一、硬件介绍

1.按键

• 按键：常见的输入设备，按下导通，松手断开
• 按键抖动：由于按键内部使用的是机械式弹簧片来进行通断的，所以在按下和松手的瞬间会伴随有一连串的抖动

对此我们在编写代码的时候要对按键进行消抖处理，学过51的都知道了吧。下面在看看按键的硬件电路，对于按键的硬件电路，我们一般情况都是用第一行的样式，也就是IO口低电平有效，当按键没有按下的时候IO口就保持高电平状态，所以上面会接一个上拉电阻来实现保持电平，当按键按下的时候，IO口就接地，此时为低电平整体，按键导通电路。对于下面的第第二行样式效果是一样的，不过跟上面的方式相反，是属于高电平有效，但是一般情况都是不用到，基本上都是用第一行低电平有效的方式，所以稍微了解一下就行了。

2.传感器模块

• 传感器模块：传感器元件（光敏电阻 / 热敏电阻 / 红外接收管等）的电阻会随外界模拟量的变化而变化，通过与定值电阻分压即可得到模拟电压输出，再通过电压比较器进行二值化即可得到数字电压输出

 传感器模块是经常用到的，比如红外线传感器，超声波传感器等等，不过本期我们用到的是光敏电阻传感器，学过光敏电阻的都知道，光敏电阻就是光线越量的时候电阻就越小，光线暗的时候电阻就变大，对于光敏电阻传感器同样的，下面电路图我们可以看出，光线量的时候DO口就会被导入高电平，此时LED指示灯就会量，DO口为低电平，反之光线暗的时候LED指示灯就会灭，此时DO口为高电平。（想了解更多传感器请看这个：IoT物联网嵌入式设备中30种常见传感器模块简介及原理讲解_数据采集各个模块的传感器-CSDN博客） 

知道了这些，下面就开始今天的项目吧。

二、按键控制LED灯亮灭

1.电路连线图

先看电路的接线图：

这里我们要用到的是GPIOA口的1和2引脚，GPIB口的1和11引脚，前者是LED的引脚，后面是按键的引脚。对于编程，我们最好用模块化编程去做。

2. 工程文件添加 

这里打开项目的根目录，然后创建一个hardware的文件夹：

然后打开三个小方块这个图标，把这个文件夹添加进去，后面就是在这里创建圈起来的这四个文件。 

然后就是打开魔术棒图标：

 按照下面123步骤去把根目录下的hardware这个文件夹添加进去就行了。

3.GPIO口读取函数介绍

这里我们要学习下面几个GPIO口的读取函数，其实也很简单，也就是读取IO口输入输出寄存器里面的数据。

（1）输入数据的读取 

uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
这个函数是用来读取输入数据寄存器某一个端口的输入值，参数是GPIOx和GPIO_Pin，用来指定某一个端口。

返回值是uint8_t，代表这个端口的高低电平。


uint16_t GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);
这个函数比上一个函数少了一个Bit，它是用来读取整个输入数据寄存器的，参数只有一个GPIOx，用来指定外设。

返回值是uint16_t，是一个16位的数据，每一位代表一个端口值。

（2）输出数据的读取 

uint8_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
这个函数是用来读取输出数据寄存器的某一位，所以它并不是用来读取端口的输入数据的，这个函数一般用于输出模式下，用来看一下自己输出的是什么。


uint16_t GPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);
这个函数比上一个函数少了一个Bit，是用来读取整个输出寄存器的。

4.代码编写

这里要用到相关的延时函数，我会上传到本期的资源绑定，自行下载。

要用到的模块也就这些：

（1）按键模块

Key.c文件：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"void Key_init(){RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_initstruct; GPIO_initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU; GPIO_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_11;GPIO_initstruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_initstruct);}uint8_t Keynum(){uint8_t num=0;if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1)==0){Delay_ms(20);while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1)==0)Delay_ms(20);num=1;}if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_11)==0){Delay_ms(20);while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_11)==0)Delay_ms(20);num=2;}return num;
}

Key.h文件

#ifndef __KEY_H
#define __KEY_Hvoid Key_init();uint8_t Keynum();
#endif
（2）LED模块

LED.c文件

#include "stm32f10x.h"                  // Device headervoid LED_init(void){//定义时钟 GPIOARCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_initstruct; GPIO_initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2;GPIO_initstruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_initstruct);GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2);}
//低电平亮
void LED1_ON(){GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
}
void LED1_OFF(){GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
}//电平翻转
void LED1_turn(){if (GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_1)==0){GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);}else{GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);}	
}void LED2_ON(){GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);
}
void LED2_OFF(){GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);
}//电平翻转
void LED2_turn(){if (GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_2)==0){GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);}else{GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);}	
}

LED.h文件

#ifndef __LED_H
#define __LED_Hvoid LED_init(void);void LED1_ON();
void LED1_OFF();
void LED2_ON();
void LED2_OFF();
void LED1_ON();
void LED2_ON();
#endif
（3）主函数main.c 

最后就是主函数main.c文件

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "LED.h"
#include "Key.h"uint8_t keynum;int main(void)
{	LED_init();Key_init();while(1){keynum=Keynum();if (keynum==1){LED1_turn();}if (keynum==2){LED1_turn();}}
}

三、光敏传感器控制蜂鸣器警报

1.电路连接图

工程文件添加的操作步骤跟上面的一模一样的，这里我就给大家看结果，要添加哪些文件，步骤不熟悉的话请重新看什么的就行了，这里就不多说了。

2.代码编写

（1）蜂鸣器模块

Buzzer.c文件

#include "stm32f10x.h"                  // Device headervoid Buzzer_init(){RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_initstruct; GPIO_initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_12;GPIO_initstruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_initstruct);GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);}
//低电平亮
void Buzzer_ON(){GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
}
void Buzzer_OFF(){GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
}//电平翻转
void Buzzer_turn(){//读取输出的电平，然后去调整if (GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_12)==0){GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);}else{GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_2);}	
}

Buzzer.h文件

#ifndef __BUZZER_H
#define __BUZZER_Hvoid Buzzer_init();
void Buzzer_ON();
void Buzzer_OFF();
void Buzzer_turn();#endif
（2）光敏传感器模块

Lightsensor.c文件

#include "stm32f10x.h"                  // Device headervoid Lightsensor_init(){RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_initstruct; GPIO_initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU; GPIO_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_13;GPIO_initstruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_initstruct);}uint8_t Lightsensor_get(){//有光的时候，io口输入高电平到stm32，被读取到；光线不好，就输入低电平return GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_13);
}

Lightsensor.h文件

#ifndef __LIGHTSENSOR_H
#define __LIGHTSENSOR_H
void Lightsensor_init();
uint8_t Lightsensor_get();#endif
（3）主函数main.c 
#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "Lightsensor.h"
#include "Buzzer.h"int main(void)
{	Buzzer_init();Lightsensor_init();while(1){if(Lightsensor_get()==1){Buzzer_ON();}else{Buzzer_OFF();}}
}

现象的话就是，当你用手遮住光敏传感器的时候，蜂鸣器就会响起来。

以上就是本期的全部内容了，我们下次见！

每日壁纸：

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