STM32_GPIO配置及庫函數講解——獨立按鍵

2021-01-10 電子產品世界

UserButton硬體連接如下圖所示：當按鍵被按下，PB9檢測到低電平，相反PB9被3.3V電源拉高。

要想將PB9管腳配置成輸入模式，程序所需如下步驟：（必須的）

第一步：配置系統時鐘。見STM32F103xRCC寄存器配置

除此之外，還需將GPIO外設時鐘打開。

/* Enable GPIOC and GPIOB clock */
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);

第二步：配置中斷向量表。決定將程序下載到RAM中還是FLASH中。以後講。

voidNVIC_Configuration(void)
{
#ifdefVECT_TAB_RAM
/* Set the Vector Table base location at 0x20 */
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM,0x0);
#else/* VECT_TAB_FLASH */
/* Set the Vector Table base location at 0x08 */
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH,0x0);
#endif
}

第三步：配置GPIO的模式。輸入模式還是輸出模式。STM32_GPIO配置及庫函數講解——LED跑馬燈已講過。

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; //上拉輸入GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);}

第四步：讀該管腳上的電平狀態。需要介紹一個庫函數。

vGPIO_ReadInputDataBit從指定Port指定Pin，讀該管腳上的電平狀態：

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;
}
returnbitstatus;
}

涉及到GPIO_IDR寄存器，如下所示

經過上面4步，就可以檢測PB9管腳的電平狀態。

按鍵按下，PB9管腳應該是低電平，怎麼才能驗證，最簡單的方法是：當按鍵被按下，點亮所有LED。

下面給出完整程序：

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

/* Private function prototypes --*/
voidRCC_Configuration(void);
voidNVIC_Configuration(void);
voidGPIO_Configuration(void);
voidDelay(vu32 nCount);

/*******************************************************************************
* Function Name : main
* Description : Main program.
* Input : None
* Return : None
*******************************************************************************/
intmain(void)
{
#ifdefDEBUG
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)//檢測USR鍵是否被按下,若按下，則點亮全部LED
{
GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6GPIO_Pin_7GPIO_Pin_8GPIO_Pin_9);
}
else
{
GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6GPIO_Pin_7GPIO_Pin_8GPIO_Pin_9);
}
}
}

/*******************************************************************************
* Function Name : RCC_Configuration
* Description : Configures the different system clocks.
* Input : None
* Return : None
*******************************************************************************/
voidRCC_Configuration(void)
{
ErrorStatusHSEStartUpStatus;

/* 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
*******************************************************************************/
voidNVIC_Configuration(void)
{
#ifdefVECT_TAB_RAM
/* Set the Vector Table base location at 0x20 */
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM,0x0);
#else/* VECT_TAB_FLASH */
/* Set the Vector Table base location at 0x08 */
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH,0x0);
#endif
}

/*******************************************************************************
* Function Name : GPIO_Configuration
* Description : Configures the different GPIO ports.
* Input : None
* Return : None
*******************************************************************************/
voidGPIO_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_6GPIO_Pin_7GPIO_Pin_8GPIO_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;//上拉輸入
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
}

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

#ifdefDEBUG
/*******************************************************************************
* 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
*******************************************************************************/
voidassert_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

還有個問題：PB9的初始狀態是什麼？或者說GPIO_Configuration函數後PB9管腳上是高電平還是低電平？

這要看GPIO_InitStructure結構體的GPIO_Mode成員變量初始化為什麼，如果為上拉，則PB9管腳為高電平；如果為下拉，則PB9管腳為低電平。

GPIO管腳內部電路設計如圖：

當GPIO初始化為輸入上拉模式，由上圖可知：該埠向外輸出高電平，即：ODR對應位為1

當GPIO初始化為輸入下拉模式，由上圖可知：該埠向外輸出低電平，即：ODR對應位為0

如何調試：在下面兩處處設個斷點。

1. GPIO初始化函數GPIO_Configuration中

可以看到：當GPIO設置成輸入上拉模式時，等待GPIO初始化完畢，該管腳ODR9為1

2. 在main函數中，設置一個斷點。

全速執行（F5），按住UserButton不放，可以看到GPIOB_IDR的IDR9=0。當放開按鍵時，再單步調試（F10），

GPIOB_IDR的IDR9=1。

總結：

1. GPIO配置成輸入模式時，最好配置成浮空輸入（ODR對應位為0）。上拉、下拉只是該管腳初始化完對外表現的電平狀態。

2. GPIO配置成輸入模式，只關心GPIO_IDR寄存器。檢測該管腳外部輸入的是高電平還是低電平。

3. GPIO配置成輸出模式，只關心GPIO_ODR寄存器。通過該管腳向外部輸出高電平還是低電平。


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