HAL庫(kù)GPIO輸入模式在cubemx中的配置

上節(jié)課程介紹了GPIO輸出模式的配置，包括修改IO標(biāo)簽，選擇GPIO模式、GPIO上下拉等，本節(jié)輸入模式有很多相同之處，節(jié)省時(shí)間，小飛哥就簡(jiǎn)單介紹一下

GPIO選擇與配置

依然是先來(lái)看看我們的Alios 開(kāi)發(fā)板上的按鍵硬件連接，總共有3個(gè)用戶按鍵，分別掛在GPIOE11、GPIOE14和GPIOE10上，連接方式采用的是低電平有效，也即是，按鍵按下之后，MCU檢測(cè)到的電平為低電平，松開(kāi)之后檢測(cè)為高電平，外部上拉電阻4.7K接下來(lái)，我們只需要在cubemx對(duì)這3個(gè)GPIO進(jìn)行配置即可,工程在上一節(jié)內(nèi)容上繼續(xù)添加，打開(kāi)上一節(jié)的cubemx工程，選擇PE14引腳，選擇引腳模式為輸入模式然后修改標(biāo)簽為USR_KEY2，其他兩個(gè)按鍵一樣的配置方法，3個(gè)按鍵配置完成之后如下圖所示：接下來(lái)依然是對(duì)GPIO的模式、配置進(jìn)行修改，這里需要注意一點(diǎn)就是GPIO的上下拉配置，不要瞎選，這個(gè)一定是跟硬件相關(guān)的，比如本次硬件設(shè)計(jì)，空閑時(shí)是保持高電平的，那么配置上拉是比較合適的，但是呢，此時(shí)外部已經(jīng)有了上拉電阻，我們內(nèi)部上拉就不是很有必要了，也可以配置為不上拉也不下拉，但是配置為下拉一定是不合適的，可能會(huì)引起信號(hào)的誤動(dòng)作，功耗的增加等不必要的麻煩，所以說(shuō)，cubemx配置只是為你減輕了重復(fù)性搬運(yùn)工作，電路工作原理必須了然于胸，選擇最為合適的配置配置比較簡(jiǎn)單，我們此次采用的是輪詢獲取GPIO狀態(tài)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)按鍵，當(dāng)然也可以采用外部中斷的方式，對(duì)于普通按鍵來(lái)講，不是很有必要，輪詢GPIO狀態(tài)即可

HAL庫(kù)GPIO輸入模式操作詳解與結(jié)構(gòu)介紹

接下來(lái)，我們生成代碼即可打開(kāi)工程之后，我們發(fā)現(xiàn)上一節(jié)配置的輸出IO和這一節(jié)的輸入IO是放在一起的，cubemx生成代碼的規(guī)則是把同一類外設(shè)統(tǒng)一放在相應(yīng)的模塊初始化代碼中，宏定義統(tǒng)一放在main.h中如果能夠接受這個(gè)布局的話是沒(méi)有問(wèn)題的，如果不能還是比較麻煩的輸入模式相關(guān)的GPIO API也比較少，只涉及到關(guān)于GPIO操作的API：

/*Initializationandde-initializationfunctions*****************************/
voidHAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef*GPIOx,GPIO_InitTypeDef*GPIO_Init);
voidHAL_GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint32_tGPIO_Pin);

/**
*@}
*/

/**@addtogroupGPIO_Exported_Functions_Group2IOoperationfunctions
*@{
*/

/*IOoperationfunctions*****************************************************/
GPIO_PinStateHAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin);

如何使用呢？

參數(shù)GPIO_TypeDef *GPIOx可以是GPIO組的地址：

#defineGPIOA((GPIO_TypeDef*)GPIOA_BASE)
#defineGPIOB((GPIO_TypeDef*)GPIOB_BASE)
#defineGPIOC((GPIO_TypeDef*)GPIOC_BASE)
#defineGPIOD((GPIO_TypeDef*)GPIOD_BASE)
#defineGPIOE((GPIO_TypeDef*)GPIOE_BASE)
#defineGPIOF((GPIO_TypeDef*)GPIOF_BASE)
#defineGPIOG((GPIO_TypeDef*)GPIOG_BASE)
#defineGPIOH((GPIO_TypeDef*)GPIOH_BASE)
#defineGPIOI((GPIO_TypeDef*)GPIOI_BASE)

參數(shù)GPIO_Pin可以是GPIO的引腳號(hào)：

#defineGPIO_PIN_0((uint16_t)0x0001)/*Pin0selected*/
#defineGPIO_PIN_1((uint16_t)0x0002)/*Pin1selected*/
#defineGPIO_PIN_2((uint16_t)0x0004)/*Pin2selected*/
#defineGPIO_PIN_3((uint16_t)0x0008)/*Pin3selected*/
#defineGPIO_PIN_4((uint16_t)0x0010)/*Pin4selected*/
#defineGPIO_PIN_5((uint16_t)0x0020)/*Pin5selected*/
#defineGPIO_PIN_6((uint16_t)0x0040)/*Pin6selected*/
#defineGPIO_PIN_7((uint16_t)0x0080)/*Pin7selected*/
#defineGPIO_PIN_8((uint16_t)0x0100)/*Pin8selected*/
#defineGPIO_PIN_9((uint16_t)0x0200)/*Pin9selected*/
#defineGPIO_PIN_10((uint16_t)0x0400)/*Pin10selected*/
#defineGPIO_PIN_11((uint16_t)0x0800)/*Pin11selected*/
#defineGPIO_PIN_12((uint16_t)0x1000)/*Pin12selected*/
#defineGPIO_PIN_13((uint16_t)0x2000)/*Pin13selected*/
#defineGPIO_PIN_14((uint16_t)0x4000)/*Pin14selected*/
#defineGPIO_PIN_15((uint16_t)0x8000)/*Pin15selected*/
#defineGPIO_PIN_All((uint16_t)0xFFFF)/*Allpinsselected*/

輸入模式返回值為獲取到的GPIO狀態(tài)，也即是高低電平狀態(tài)，在沒(méi)有按鍵按下的時(shí)候，返回GPIO_PIN_SET,按鍵按下時(shí)候，返回GPIO_PIN_SET

@endverbatim
*@{
*/

/**
*@briefReadthespecifiedinputportpin.
*@paramGPIOxwherexcanbe(A..H)toselecttheGPIOperipheralforSTM32L4family
*@paramGPIO_Pinspecifiestheportbittoread.
*ThisparametercanbeanycombinationofGPIO_Pin_xwherexcanbe(0..15).
*@retvalTheinputportpinvalue.
*/
GPIO_PinStateHAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin)
{
GPIO_PinStatebitstatus;

/*Checktheparameters*/
assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));

if((GPIOx->IDR&GPIO_Pin)!=0x00u)
{
bitstatus=GPIO_PIN_SET;
}
else
{
bitstatus=GPIO_PIN_RESET;
}
returnbitstatus;
}

GPIO輸入模式的簡(jiǎn)單測(cè)試

接下來(lái)在之前led的任務(wù)中，對(duì)按鍵狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試,這里涉及到按鍵的消抖，所謂“消抖”就是：當(dāng)檢測(cè)到按鍵狀態(tài)變化時(shí)，不是立即去響應(yīng)動(dòng)作，而是先等待閉合或斷開(kāi)穩(wěn)定后再進(jìn)行處理。即為按鍵消抖按鍵消抖：可分為硬件消抖和軟件消抖。

硬件消抖就是在按鍵上并聯(lián)一個(gè)電容，如圖 8-11 所示，利用電容的充放電特性來(lái)對(duì)抖動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的電壓毛刺進(jìn)行平滑處理，從而實(shí)現(xiàn)消抖。

但實(shí)際應(yīng)用中，這種方式的效果往往不是很好，而且還增加了成本和電路復(fù)雜度，所以實(shí)際中使用的并不多。絕大多數(shù)情況下，我們是用軟件即程序來(lái)實(shí)現(xiàn)消抖的

延時(shí)消抖

最簡(jiǎn)單的消抖原理，就是當(dāng)檢測(cè)到按鍵狀態(tài)變化后，先等待一個(gè) 10ms 左右的延時(shí)時(shí)間，讓抖動(dòng)消失后再進(jìn)行一次按鍵狀態(tài)檢測(cè)，如果與剛才檢測(cè)到的狀態(tài)相同，就可以確認(rèn)按鍵已經(jīng)穩(wěn)定的動(dòng)作了

staticvoidrt_led1_flash_entry(void*parameter)
{
for(;;)
{
if(!HAL_GPIO_ReadPin(USR_KEY1_GPIO_Port,USR_KEY1_Pin))
{
rt_thread_mdelay(100);
if(!HAL_GPIO_ReadPin(USR_KEY1_GPIO_Port,USR_KEY1_Pin))//消抖
{
rt_kprintf("Key1ispresseded!
");
}
}
if(!HAL_GPIO_ReadPin(USR_KEY2_GPIO_Port,USR_KEY2_Pin))
{
rt_thread_mdelay(100);
if(!HAL_GPIO_ReadPin(USR_KEY2_GPIO_Port,USR_KEY2_Pin))//消抖
{
rt_kprintf("Key2ispresseded!
");
}
}
if(!HAL_GPIO_ReadPin(USR_KEY3_GPIO_Port,USR_KEY3_Pin))
{
rt_thread_mdelay(100);
if(!HAL_GPIO_ReadPin(USR_KEY3_GPIO_Port,USR_KEY3_Pin))//消抖
{
rt_kprintf("Key3ispresseded!
");
}
}
}
}

測(cè)試結(jié)果：

多功能按鍵移植

上面是簡(jiǎn)單的按鍵狀態(tài)獲取，實(shí)際中，一個(gè)項(xiàng)目可能按鍵有限但同時(shí)又要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能切換，那么按鍵的功能如果很單一的話，就不能夠滿足需求，接下來(lái)，小飛哥帶大家一起移植一個(gè)很不錯(cuò)的多功能按鍵框架，代碼來(lái)源是github的jiejieTop

源碼地址：GitHub - jiejieTop/ButtonDrive: 純C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的一個(gè)按鍵驅(qū)動(dòng)，可移植性強(qiáng)，支持單雙擊、連按、連按釋放、長(zhǎng)按；采用回調(diào)處理按鍵事件（自定義消抖時(shí)間），使用只需3步，1：創(chuàng)建按鍵，2：按鍵事件與回調(diào)處理函數(shù)鏈接映射。然后周期檢查按鍵。我們下載源碼進(jìn)行移植，把文件夾里面的這些文件，我們移植到自己的文件目錄，下載文件中包含的main.c中是一個(gè)完整的按鍵初始化，實(shí)現(xiàn)，大家可以看看就知道如何使用了下面小飛哥就帶大家來(lái)看看如何移植到自己的系統(tǒng)里面

動(dòng)，當(dāng)然也可以不關(guān)注重新編譯一下，剛才的警告已經(jīng)消失了然后我們看看如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)多功能按鍵：

先來(lái)看看一些配置項(xiàng)宏定義,位域、結(jié)構(gòu)體、回調(diào)函數(shù)，面向?qū)ο蟮囊惶讝|西都在，是很適合學(xué)習(xí)的，有關(guān)于短按、長(zhǎng)按、單擊、雙擊等等的配置，我們根據(jù)自己的需要配置即可

#defineBTN_NAME_MAX32//名字最大為32字節(jié)

/*按鍵消抖時(shí)間40ms,建議調(diào)用周期為20ms
只有連續(xù)檢測(cè)到40ms狀態(tài)不變才認(rèn)為有效，包括彈起和按下兩種事件
*/

#defineCONTINUOS_TRIGGER0//是否支持連續(xù)觸發(fā)，連發(fā)的話就不要檢測(cè)單雙擊與長(zhǎng)按了

/*是否支持單擊&雙擊同時(shí)存在觸發(fā)，如果選擇開(kāi)啟宏定義的話，單雙擊都回調(diào)，只不過(guò)單擊會(huì)延遲響應(yīng)，
因?yàn)楸仨毰袛鄦螕糁笫欠裼|發(fā)了雙擊否則，延遲時(shí)間是雙擊間隔時(shí)間 BUTTON_DOUBLE_TIME。
而如果不開(kāi)啟這個(gè)宏定義，建議工程中只存在單擊/雙擊中的一個(gè)，否則，在雙擊響應(yīng)的時(shí)候會(huì)觸發(fā)一次單擊，
因?yàn)殡p擊必須是有一次按下并且釋放之后才產(chǎn)生的*/
#defineSINGLE_AND_DOUBLE_TRIGGER1

/*是否支持長(zhǎng)按釋放才觸發(fā)，如果打開(kāi)這個(gè)宏定義，那么長(zhǎng)按釋放之后才觸發(fā)單次長(zhǎng)按，
否則在長(zhǎng)按指定時(shí)間就一直觸發(fā)長(zhǎng)按，觸發(fā)周期由BUTTON_LONG_CYCLE決定*/
#defineLONG_FREE_TRIGGER0

#defineBUTTON_DEBOUNCE_TIME2//消抖時(shí)間(n-1)*調(diào)用周期
#defineBUTTON_CONTINUOS_CYCLE1//連按觸發(fā)周期時(shí)間(n-1)*調(diào)用周期
#defineBUTTON_LONG_CYCLE1//長(zhǎng)按觸發(fā)周期時(shí)間(n-1)*調(diào)用周期
#defineBUTTON_DOUBLE_TIME20//雙擊間隔時(shí)間(n-1)*調(diào)用周期建議在200-600ms
#defineBUTTON_LONG_TIME50/*持續(xù)n秒((n-1)*調(diào)用周期ms)，認(rèn)為長(zhǎng)按事件*/

#defineTRIGGER_CB(event)
if(btn->CallBack_Function[event])
btn->CallBack_Function[event]((Button_t*)btn)

typedefvoid(*Button_CallBack)(void*);/*按鍵觸發(fā)回調(diào)函數(shù)，需要用戶實(shí)現(xiàn)*/



typedefenum{
BUTTON_DOWM=0,
BUTTON_UP,
BUTTON_DOUBLE,
BUTTON_LONG,
BUTTON_LONG_FREE,
BUTTON_CONTINUOS,
BUTTON_CONTINUOS_FREE,
BUTTON_ALL_RIGGER,
number_of_event,/*觸發(fā)回調(diào)的事件*/
NONE_TRIGGER
}Button_Event;

/*
每個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)1個(gè)全局的結(jié)構(gòu)體變量。
其成員變量是實(shí)現(xiàn)濾波和多種按鍵狀態(tài)所必須的
*/
typedefstructbutton
{
/*下面是一個(gè)函數(shù)指針，指向判斷按鍵手否按下的函數(shù)*/
uint8_t(*Read_Button_Level)(void);/*讀取按鍵電平函數(shù)，需要用戶實(shí)現(xiàn)*/

charName[BTN_NAME_MAX];

uint8_tButton_State:4;/*按鍵當(dāng)前狀態(tài)（按下還是彈起）*/
uint8_tButton_Last_State:4;/*上一次的按鍵狀態(tài)，用于判斷雙擊*/
uint8_tButton_Trigger_Level:2;/*按鍵觸發(fā)電平*/
uint8_tButton_Last_Level:2;/*按鍵當(dāng)前電平*/

uint8_tButton_Trigger_Event;/*按鍵觸發(fā)事件，單擊，雙擊，長(zhǎng)按等*/

Button_CallBackCallBack_Function[number_of_event];

uint8_tButton_Cycle;/*連續(xù)按鍵周期*/

uint8_tTimer_Count;/*計(jì)時(shí)*/
uint8_tDebounce_Time;/*消抖時(shí)間*/

uint8_tLong_Time;/*按鍵按下持續(xù)時(shí)間*/

structbutton*Next;

}Button_t;

然后看看如何使用API,我們只需要實(shí)現(xiàn)GPIO的狀態(tài)獲取、創(chuàng)建按鍵對(duì)象、編寫(xiě)回調(diào)函數(shù)即可，在任務(wù)中輪詢按鍵狀態(tài)，移植起來(lái)是非常方便的

#defineKEY_ON0
/*Privatemacro-------------------------------------------------------------*/

/*Privatevariables---------------------------------------------------------*/
Button_tButton1;
/*Privatefunctionprototypes-----------------------------------------------*/
staticuint8_trt_read_key1(void)
{
returnHAL_GPIO_ReadPin(USR_KEY1_GPIO_Port,USR_KEY1_Pin);
}

staticvoidBtn1_Dowm_CallBack(void*btn)
{
PRINT_INFO("Button1單擊!");
}

staticvoidBtn1_Double_CallBack(void*btn)
{
PRINT_INFO("Button1雙擊!");
}

staticvoidBtn1_Long_CallBack(void*btn)
{
PRINT_INFO("Button1長(zhǎng)按!");
}

staticvoidBtn1_Continuos_CallBack(void*btn)
{
PRINT_INFO("Button1連按!");
}
staticvoidBtn1_ContinuosFree_CallBack(void*btn)
{
PRINT_INFO("Button1連按釋放!");
}
/*Privateusercode---------------------------------------------------------*/

/**
*@functionrt_ledflash_entry
*@author:小飛哥玩嵌入式-小飛哥
*@TODO:LED控制線程
*@param:
*@return:NULL
*/
staticvoidrt_led1_flash_entry(void*parameter)
{

Button_Create("Button1",
&Button1,
rt_read_key1,
KEY_ON);
Button_Attach(&Button1,BUTTON_DOWM,Btn1_Dowm_CallBack);//單擊
Button_Attach(&Button1,BUTTON_DOUBLE,Btn1_Double_CallBack);//雙擊
Button_Attach(&Button1,BUTTON_CONTINUOS,Btn1_Continuos_CallBack);//連按
Button_Attach(&Button1,BUTTON_CONTINUOS_FREE,Btn1_ContinuosFree_CallBack);//連按釋放
Button_Attach(&Button1,BUTTON_LONG,Btn1_Long_CallBack);

for(;;)
{

Button_Process();//需要周期調(diào)用按鍵處理函數(shù)
rt_thread_mdelay(20);
//if(!HAL_GPIO_ReadPin(USR_KEY1_GPIO_Port,USR_KEY1_Pin))
//{
//rt_thread_mdelay(100);
//if(!HAL_GPIO_ReadPin(USR_KEY1_GPIO_Port,USR_KEY1_Pin))//消抖
//{
//rt_kprintf("Key1ispresseded!
");
//}
//}
//if(!HAL_GPIO_ReadPin(USR_KEY2_GPIO_Port,USR_KEY2_Pin))
//{
//rt_thread_mdelay(100);
//if(!HAL_GPIO_ReadPin(USR_KEY2_GPIO_Port,USR_KEY2_Pin))//消抖
//{
//rt_kprintf("Key2ispresseded!
");
//}
//}
//if(!HAL_GPIO_ReadPin(USR_KEY3_GPIO_Port,USR_KEY3_Pin))
//{
//rt_thread_mdelay(100);
//if(!HAL_GPIO_ReadPin(USR_KEY3_GPIO_Port,USR_KEY3_Pin))//消抖
//{
//rt_kprintf("Key3ispresseded!
");
//}
//}
}

}

來(lái)看一下測(cè)試效果：