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_H
void Key_init();
uint8_t Keynum();
#endif
（2）LED模块
LED.c文件
#include "stm32f10x.h" // Device header
void LED_init(void){
//定义时钟 GPIOA
RCC_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_H
void 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 header
void 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_H
void 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 header
void 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！
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