「ALIENTEK 阿波罗 STM32F767 开发板资料连载」第七章 按键输入实验

1）实验平台：alientek 阿波罗 STM32F767 开发板
2）摘自《STM32F7 开发指南(HAL 库版)》关注官方微信号公众号，获取更多资料：正点原子



第七章 按键输入实验
上一章，我们介绍了 STM32F7 的 IO 口作为输出的使用，这一章，我们将向大家介绍如何使用 STM32F7 的 IO 口作为输入用。在本章中，我们将利用板载的 4 个按键，来控制板载的两
个 LED 的亮灭。通过本章的学习，你将了解到 STM32F7 的 IO 口作为输入口的使用方法。本
章分为如下几个小节：
7.1 STM32F7 IO 口简介
7.2 硬件设计
7.3 软件设计
7.4 下载验证
7.5 STM32CubeMX 配置 IO 口输出
7.1 STM32F7 IO 口简介
STM32F7 的 IO 口在上一章已经有了比较详细的介绍，这里我们不再多说。STM32F7 的 IO
口做输入使用的时候，是通过调用函数 HAL_GPIO_ReadPin ()来读取 IO 口的状态的。了解了这
点，就可以开始我们的代码编写了。
这一章，我们将通过 ALIENTEK 阿波罗 STM32 开发板上载有的 4 个按钮（KEY_UP、KEY0、
KEY1 和 KEY2），来控制板上的 2 个 LED（DS0 和 DS1），其中 KEY_UP 控制 DS0，DS1 互斥
点亮；KEY2 控制 DS0，按一次亮，再按一次灭；KEY1 控制 DS1，效果同 KEY2；KEY0 则同
时控制 DS0 和 DS1，按一次，他们的状态就翻转一次。
7.2 硬件设计
本实验用到的硬件资源有：
1） 指示灯 DS0、DS1。
2） 4 个按键：KEY0、KEY1、KEY2、和 KEY_UP。
DS0、DS1 和 STM32F767 的连接在上一章已经介绍过了，在阿波罗 STM32 开发板上的按
键 KEY0 连接在 PH3 上、KEY1 连接在 PH2 上、KEY2 连接在 PC13 上、KEY_UP 连接在 PA0
上。如图 7.2.1 所示：

这里需要注意的是：KEY0、KEY1 和 KEY2 是低电平有效的，而 KEY_UP 是高电平有效
的，并且外部都没有上下拉电阻，所以，需要在 STM32F767 内部设置上下拉。
7.3 软件设计
从这章开始，我们的软件设计主要是通过直接打开我们光盘的实验工程，而不再讲解怎么
加入文件和头文件目录。工程中添加相关文件的方法在我们前面实验已经讲解非常详细。
打开按键实验工程可以看到，工程引入了 key.c 文件以及头文件 key.h。下面我们首先打开
key.c 文件，关键代码如下：
#include "key.h"
#include "delay.h"
//按键初始化函数
void KEY_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
//开启 GPIOA 时钟
__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
//开启 GPIOC 时钟
__HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
//开启 GPIOH 时钟
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_0;
//PA0
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_INPUT; //输入
GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLDOWN; //下拉
GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH; //高速
HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure);
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_13; //PC13
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_INPUT; //输入
GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP; //上拉
GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH; //高速
HAL_GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_Initure);
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3; //PH2,3
HAL_GPIO_Init(GPIOH,&GPIO_Initure);
}
//按键处理函数
//返回按键值
//mode:0,不支持连续按;1,支持连续按;
//0，没有任何按键按下 1，WKUP 按下 WK_UP
//注意此函数有响应优先级,KEY0>KEY1>KEY2>WK_UP!!
u8 KEY_Scan(u8 mode)
{
static u8 key_up=1; //按键松开标志
if(mode==1)key_up=1; //支持连按
if(key_up&&(KEY0==0||KEY1==0||KEY2==0||WK_UP==1))
{
delay_ms(10);
key_up=0;
if(KEY0==0)
return KEY0_PRES;
else if(KEY1==0) return KEY1_PRES;
else if(KEY2==0)
return KEY2_PRES;
else if(WK_UP==1) return WKUP_PRES;
}else if(KEY0==1&&KEY1==1&&KEY2==1&&WK_UP==0)key_up=1;
return 0; //无按键按下
}
这段代码包含 2 个函数，void KEY_Init(void)和 u8 KEY_Scan(u8 mode)，KEY_Init 是用来
初始化按键输入的 IO 口的。实现 PA0、PC13、PH2 和 PH3 的输入设置，这里和第六章的输出
配置差不多，只是这里用来设置成的是输入而第六章是输出。
KEY_Scan 函数，则是用来扫描这 4 个 IO 口是否有按键按下。KEY_Scan 函数，支持两种
扫描方式，通过 mode 参数来设置。
当 mode 为 0 的时候，KEY_Scan 函数将不支持连续按，扫描某个按键，该按键按下之后必
须要松开，才能第二次触发，否则不会再响应这个按键，这样的好处就是可以防止按一次多次
触发，而坏处就是在需要长按的时候比较不合适。
当 mode 为 1 的时候，KEY_Scan 函数将支持连续按，如果某个按键一直按下，则会一直返
回这个按键的键值，这样可以方便的实现长按检测。
有了 mode 这个参数，大家就可以根据自己的需要，选择不同的方式。这里要提醒大家，
因为该函数里面有 static 变量，所以该函数不是一个可重入函数，在有 OS 的情况下，这个大家
要留意下。同时还有一点要注意的就是，该函数的按键扫描是有优先级的，最优先的是 KEY0，
第二优先的是 KEY1，接着 KEY2，最后是 KEY_UP 按键。该函数有返回值，如果有按键按下，
则返回非 0 值，如果没有或者按键不正确，则返回 0。
接下来我们看看头文件 key.h 里面的代码：
#ifndef _KEY_H
#define _KEY_H
#include "sys.h"
/*下面的方式是通过直接操作 HAL 库函数方式读取 IO*/
#define KEY0 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOH,GPIO_PIN_3) //KEY0 按键 PH3
#define KEY1 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOH,GPIO_PIN_2) //KEY1 按键 PH2
#define KEY2 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_13) //KEY2 按键 PC13
#define WK_UP HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0) //WKUP 按键 PA0
#define KEY0_PRES 1
#define KEY1_PRES
2
#define KEY2_PRES
3
#define WKUP_PRES 4
void KEY_Init(void);
u8 KEY_Scan(u8 mode);
#endif
这段代码里面最关键就是 4 个宏定义：
#define KEY0 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOH,GPIO_PIN_3) //KEY0 按键 PH3
#define KEY1 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOH,GPIO_PIN_2) //KEY1 按键 PH2
#define KEY2 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_13) //KEY2 按键 PC13
#define WK_UP HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0) //WKUP 按键 PA0
这里使用的是调用 HAL 库函数 HAL_GPIO_ReadPin 来实现读取某个 IO 口的输入电平。函
数 HAL_GPIO_ReadPin 的使用方法在上一章跑马灯实验我们已经讲解，这里我们就不累赘了。
在 key.h 中，我们还定义了 KEY0_PRES / KEY1_PRES/ KEY2_PRES/WKUP_PRESS 等 4
个宏定义，分别对应开发板四个按键（KEY0/KEY1/KEY2/ KEY_UP）按键按下时 KEY_Scan
返回的值。通过宏定义的方式判断返回值，方便大家记忆和使用。
最后，我们看看 main.c 里面编写的主函数代码如下：
int main(void)
{
u8 key;
u8 led0sta=1,led1sta=1;
//LED0,LED1 的当前状态
Cache_Enable(); //打开 L1-Cache
HAL_Init();
//初始化 HAL 库
Stm32_Clock_Init(432,25,2,9); //设置时钟,216Mhz
delay_init(216); //延时初始化
uart_init(115200);
//串口初始化
LED_Init(); //初始化 LED
KEY_Init(); //按键初始化
while(1)
{
key=KEY_Scan(0);
//得到键值
if(key)
{
switch(key)
{
case WKUP_PRES:
//控制 LED0,LED1 互斥点亮
led1sta=!led1sta;
led0sta=!led1sta;
break;
case KEY2_PRES:
//控制 LED0 翻转
led0sta=!led0sta;
break;
case KEY1_PRES:
//控制 LED1 翻转
led1sta=!led1sta;
break;
case KEY0_PRES:
//同时控制 LED0,LED1 翻转
led0sta=!led0sta;
led1sta=!led1sta;
break;
}
LED0(led0sta);
//控制 LED0 状态
LED1(led1sta);
//控制 LED1 状态
}else delay_ms(10);
}
}
主函数代码比较简单，先进行一系列的初始化操作，然后在死循环中调用按键扫描函数
KEY_Scan()扫描按键值，最后根据按键值控制 LED 的状态。
7.4 下载验证
同样，我们还是通过 ST LINK 来下载代码，在下载完之后，我们可以按 KEY0、KEY1、
KEY2 和 KEY_UP 来看看 DS0 和 DS1 的变化，是否和我们预期的结果一致？
至此，我们的本章的学习就结束了。本章，作为 STM32F767 的入门第二个例子，介绍了
STM32F767 的 IO 作为输入的使用方法，同时巩固了前面的学习。希望大家在开发板上实际验
证一下，从而加深印象。
7.5 STM32CubeMX 配置 IO 口输出
上一章我们讲解了使用 STM32CubeMX 工具配置 GPIO 的一般方法。本章我们主要教大家
配置 IO 口为输入模式，操作方法和配置 IO 口为输出模式基本一致。这里我们就直接列出 IO
口配置截图，具体方法请参考 4.8 小节和上一章跑马灯实验。
根据 7.2 小节讲解，阿波罗开发板上有 4 个按键，分别连接四个 IO 口 PA0，PC13，PH2
和 PH3。其中 WK_UP 按键按下后对应的 PA0 输入为高电平，所以默认情况下，该 IO 口（PA0）
要初始化为下拉输入，其他 IO 口初始化为上拉输入即可。
使用 STM32CubeMX 打开光盘工程模板（双击工程目录的 Template.ioc），目录为“4，程
序源码标准例程-库函数版本实验 0-3 Template 工程模板-使用 STM32CubeMX 配置”。我们首
先在 IO 口引脚图上，依次设置四个 IO 口为输入模式 GPIO_Input。这里我们以 PA0 为例，操作
方法如下图 7.5.1 所示：

同样的方法，我们依次配置 PC13 ， PH2 和 PH3 为 输 入 模 式 。 然 后 我 们 进 入
Configuration->GPIO 配置界面，配置四个 IO 口详细参数。在配置界面点击 PA0 可以发现，当
我们在前面设置 IO 口为输入 GPIO_Input 之后，其配置参数只剩下模式 GPIO Mode 和上下拉
GPIO Pull-up/Pull-down，并且模式值中只有输入模式 Input Mode 可选。这里，我们配置 PA0 为
下拉输入，其他三个 IO 口配置为上拉输入即可。配置方法如下图 7.5.2 所示：

配置完成 IO 口参数之后，接下来我们同样生成工程。打开生成的工程会发现，main.c 文件
中添加了函数 MX_GPIO_Init 函数，内容如下：
static void MX_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
/* GPIO Ports Clock Enable */
__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
/*Configure GPIO pin : PC13 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
/*Configure GPIO pin : PA0 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
/*Configure GPIO pins : PH2 PH3 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
HAL_GPIO_Init(GPIOH, &GPIO_InitStruct);
}
该函数实现的功能和按键输入实验中 KEY_Init 函数实现的功能一模一样。有兴趣的同学可
以直接复制该函数内容替换按键输入实验中的 KEY_Init 函数内容，替换后会发现实现现象完全
一致。
使用 STM32CubeMX 配置 IO 口为输入模式方法就给大家介绍到这里。