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《STM32单片机开发应用教程(HAL库版)—基于国信长天嵌入式竞赛实训平台（CT117E-M4）》第四章4.3 按键控制实验，讲述按键控制的编程方法
官方例程下载：https://pan.baidu.com/s/1QC5BnDgY1m1me6-ihQ_OUQ?pwd=nqb1
提取码：nqb1

4.3 按键控制实验
- 4.3.1. 实验任务
- 4.3.2. 硬件连接
- 4.3.3. GPIO初始化配置（STM32CubeMX）
- 4.3.4. 应用程序设计（KEIL5）
- - 1. 按键控制LED显示
  - 2. 通用函数---按键扫描函数（含消抖）
  - 3. 按键控制程序设计（长/短按之分）
  - - （1）无长/短按之分
    - （2）有长/短按之分
  - 4 .小练习
- 4.3.5. 小结

4.3 按键控制实验

4.3.1. 实验任务

简单按键控制：官方例程HAL_02_KEY_TEST，实现4个按键控制对应的LED亮/灭。
拓展功能：编写按键扫描函数Key_scan、按键服务函数Key_proc，实现按键长/短按之分。

4.3.2. 硬件连接

开发板上共配备了4个按键，分别连接在PB0，PB1，PB2，PA0引脚上，引脚通过10K的电阻连接在电源正极VDD，按键的另一端连接在电源负极GND。
可知，在没有按键按下时，对应的GPIO输入高电平，有按键按下时，输入低电平。

4.3.3. GPIO初始化配置（STM32CubeMX）

参看2.3.1节所述步骤，配置STM32CubeMX相关选项（GPIO、RCC、SYS）。其中， LED涉及的GPIO（PD2、PC8 ~ PC15）全部设置为输出模式。按键对应的GPIO（PB0，PB1，PB2，PA0）全部设置为输入模式。

4.3.4. 应用程序设计（KEIL5）

1. 按键控制LED显示

参考官方例程2（HAL_02_KEY_TEST），编程思路：

先LED全灭
按键值判别
根据按键电路原理，按下时则能检测到输入值为0，否则为1，进行各个按键判别。
因此，先HAL_GPIO_ReadPin（）读取某个按键值，再用if语句将读取值与0比较
对应的LED显示控制：某按键值为0，则置对应的LED控制引脚为0（亮）
关键程序设计如下：

/* USER CODE END 2 */HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_All, GPIO_PIN_SET);// GPIO_PIN_All,灯全灭HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);/* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){//B1，PB0if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET){HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);}//B2，PB1if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET){HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_10 | GPIO_PIN_11, GPIO_PIN_RESET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);}//B3，PB2if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_2) == GPIO_PIN_RESET){HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_12 | GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);}//B4，PA0if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET){HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_14 | GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_RESET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);}}
}

2. 通用函数—按键扫描函数（含消抖）

上述HAL_02_KEY_TEST例程编程方法，适合简单的按键控制操作。稍复杂的按键控制，一般采用按键扫描方式实现采样按键值。
按键扫描函数为通用函数，只要涉及有KEY的题目，都需要编写此函数。
以下按键扫描函数，包含消抖功能（短暂延时前后两次读取按键引脚状态，通过两次按键值是否一致，判断按键是否被正确按下），实现4个按键按下后，输出值分别为0/1/2/3/4。
在main.c中用户添加代码区添加以下代码：

uint8_t Key_Scan(void) //按键扫描函数
{   if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_0) == 0) //PB0 （按键B1）被按下{HAL_Delay(10);//延时消抖if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_0) == 0){//while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_0) == 1); //等待按键抬起return 1;//返回1}}if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_1) == 0) //PB1 （按键B2）被按下{HAL_Delay(10);//延时消抖if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_1) == 0){//while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_1) == 1); //等待按键抬起return 2;//返回2}}if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_2) == 0) //PB2 （按键B3）被按下{HAL_Delay(10);//延时消抖if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_2) == 0){//while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_2) == 1); //等待按键抬起return 3; //返回3}}if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == 0) //PA0 （按键B4）被按下{HAL_Delay(10);//延时消抖if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == 0){//while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == 1); //等待按键抬起return 4; //返回4}}return 0; //没有按键按下返回0
}

该程序代码较长，但是简单易懂。建议新手使用。
其中while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_0) == 1)判断按键是否抬起（未按时按键值为1），看实际情况是否添加它。通常无需判断按键是否抬起。
为简化代码，可以采用以下程序设计，请自行理解：

uint8_t Key_Scan()
{uint8_t ucVal;if(~HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_All)&0x07){HAL_Delay(10);// 判断B1 B2和B3是否按下if(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_0))ucVal = 1;if(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_1))ucVal = 2;if(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_2))ucVal =3;}// 判断B4是否按下if(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0)){HAL_Delay(10);if(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0))ucVal = 4;}return ucVal;
}

3. 按键控制程序设计（长/短按之分）

在按键扫描函数的基础上，根据所得的按键值，再实现相应的控制要求，按键1按下时点亮LED1，按键2按下时点亮LED2，等等。
这里，看题目要求，是否有长按、短按之分的要求。

（1）无长/短按之分

在main.c中用户添加代码区编辑按键服务函数KEY_Proc()：

uint8_t ucKey,ucKeyLong;    //全局变量定义
void KEY_Proc()
{ucKey = Key_Scan();//将按键扫描函数的返回值传递给全局变量ucKeyif(ucKey != ucKeyLong)//键值改变ucKeyLong = ucKey;//保存键值elseucKey = 0;//清除键值switch(ucKey){case 1:
//在短按时不加松手检测，长按就会不断触发短按的程序while(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_0));//等待B1按键抬起
/*这里添加 B1短按操作程序*/
break;/*case 2 ，其他按键控制程序，同上  */}
}

最后在while(1)中调用KEY_Proc();

（2）有长/短按之分

蓝桥杯赛题中，通常需要长按、短按实现不同按键功能。
在4.2节阐述sysTICK原理中，我们知道有个全局变量uwTick。当单片机上电后，uwTick自动累加计算（每1ms 自动累加1），数据类型为uint32_t。它是实现延时函数HAL_Delay()的关键变量。
这里使用全局变量uwTick，进行按键动作的计时，实现长短按键之分。
在main.c中用户添加代码区编辑按键服务函数KEY_Proc()：

uint8_t ucKey,ucKeyLong;    //全局变量定义
uint32_t ulTick_ms;
void KEY_Proc(void)
{ucKey = Key_Scan();ucKey = Key_Scan();      //按键扫描if(ucKey != ucKeyLong)   //该if语句的作用是避免多次重复运行下面的switch语句，可省略{ucKeyLong = ucKey;//ucKeyLong的作用，保存键值ulTick_ms = uwTick;//记录下按键刚被按下时的时间，不能省略}     elseucKey = 0;  /*短按*/switch(ucKEY) { case 1: //添加松手检测，避免长按时不断触发短按的控制程序while(!HAL_GPIO_ReadPin(B1_GPIO_Port,B1_Pin));    /*这里添加 B1短按的控制程序*/break；/*case 2 ，其他按键短按控制程序  */}
/*长按*/if(uwTick - ulTick_ms > 800)//按下时间超过 0.8s { switch(ucKeyLong) { case 1: while(!HAL_GPIO_ReadPin(B1_GPIO_Port, B1_Pin)); //松手检测/*这里添加 B1长按操作程序*/break; /*case 2 ，其他按键长按控制程序  */}}
}

该程序中添加松手检测while(!HAL_GPIO_ReadPin(B1_GPIO_Port,B1_Pin))，可有效避免长按时不断触发短按的操作任务。
在此程序框架下，自行添加其他按键控制程序，实现题目的任务要求。

4 .小练习

设置两个电压参数的变量：Max_Volt 和Min_Volt ，取值范围为 0-3.3V，且Max_Volt > Min_Volt 。
B3：定义为“加”按键，当前选择的电压参数加 0.3V。
B4：定义为“减”按键，当前选择的电压参数减 0.3V。

程序设计：按键扫描函数Key_Scan同上，按键控制函数设计如下：

uint8_t ucKey,ucKeyLong，ucPara;    //全局变量定义
void KEY_Proc()
{ucKey = Key_Scan();if(ucKey != ucKeyLong)ucKeyLong = ucKey;elseucKey = 0;switch(ucKey)    {    case 3:if(ucPara == 1)//选中Max_Volt这个参数{if(Max_Volt < 3.3f) //最大值加时考虑上限值3.3Max_Volt += 0.3f;}if(ucPara == 2)    //选中Min_Volt这个参数{Min_Volt += 0.3f;if(Max_Volt - Min_Volt < 0.3f) //最小值加时考虑上限值<Max_voltMin_Volt -= 0.3f;}   break;  case 4:if(ucPara == 1)//选中Max_Volt这个参数{Max_Volt -= 0.3f;if(Max_Volt - Min_Volt < 0.3f) //最大值减时考虑下限值>Min_VoltMax_Volt += 0.3f;}if(ucPara == 2)  //选中Min_Volt这个参数{if(Min_Volt > 0) //最小值减时考虑下限值为0Min_Volt -= 0.3f;   }break;}
}

最后在while(1)中调用KEY_Proc()。
注意先给ucPara赋值1或者2，就可对两个电压参数的变量：Max_Volt 和Min_Volt进行按键控制。

4.3.5. 小结

引脚
PB0 ------> B0
PB1 ------> B1
PB2 ------> B2
PA0 ------> B3
编写按键扫描（含消抖）通用函数Key_scan();
编写按键服务函数Key_proc()，实现各个按键按下对应的功能实现程序。
注意长按/短按之分、松手判定
1）按键读取函数：HAL_GPIO_ReadPin();
2）按键消抖5~10ms即可
3）检测按键松开
while(!HAL_GPIO_ReadPin(B1_GPIO_Port,B1_Pin));

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