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STM32F103 实验按键输入与串口实验

2023-11-17

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本文，在上一章的基础上，将介绍如下内容

  • 按键输入
  • 串口实验

上一篇：STM32F103实验跑马灯与蜂鸣器 https://blog.csdn.net/qq_40318498/article/details/95940254


正文

要进入按键输入，我们必须先明确，按键连在哪一个GPIO口，通过开发手册，如下
在这里插入图片描述
因此，我们可以在蜂鸣器和跑马灯的基础上，完成该实验。



按键输入

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "beep.h"
#define KEY0  GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_4)//读取按键0
#define KEY1  GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_3)//读取按键1
#define WK_UP GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0)//读取按键3(WK_UP) 

//#define KEY0 PEin(4)  PE4
//#define KEY1 PEin(3)	PE3
//#define WK_UP PAin(0) PA0,作用跟上面一样，可替换

#define KEY0_PRES 	1	//KEY0按下
#define KEY1_PRES	2	//KEY1按下
#define WKUP_PRES   3	//KEY_UP按下(即WK_UP/KEY_UP)

 int main(void)
 {
 	vu8 key=0;	
	delay_init();	    	 //延时函数初始化  
	LED_Init();		  		
	BEEP_Init();         	
	KEY_Init();         	//初始化与按键连接的硬件接口
	LED0=0;					//先点亮红灯
	while(1)
	{
 		key=KEY_Scan(0);	//得到键值
	  if(key)
		{						   
			switch(key)
			{				 
				case WKUP_PRES:	//控制蜂鸣器
					BEEP=!BEEP;
					break; 
				case KEY1_PRES:	//控制LED1翻转
					LED1=!LED1;
					break;
				case KEY0_PRES:	//同时控制LED0,LED1翻转
					LED0=!LED0;
					LED1=!LED1;
					break;
			}
		}else delay_ms(10); 
	}	 
}
void KEY_Init(void) //IO³õʼ»¯
{ 
 	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
 
 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);//ʹÄÜPORTA,PORTEʱÖÓ

	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_3;//KEY0-KEY1
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //设置成上拉输入
 	GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);//

	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //下拉输入 
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}

//0，没有按键按下
//1,KEY0按下
//2,KEY1按下
//3,KEY3按下 WK_UP
//响应优先级 KEY0>KEY1>KEY_UP!!
u8 KEY_Scan(u8 mode)
{	 
	static u8 key_up=1;//按键松开
	if(mode)key_up=1;  		  
	if(key_up&&(KEY0==0||KEY1==0||WK_UP==1))
	{
		delay_ms(10);消抖
		key_up=0;
		if(KEY0==0)return KEY0_PRES;	//1
		else if(KEY1==0)return KEY1_PRES;	//2
		else if(WK_UP==1)return WKUP_PRES;	//3
	}else if(KEY0==1&&KEY1==1&&WK_UP==0)key_up=1; 	    
 	return 0;//无按键按下
}
void LED_Init(void)
{
	 GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
	 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE);	 
		
	 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;				 
	 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 		 
	 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;		
	 GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);					
	 GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);						 
	
	 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;	    		
	 GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);	  				
	 GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5); 						 
}
void BEEP_Init(void)
{
 
	 GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
	 	
	 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);	 
	 
	 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;				 
	 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 		 
	 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;	 
	 GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);	 
	 
	 GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_8);

}

以上，我们设置一个按键是上拉输入，一个按键是下拉输入，那有什么区别呢？

1、上拉输入：上拉就是把电位拉高，比如拉到Vcc。上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平！电阻同时起限流作用！强弱只是上拉电阻的阻值不同，没有什么严格区分。
2、下拉输入：就是把电压拉低，拉到GND。与上拉原理相似。
对于KEY0和KEY1，通过上拉电阻，把引脚的电平嵌位在高电平，当按键按下时，按引脚电平转变成低电平。而对于WK_UP，因为是高电平触发，因此我们把它拉低。



串口实验

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
 
 int main(void)
 {		
 	u16 t;  
	u16 len;	
	u16 times=0;
	delay_init();	    	 
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); 
	//设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
	uart_init(115200);	 //串口初始化为115200
 	LED_Init();			 //LED端口初始化
	KEY_Init();          //初始化与按键连接的硬件接口
 	while(1)
	{
		//接收状态
		//bit15	接收完成标记
		//bit14£¬	接收到oxod
		//bit13~0   接收到的有效字节数目
		//u16 USART_RX_STA=0;       //接收状态标记
		if(USART_RX_STA&0x8000)	//如果接受到数据...
		{					   
			len=USART_RX_STA&0x3fff;//得到数据长度
			printf("\r\n你发送的消息为:\r\n\r\n");
			for(t=0;t<len;t++)
			{
				USART_SendData(USART1, USART_RX_BUF[t]);//向串口1发送数据
				while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);//等待发送结束
			}
			printf("\r\n\r\n");//插入换行
			USART_RX_STA=0;	
		}else
		{
			times++;
			if(times%200==0)printf("请输入数据\n");  
			if(times%30==0)LED0=!LED0;//闪烁LED，提示系统正在运行
			delay_ms(10);   
		}
	}	 
 }
 void uart_init(u32 bound){
	//GPIO端口设置
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	//使能USART1，GPIOA时钟

	//USART1_TX   GPIOA.9
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;	//复用推挽输出
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.9

	//USART1_RX	  GPIOA.10初始化
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//PA10
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.10  

	//Usart1 NVIC 配置
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;		//子优先级3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//IRQ通道使能
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	//根据指定的参数初始化VIC寄存器

	//USART 初始化设置

	USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;	//收发模式

	USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1
	USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启串口接受中断
	USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //使能串口1 

}
void USART1_IRQHandler(void)                	//串口1中断服务程序
{
	u8 Res;
	#if SYSTEM_SUPPORT_OS 		//如果SYSTEM_SUPPORT_OS为真，则需要支持OS.
		OSIntEnter();    
	#endif
	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中断(接收到的数据必须是0x0d 0x0a结尾)
	{
		Res =USART_ReceiveData(USART1);	//读取接收到的数据

		if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成
		{
			if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d
			{
				if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始
				else USART_RX_STA|=0x8000;	//接收完成了 
			}
		else //还没收到0X0D
		{	
			if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;
			else
			{
				USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;
				USART_RX_STA++;
				if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收	  
			}		 
		}
	}   		 
	} 
	#if SYSTEM_SUPPORT_OS 	//如果SYSTEM_SUPPORT_OS为真，则需要支持OS.
		OSIntExit();  											 
	#endif
}

运行结果如下：
在这里插入图片描述


关于串口

ALIENTEK精英STM32开发板所使用的STM32F103ZET6最多可提供5路串口，有分数波特率发生器，支持同步单线通信和半双工单线通讯，支持LIN，支持调制解调器操作，智能卡协议和IrDA SIR ENDEC规范，具有DMA等。

	void uart_init(u32 bound)函数是串口1初始化函数
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	//使用USART1，GPIOA，该口具有复用功能

接下来，我们要初始化相应的GPIO端口为特定的状态，如下：
在这里插入图片描述
所以需要配置TX（PA9）设置为推挽复用输出模式，将RX(PA10)设置为浮空输入模式

 //USART1_TX   PA.9     
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9 复用推挽输出     	
 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;     
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出     
 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);         //USART1_RX   PA.10 浮空输入    
  
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;     
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入     
 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

紧接着，我们要进行usart1的中断初始化，设置抢占优先级值和子优先级的值:

//Usart1 NVIC 中断配置 配置     
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级 3  
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;  //子优先级 3  
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;   //IRQ 通道使能  
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化 VIC 寄存器

以上涉及到的中断知识，将在下一次实验讲

USART1_IRQHandler函数

这是串口1的中断响应函数，当串口1发生了相应的中断后，就会跳到该函数执行。中断相应函数的名字不能随便定义，需要遵循MDK定义的函数名，这在startup_stm32f10x_hd.s文件中可以找到。

	if (USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)!=RESET)
	//判断是否接收中断，如果是串口接收中断，则读取串口接收到的数据。
	RES = USART_ReceiveData(USART1);	//(USART1->DR);	读取接收的数据

既然读取到了数据，那么我们就需要对数据进行分析。
一个接收状态寄存器USART_RX_STA(此寄存器其实就是一个全局变量)，定义如下：
在这里插入图片描述
当接收到从电脑发过来的数据，把接收到的数据保存在USART_RX_BUF中，同时在接收状态寄存器（USART_RX_STA）中计数接收到的有效数据个数，当收到回车（回车由两个字节组成：0x0D和0x0A）的第一个字节0X0D时，计数器不再增加，等待0x0A的到来，如果0x0A没有到来，则认为这次接收失败，重新开始下一次的接收。

数据的发送和接收

STM32的发送与接收是通过数据寄存器USART_DR来实现的，这是一个双寄存器，包含了TDR和RDR。当向该寄存器写数据的时候，串口就会自动发送。当收到该数据的时候，也是存在该寄存器内.

	void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx,uint16_t Data);
	//通过该函数向串口寄存器USART_dR写入一个数据
	uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx);
	//通过该函数读取串口接收到的数据

总结

通过以上，我学会了基本的按键输入与串口实验，下一次学习外部中断和独立看门狗的实验。

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STM32

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