STM标准库-GPIO输入

article/2025/7/30 3:09:14

文章目录

  • 一、GPIO输入
    • 按键简介
    • 传感器模块简介
    • 硬件电路
  • 二、C语言
      • C语言数据类型
      • C语言宏定义
      • C语言typedef
      • C语言结构体
      • C语言枚举
  • 三、练习
    • 3.1按键控制LED
      • 3.1.1接线图
      • 3.1.2代码
      • 效果：
    • 3.2光敏电阻控制蜂鸣器
      • 3.2.1接线图
      • 3.2.2代码
      • 效果：

一、GPIO输入

STM32 的 GPIO 支持 4 种输入模式：

  1. 浮空输入（GPIO_Mode_IN_FLOATING）
    • 无内部上拉 / 下拉电阻
    • 引脚电平由外部信号决定
    • 适用于信号源自带驱动能力（如按键接 VCC/GND）
  2. 上拉输入（GPIO_Mode_IPU）
    • 内部连接上拉电阻（默认高电平）
    • 适用于检测低电平信号（如按键接地）
  3. 下拉输入（GPIO_Mode_IPD）
    • 内部连接下拉电阻（默认低电平）
    • 适用于检测高电平信号（如按键接 VCC）
  4. 模拟输入（GPIO_Mode_AIN）
    • 用于 ADC 采样，禁用数字输入缓冲器
    • 不读取数字值，仅用于模拟信号采集
      在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

按键简介

  • 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

在这里插入图片描述

传感器模块简介

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。

硬件电路

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

二、C语言

C语言数据类型

关键字位数表示范围stdint****关键字ST****关键字
char8-128 ~ 127int8_ts8
unsigned char80 ~ 255uint8_tu8
short16-32768 ~ 32767int16_ts16
unsigned short160 ~ 65535uint16_tu16
int32-2147483648 ~ 2147483647int32_ts32
unsigned int320 ~ 4294967295uint32_tu32
long32-2147483648 ~ 2147483647
unsigned long320 ~ 4294967295
long long64-(2^64)/2 ~ (2^64)/2-1int64_t
unsigned long long640 ~ (2^64)-1uint64_t
float32-3.4e38 ~ 3.4e38
double64-1.7e308 ~ 1.7e308

C语言宏定义

  • 关键字：#define
  • 用途：用一个字符串代替一个数字，便于理解，防止出错；提取程序中经常出现的参数，便于快速修改
  • 定义宏定义： #define ABC 12345
  • 引用宏定义： int a = ABC; //等效于int a = 12345;

C语言typedef

  • 关键字：typedef

  • 用途：将一个比较长的变量类型名换个名字，便于使用

  • 定义typedef：

    typedef unsigned charuint8_t; unsigned char=uint8_t

  • 引用typedef： uint8_t a; //等效于unsigned char a;

C语言结构体

  • 关键字：struct

  • 用途：数据打包，不同类型变量的集合

  • 定义结构体变量：

​ struct{char x; int y; float z;} StructName;

​ 因为结构体变量类型较长，所以通常用typedef更改变量类型名

  • 引用结构体成员：

​ StructName.x = ‘A’;

​ StructName.y = 66;

​ StructName.z = 1.23;

​ 或 pStructName->x = ‘A’; //pStructName为结构体的地址 pStructName->y = 66;

​ pStructName->z = 1.23;

C语言枚举

关键字：enum

用途：定义一个取值受限制的整型变量，用于限制变量取值范围；宏定义的集合定义

枚举变量：

enum{FALSE = 0, TRUE = 1} EnumName;

因为枚举变量类型较长，所以通常用typedef更改变量类型名

  • 引用枚举成员：

​ EnumName = FALSE;

​ EnumName = TRUE;

三、练习

3.1按键控制LED

3.1.1接线图

在这里插入图片描述

3.1.2代码

Key.c

#include "stm32f10x.h"                  // 包含STM32F10x系列微控制器的标准外设库头文件
#include "key.h"                        // 按键模块自定义头文件
#include "Delay.h"                      // 延时函数头文件/*** @brief  初始化按键GPIO引脚* @param  无* @retval 无* @note   配置PB1和PB11为上拉输入模式*/
void Key_Init(void) 
{// 使能GPIOB外设时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);// 定义GPIO初始化结构体GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;// 配置按键引脚：PB1和PB11GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_11;// 设置为上拉输入模式（默认高电平，按下接地为低电平）GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;// 输入模式下速度设置无效，但需赋值GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;// 应用GPIO配置到GPIOB端口GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
}/*** @brief  检测按键并返回按键编号* @param  无* @retval uint8_t: 按键编号（1-按键1，2-按键2，0-无按键）* @note   使用轮询方式检测按键，包含消抖处理*/
uint8_t Key_GetNum(void)
{uint8_t KeyNum = 0;  // 初始化按键编号为0（无按键）// 检测按键1（PB1）是否按下if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0){Delay_ms(20);  // 消抖延时（硬件抖动通常小于20ms）// 确认按键确实按下（排除抖动）while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0)Delay_ms(20);  // 等待按键释放KeyNum = 1;  // 设置按键编号为1}// 检测按键2（PB11）是否按下if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11) == 0){Delay_ms(20);  // 消抖延时// 确认按键确实按下while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11) == 0)Delay_ms(20);  // 等待按键释放KeyNum = 2;  // 设置按键编号为2}return KeyNum;  // 返回按键编号
}

LED.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "led.h"
#include "Delay.h"void LED_Init(void) 
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);}void LED1_ON(void)
{GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);
}void LED1_OFF(void)
{GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);
}void LED2_ON(void)
{GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);
}void LED2_OFF(void)
{GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);
}
void LED1_Turn(void)
{if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_1) == 0){GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);}else{GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);}
}
void LED2_Turn(void)
{if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_2) == 0){GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);}else{GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);}
}

main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "Delay.h"
#include "led.h"
#include "Key.h"uint8_t KeyNum;int main(void)
{// 外设初始化LED_Init();Key_Init();// 主循环while(1){// 读取按键值KeyNum = Key_GetNum();// 消抖处理（假设Key_GetNum已包含消抖）// 按键处理if(KeyNum == 1){LED1_Turn();  // 切换LED1状态Delay_ms(20); // 消抖延时}else if(KeyNum == 2){LED2_Turn();  // 切换LED2状态Delay_ms(20); // 消抖延时}}
}

效果：

  • 在主循环中持续检测按键状态
  • 当检测到按键 1（PB1）按下时，切换 LED1 的状态（亮→灭 或 灭→亮）
  • 当检测到按键 2（PB11）按下时，切换 LED2 的状态

3.2光敏电阻控制蜂鸣器

3.2.1接线图

在这里插入图片描述

3.2.2代码

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // 包含STM32F10x系列设备的头文件
#include "Delay.h"
#include "led.h"
#include "Buzzer.h"
#include "LightSensor.h"uint8_t KeyNum;int main(void)
{		Buzzer_Init();LightSensor_Init();while(1) // 进入无限循环，保持程序运行{if(LightSensor_Get() == 1){Buzzer_ON();}else{Buzzer_OFF();}
}}

LightSensor.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "led.h"
#include "Delay.h"/*** @brief  初始化光敏传感器（数字输出型）* @param  无* @retval 无* @note   配置PB13为上拉输入模式*/
void LightSensor_Init(void) 
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;  // 上拉输入：默认高电平GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
}/*** @brief  检测PB13引脚电平状态* @param  无* @retval uint8_t: 1-引脚为高电平，0-引脚为低电平*/
uint8_t LightSensor_Get(void)
{return GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_13);
}

功能说明

  • 初始化函数：配置 PB13 为上拉输入模式，无信号时引脚默认保持高电平

  • 读取函数

    ：直接返回 PB13 引脚的电平状态

    • 当引脚为高电平时返回 1
    • 当引脚为低电平时返回 0

Buzzer.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "led.h"
#include "Delay.h"void Buzzer_Init(void) 
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);}void Buzzer_ON(void)
{GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);
}void Buzzer_OFF(void)
{GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);
}/*** @brief  切换蜂鸣器状态（开→关 或 关→开）* @param  无* @retval 无*/
void Buzzer_Turn(void)
{if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_12) == 0){GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);// 当前为低电平（开启状态），切换为高电平}else{GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);// 当前为高电平（关闭状态），切换为低电平}
}

效果：

无光照（PB13=1）→ LightSensor_Get() 返回 1 → 蜂鸣器响

有光照（PB13=0）→ LightSensor_Get() 返回 0 → 蜂鸣器停
在这里插入图片描述


http://www.hkcw.cn/article/AUDMxueDIJ.shtml

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