嵌入式-Stm32-江科大基于标准库的GPIO4个小实验

嵌入式OG2024-01-21 21:10

文章目录

    • [一 、硬件介绍](#一 、硬件介绍)
    • [二 、实验：LED闪烁、LED流水灯、蜂鸣器提示](#二 、实验：LED闪烁、LED流水灯、蜂鸣器提示)
      • [2.1 需求1：面包板上的LED以1s为周期进行闪烁。亮0.5s,灭0.5s.....](#2.1 需求1：面包板上的LED以1s为周期进行闪烁。亮0.5s,灭0.5s.....)
      • [2.2 需求2: 8个LED实现流水灯](#2.2 需求2: 8个LED实现流水灯)
      • [2.3 需求3：蜂鸣器不断地发出滴滴、滴滴.....的提示音。蜂鸣器低电平触发。](#2.3 需求3：蜂鸣器不断地发出滴滴、滴滴.....的提示音。蜂鸣器低电平触发。)
    • 三、硬件介绍-按键开关、光敏电阻
    • [四、 实验 按键控制LED、光敏传感器控制蜂鸣器](#四、 实验 按键控制LED、光敏传感器控制蜂鸣器)
      • [4.1 需求1：一个按键开关控制一个LED,每次按下按键，LED就改变自己的亮灭状态；两套系统互不影响](#4.1 需求1：一个按键开关控制一个LED,每次按下按键，LED就改变自己的亮灭状态；两套系统互不影响)
      • [4.2 需求2：光敏电阻被遮挡，蜂鸣器长鸣，光敏电阻不被遮挡，蜂鸣器不响。](#4.2 需求2：光敏电阻被遮挡，蜂鸣器长鸣，光敏电阻不被遮挡，蜂鸣器不响。)
    • 道友：蹉跎者光阴如梭，有志者岁月如歌

核心：本文共4个小实验：

第一个：LED灯闪烁

第二个：LED流水灯

第三个：按键控制LED

第四个：光敏传感器控制蜂鸣器

一 、硬件介绍

1.1 LED、蜂鸣器、面包板

  • LED:发光二极管，正向通电点亮，反向通电不亮。
  • 有源蜂鸣器（本实验）：内部自带振荡源，将正负极接上直流电压即可持续发声，频率固定。如下图所示的蜂鸣器模块使用三极管作为开关。
  • 无源蜂鸣器：内部不带振荡源，需要控制器提供振荡脉冲才可发声，调整提供振荡脉冲的频率，可发出不同频率的声音（UP的51单片机课程中用晶振提供振荡源）。

注：LED长脚为正极，灯里面内部小头为正极。本实验的蜂鸣器低电平驱动。

最右边的半圆符号是蜂鸣器

1.2 硬件电路

  • 上图给出了led和蜂鸣器的驱动电路图。注意，三极管的发射极一定要直接接正电源/地，这是因为三极管的开启需要发射极和基极之间有一定的电压（电压差），如果接在负载侧则有可能会导致三极管无法正常开启。

  • 三极管开关是最简单的驱动电路

  • 这里的保护电阻（限流电阻）在UP视频中为了方便没有加，自己设计电路需要加上去。

  • 很多单片机中或者芯片片，都使用了高电平弱驱动，低电平强驱动的规则。

    上右一的图是PNP三极管驱动电路类型：当基极R1给低电平，蜂鸣器能被驱动工作，当R1给高电平，三极管截止电流，蜂鸣器不工作，PNP的三极管最好接在上边，NPN的三极管最好接在下边。

    下右二的图是NPN类型：当基极（R1）给高电平导通，低电平断开

1.3 三极管的简单介绍

三极管（Transistor）：

三极管是一种由三个半导体区域组成的电子元件，通常是NPN或PNP型。它具有三个引脚：发射极（Emitter）、基极（Base）和集电极（Collector）。三极管是一种可控电流放大器，可以根据输入信号的变化来控制输出电流。它可以作为开关或放大器使用。在放大器应用中，输入信号作用在基极上，通过控制基极电流，可以放大电流并将其输出到集电极。在开关应用中，基极电流的变化可以控制集电极与发射极之间的电流流动，实现开关功能。

PNP三极管驱动电路类型：当基极R1给低电平，蜂鸣器能被驱动工作，当R1给高电平，三极管截止电流，蜂鸣器不工作，PNP的三极管最好接在上边，NPN的三极管最好接在下边。

NPN类型：当基极给高电平导通，低电平断开。

1.4 面包板
上图是面包板。可以看出，面包板中间的金属爪是竖着排列的，用于插各种元器件；最上和最下的两条金属爪是横着排列的，一般用于供电。注意，在使用面包板之前，一定要观察孔位的连接情况，比如接电源那里可能会有断开的情况，而且用杜邦线插拔可能会接触不到位的情况。

二 、实验：LED闪烁、LED流水灯、蜂鸣器提示

2.1 需求1：面包板上的LED以1s为周期进行闪烁。亮0.5s,灭0.5s...

  • LED低电平驱动

低电平驱动（Low-Level Driving）是指在数字电路中，输出信号的电平为低电平（通常为低电压）时，能够正确地驱动连接的设备或元件。在数字电路中，通常将高电平定义为逻辑1，低电平定义为逻辑0。相当于低电平触发。

  • 需要用到延时函数Delay.h、Delay.c ,在UP提供的"程序源码"中，为了方便管理，应在工程内建System文件夹，专门存放这些可以复用的代码。

上图为LED闪烁接线图，实际上，应该在led和驱动电源之间接上保护电阻，但由于本电路过于简单，于是直接省略保护电阻。后面的"LED流水灯"、"蜂鸣器提示"实验同样省略保护电阻（我试过如果Vcc接5V甚至更大，如图的小发光二极管（容忍电压上限3v左右）会冒烟烧坏）

2.1 代码展示

选中函数名，按F12进入查看函数参数原型（部分注释没有改过来别搞乱了，关注点是红色框框）

上图为除库函数之外的LED闪烁-代码调用

main.c

c 复制代码 
#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"

int main(void)
{
	/*开启时钟*/
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	//开启GPIOA的时钟
															//使用各个外设前必须开启时钟，否则对外设的操作无效
	
	/*GPIO初始化*/
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;					//先定义结构体变量，再给结构体赋值
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;		//GPIO模式，赋值为推挽输出模式
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;				//GPIO引脚，赋值为第0号引脚
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;		//GPIO速度，赋值为50MHz
	
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);					//将赋值后的构体变量传递给GPIO_Init函数
															//函数内部会自动根据结构体的参数配置相应寄存器
															//实现GPIOA的初始化
	
	/*主循环，循环体内的代码会一直循环执行*/
	while (1)
	{
		/*设置PA0引脚的高低电平，实现LED闪烁，下面展示3种方法*/
		
		/*方法1：GPIO_ResetBits设置低电平，GPIO_SetBits设置高电平*/
		GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);					//将PA0引脚设置为低电平
		Delay_ms(500);										//延时500ms
		GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);					//将PA0引脚设置为高电平
		Delay_ms(500);										//延时500ms
		
		/*方法2：GPIO_WriteBit设置低/高电平，由Bit_RESET/Bit_SET指定*/
		GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, Bit_RESET);		//将PA0引脚设置为低电平，第三个参数是指定写入的值
		Delay_ms(500);										//延时500ms
		GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, Bit_SET);			//将PA0引脚设置为高电平
		Delay_ms(500);										//延时500ms
		
		/*方法3：GPIO_WriteBit设置低/高电平，由数据0/1指定，数据需要强转为BitAction类型*/
		GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, (BitAction)0);		//将PA0引脚设置为低电平
		Delay_ms(500);										//延时500ms
		GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, (BitAction)1);		//将PA0引脚设置为高电平
		Delay_ms(500);										//延时500ms
	}
}

Delay.c //延时模块，不用管代码怎么实现，直接拿来用就行

c 复制代码 
#include "stm32f10x.h"

/**
  * @brief  微秒级延时
  * @param  xus 延时时长，范围：0~233015
  * @retval 无
  */
void Delay_us(uint32_t xus)
{
	SysTick->LOAD = 72 * xus;				//设置定时器重装值
	SysTick->VAL = 0x00;					//清空当前计数值
	SysTick->CTRL = 0x00000005;				//设置时钟源为HCLK，启动定时器
	while(!(SysTick->CTRL & 0x00010000));	//等待计数到0
	SysTick->CTRL = 0x00000004;				//关闭定时器
}

/**
  * @brief  毫秒级延时
  * @param  xms 延时时长，范围：0~4294967295
  * @retval 无
  */
void Delay_ms(uint32_t xms)
{
	while(xms--)
	{
		Delay_us(1000);
	}
}
 
/**
  * @brief  秒级延时
  * @param  xs 延时时长，范围：0~4294967295
  * @retval 无
  */
void Delay_s(uint32_t xs)
{
	while(xs--)
	{
		Delay_ms(1000);
	}
}

Delay.h

c 复制代码 
#ifndef __DELAY_H   //这是预处理指令，用来判断某个宏是否已经定义，如果该宏（没有）定义，则执行下面的代码
#define __DELAY_H  //宏定义

void Delay_us(uint32_t us);
void Delay_ms(uint32_t ms);
void Delay_s(uint32_t s);

#endif

当一个头文件（例如delay.h）被多个源文件引用时，可以使用预处理指令 #ifndef、#define 和 #endif 来确保头文件只被编译一次。

#ifndef 预处理指令：

#ifndef 是 "if not defined" 的简写。

#ifndef 用于检查某个宏是否未定义。如果该宏未定义，则执行下面的代码。

如果宏已经定义过了，#ifndef 中的代码将被忽略。

举例子说明：
#endif 是C/C++中的预处理指令，用于结束条件编译块。

当在代码中使用 #ifdef、#ifndef 或 #if 这些条件编译指令时，需要使用 #endif

来标记条件编译块的结束位置。

例如，以下是一个简单的条件编译示例：

c 复制代码 
#ifdef DEBUG_MODE
    // 调试模式下执行的代码
    printf("Debug mode is enabled.\n");
#else
    // 正常模式下执行的代码
    printf("Debug mode is disabled.\n");
#endif 

在这个示例中， #ifdef DEBUG_MODE  判断是否定义了  DEBUG_MODE
宏。如果定义了该宏，则执行调试模式下的代码；否则，执行正常模式下的代码。

最后的 #endif 指令用于标记条件编译块的结束位置。它表示上面的条件编译块已经结束，之后的代码将会被正常编译。

总结来说， #endif  用于结束条件编译块，它与  #ifdef 、 #ifndef  或  #if 
一起使用，确保条件编译的范围正确闭合。

注意：此后Delay.h、Delay.c 将作为常用处理函数长期存放于System文件夹中，后续如果使用到将直接调用，故后续不会再在笔记中展示源代码。

编程感想：

  1. Keil编译过后，整个工程会比较大，不利于分享给别人。可以使用UP主提供的批处理程序（KeilKill.bat），删掉工程中的中间文件后再分享给别人(编译前2M，编译后20M,所以要使用批处理程序)，其他人使用的时候只需要重新编译一下就行。
  2. 本教程用到了RCC和GPIO两个外设，这些外设的库函数在Library中，一般存放在相应的.h文件的最后。
  3. 将LED的短脚接负极，长脚接PA0口，就是高电平驱动方式，但是现象和低电平相同。
  4. 将GPIO设置成开漏输出模式，可以发现高电平（高阻态）无驱动能力，低电平有驱动能力，所以一般常使用推挽输出模式 ，以便同时具备高电平和低电平的驱动能力。
    5.记得添加文件夹的路径

2.2 需求2: 8个LED实现流水灯

面包板上的8个LED以0.5s切换一个的速度，实现流水灯。低电平驱动。
上图为LED流水灯-接线图

代码调用关系与"2-1的LED闪烁实验"相同，下面是代码展示：

main.c

c 复制代码 
#include "stm32f10x.h"                  // Device header 
#include "Delay.h"

int main(void){
//  //配置RCC寄存器，使能GPIOC的时钟。GPIO都属于APB2外设
//  RCC->APB2ENR = 0x00000010;
//  //配置寄存器PC13：通用推挽输出模式、输出模式50MHz
//  GPIOC->CRH = 0x00300000;
//  //输出数据寄存器PC13：
//  //GPIOC->ODR = 0x00002000;//LED灭
//	GPIOC->ODR = 0x00000000;//LED亮
	
	//1.开启GPIO的外设时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	//2.配置寄存器PC13的端口模式
	//2.1 首先配置GPIO结构体
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure ;//给结构体起名字
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//寄存器模式为通用推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;//寄存器引脚为13
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//输出速度为50MHz
	//2.2 然后才能调用函数配置寄存器
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
	
	//3.配置数据寄存器PC13的输出
	//GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);//设置高电平，灯灭
//	GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);//设置低电平，灯亮
	  
  while(1)
{
	
	//使用GPIO_SetBits、GPIO_ResetBits进行赋值，这里仅用于演示"或操作"同时赋值
	
	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7);
	GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7);
	//使用GPIO_Write,同时设置GPIOA所有引脚的高低电平，实现LED流水灯
	//对指定的端口同时赋值
	GPIO_Write(GPIOA,~0x01);  //0x0001  二进制：0000 0000 0000 0001
	Delay_ms(500);
	GPIO_Write(GPIOA,~0x02);  //二进制：0000 0000 0000 0010
	Delay_ms(500);
	GPIO_Write(GPIOA,~0x04);//二进制：0000 0000 0000 1000
	Delay_ms(500);
	GPIO_Write(GPIOA,~0x08);
	Delay_ms(500);
	GPIO_Write(GPIOA,~0x010);
	Delay_ms(500);
	 GPIO_Write(GPIOA, ~0x20);
	Delay_ms(500);
	GPIO_Write(GPIOA, ~0x40);
	Delay_ms(500);
	GPIO_Write(GPIOA, ~0x80);//对应的二进制数 1000 0000，表示最高位的引脚
}
}

思路：使用或操作 | 就可以实现只初始化定义某几个GPIO,或者某几个外设的时钟

2.3 需求3：蜂鸣器不断地发出滴滴、滴滴...的提示音。蜂鸣器低电平触发。

注：蜂鸣器执行四个动作为1个周期，分别是响0.1s,静音0.1s,响0.1s,静音0.1s。

上图是蜂鸣器提示-接线图（GPIOB,Pin_12）

代码调用关系与"LED闪烁"实验相同，下面是代码展示：

mian.c

c 复制代码 
#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"

int main(void){
    // 开启APB2-GPIOB的外设时钟RCC
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    // 初始化PB12端口：定义结构体及参数
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    while(1){
        GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);
        Delay_ms(100);
        GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);
        Delay_ms(100);
        GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);
        Delay_ms(100);
        GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);
        Delay_ms(100);
        Delay_ms(600);
    };
}

编程感想：

1.控制蜂鸣器的IO端口可以随便选，但是不要选择三个JTAG调试端口：PA15、PB3、PB4。本实验选择PB12端口进行输出。

2.关于调用库函数，有以下几种方法：

  • 直接查看每一个外设的.h函数，拖到最后就可以看到本外设的所有库函数，然后在对应的.c文件中查看函数定义和调用方式即可。
  • 查看库函数的用户手册-"stm32f103xx固件函数库用户手册.pdf",这个中文版比较老；新版本的用户手册可以在st公司的帮助文档中查看，但只有英文版。
  • CSDN百度别人的代码。

三、硬件介绍-按键开关、光敏电阻

上图是按键开关实物图，虽然前面说过，GPIO端口有专门的肖特基触发器对输入信号进行整型，但按键开关的抖动幅度大、时间长，所以还需要"软件消抖"。基本思路就是延迟5-10ms,跳过抖动时间范围即可。

上图是按键开关硬件电路，上图给出了按键开关的硬件电路设计图(下接按键（常用）和上接按键)。对于按键开关来说，常见以上四种设计方法，而行业规范中，单片机端口一般都有上拉输入模式（弱上拉），所以基本上就选择内部上拉/外部上拉的设计电路。

  • 下接按键（常用）：第一个图，按下按键，引脚为低电平，松手，引脚为高电平
  • 如果电路同时存在内部上拉和外部上拉，那么其高电平的驱动能力更强，但是低电平会更加耗电。两个下拉电路则可以使低电平驱动能力更强，而不会明显增加损耗。
  • 浮空输入模式下，每部没有上下拉，此时必须在外部有上下拉电路。
  • 注意内部和外部的上下拉必须一致，内部有上下拉时，就可以不用配置外部上下拉。

上图是传感器模块实物图，从左到右依次是：光敏电阻传感器、热敏电阻传感器、对射式红外传感器、反射式红外传感器。传感器（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。
上图是传感器模块原理图：

上述所给出的是一个比较通用的传感器模块格式

  • 左起第三个模块：下面的可变电阻就是各种传感器模块所对应的阻值，与上面的分压电压R1进行，进而输出模拟电压值A0。电容C2是滤波电容。
  • 左边起第一个模块：使用LM393模块，通过运算放大器实现"电压比较器"的功能。IN-是一个可以调节的值，IN+则直接连接传感器的模拟分压AO,当AO>IN-时，数字输出DO拉高；当AO<IN-时，数字输出DO拉低。
  • 左边起第二个模块：通过一个滑变电阻器实现比较电压IN-的调整。
  • 左边起第四个模块：电源指示灯。
  • 左边起第五个模块：传感器模块的端口。LED2用于指示数字输出DO的值。注意R5上拉电阻保证DO的默认值为高。
    补充情况：
    1.对于对射式红外传感器来说，N1就是红外接收管，并且额外还有一个点亮红外发射管的电路，模拟电压表示时接收红外信号的强度。并且该模块常用于检测通断，所以用两个电阻将阈值固定为1/2的参考电压，而不是采用滑动变阻器。
    2.对于反射式红外式传感器，向下发射和接收红外光，可以做循迹小车。

而对于传感器模块的电路设计来说，由于采用模块的方案，所以直接给传感器接上VCC和GND,将模拟信号AO和数字信号DO接在stm32的对应端口上即可。

本次实验采用数字信号DO接入,关于模拟信号接入的使用方法在后面AD/DA的实验中继续讲解。

四、 实验 按键控制LED、光敏传感器控制蜂鸣器

4.1 需求1：一个按键开关控制一个LED,每次按下按键，LED就改变自己的亮灭状态；两套系统互不影响

  • LED低电平驱动。
  • 按键B11控制LEDA2,按键B1控制LEDA1.
  • LED的状态改变是"松开触发"。

上图分别依次是按键控制LED-接线图和代码调用（不包括库函数）

以下是代码展示

main.c

c 复制代码 
#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "LED.h"
#include "Key.h"

uint8_t KeyNum;		//定义用于接收按键键码的变量

int main(void)
{
	/*模块初始化*/
	LED_Init();		//LED初始化
	Key_Init();		//按键初始化
	
	while (1)
	{
		KeyNum = Key_GetNum();		//获取按键键码
		
		if (KeyNum == 1)			//按键1按下
		{
			LED1_Turn();			//LED1翻转
		}
		
		if (KeyNum == 2)			//按键2按下
		{
			LED2_Turn();			//LED2翻转
		}
	}
}

LED.h

c 复制代码 
#ifndef __LED_H
#define __LED_H

void LED_Init(void);
void LED1_ON(void);
void LED1_OFF(void);
void LED1_Turn(void);
void LED2_ON(void);
void LED2_OFF(void);
void LED2_Turn(void);

#endif

Key.h

c 复制代码 
#ifndef __KEY_H
#define __KEY_H

void Key_Init(void);
uint8_t Key_GetNum(void);

#endif

LED.c

c 复制代码 
#include "stm32f10x.h"                  // Device header

/**
  * 函    数：LED初始化,初始化PA2、PA1作为两个LED的输出端口
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void LED_Init(void)
{
	/*开启时钟*/
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);		//开启GPIOA的时钟
	
	/*GPIO初始化*/
	//初始化PA的输出端口：定义结构体及参数
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);						//将PA1和PA2引脚初始化为推挽输出
	
	/*设置GPIO初始化后的默认电平，默认输出为低电平LED初始不亮*/
	GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2);				//设置PA1和PA2引脚为高电平
}

/**
  * 函    数：LED1开启
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void LED1_ON(void)
{
	GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);		//设置PA1引脚为低电平
}

/**
  * 函    数：LED1关闭
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void LED1_OFF(void)
{
	GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);		//设置PA1引脚为高电平
}

/**
  * 函    数：LED1状态翻转
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void LED1_Turn(void)
{
	if (GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_1) == 0)		//获取输出寄存器的状态，如果当前引脚输出低电平
	{
		GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);					//则设置PA1引脚为高电平
	}
	else													//否则，即当前引脚输出高电平
	{
		GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);					//则设置PA1引脚为低电平
	}
}

/**
  * 函    数：LED2开启
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void LED2_ON(void)
{
	GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);		//设置PA2引脚为低电平
}

/**
  * 函    数：LED2关闭
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void LED2_OFF(void)
{
	GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);		//设置PA2引脚为高电平
}

/**
  * 函    数：LED2状态翻转
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void LED2_Turn(void)
{
	if (GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_2) == 0)		//获取输出寄存器的状态，如果当前引脚输出低电平
	{                                                  
		GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);               		//则设置PA2引脚为高电平
	}                                                  
	else                                               		//否则，即当前引脚输出高电平
	{                                                  
		GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);             		//则设置PA2引脚为低电平
	}
}

Key.c

c 复制代码 
#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"

/**
  * 函    数：按键初始化，初始化B11、B1作为按键2、按键1
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void Key_Init(void)
{
	/*开启时钟*/
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);		//开启GPIOB的时钟
	
	/*GPIO初始化*/
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_11;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);						//将PB1和PB11引脚初始化为上拉输入
}

/**
  * 函    数：按键获取键码
  * 参    数：无
  * 返 回 值：按下按键的键码值，范围：0~2，返回0代表没有按键按下
  * 注意事项：此函数是阻塞式操作，当按键按住不放时，函数会卡住，直到按键松手
  */
uint8_t Key_GetNum(void)
{
	uint8_t KeyNum = 0;		//定义变量，默认键码值为0
	
	if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0)			//读PB1输入寄存器的状态，如果为0，则代表按键1按下
	{
		Delay_ms(20);											//延时消抖
		while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0);	//等待按键松手
		Delay_ms(20);											//延时消抖
		KeyNum = 1;												//置键码为1
	}
	
	if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11) == 0)			//读PB11输入寄存器的状态，如果为0，则代表按键2按下
	{
		Delay_ms(20);											//延时消抖
		while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11) == 0);	//等待按键松手
		Delay_ms(20);											//延时消抖
		KeyNum = 2;												//置键码为2
	}
	
	return KeyNum;			//返回键码值，如果没有按键按下，所有if都不成立，则键码为默认值0
}

编程感想：

1 .代码提示框如果不弹出，可以使用CTRL+space 弹出代码提示框。如果没用的话，大概率是和中英切换快捷键冲突，输入法右键设置取消即可。

2.GPIO配置好之后默认就是低电平，所以配置好后LED会默认是亮的状态。

3.本工程创建了全新的驱动函数文件夹Hardware,专门用于存放程序中使用到的外设(如LED、按键、光敏传感器等)的驱动函数。做好驱动代码的提取是非常重要的，可以极大地方便梳理框架。

4.其实写完之后发现，这个按键开关非常不灵敏，经常出现按键松手后LED没有反应的情况，大概这就是设置"光敏传感器控制蜂鸣器"实验的原因吧

4.2 需求2：光敏电阻被遮挡，蜂鸣器长鸣，光敏电阻不被遮挡，蜂鸣器不响。

  • 蜂鸣器低电平驱动。
  • 光敏传感器，光强越强阻值越小，分压越小；DO的LED指示灯低电平驱动。

上图是光敏传感器控制蜂鸣器的接线图，下图是代码调用（不包括库函数）

main.c

c 复制代码 
#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "Buzzer.h"
#include "LightSensor.h"

int main(void)
{
	/*模块初始化*/
	Buzzer_Init();			//蜂鸣器初始化
	LightSensor_Init();		//光敏传感器初始化
	
	while (1)
	{
		if (LightSensor_Get() == 1)		//如果当前光敏输出1
		{
			Buzzer_ON();				//蜂鸣器开启
		}
		else							//否则
		{
			Buzzer_OFF();				//蜂鸣器关闭
		}
	}
}

Buzzer.h

c 复制代码 
#ifndef __BUZZER_H
#define __BUZZER_H

void Buzzer_Init(void);
void Buzzer_ON(void);
void Buzzer_OFF(void);
void Buzzer_Turn(void);

#endif

Buzzer.c

c 复制代码 
#include "stm32f10x.h"                  // Device header

/**
  * 函    数：蜂鸣器初始化
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void Buzzer_Init(void)
{
	/*开启时钟*/
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);		//开启GPIOB的时钟
	
	/*GPIO初始化*/
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);						//将PB12引脚初始化为推挽输出
	
	/*设置GPIO初始化后的默认电平*/
	GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);							//设置PB12引脚为高电平
}

/**
  * 函    数：蜂鸣器开启
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void Buzzer_ON(void)
{
	GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);		//设置PB12引脚为低电平
}

/**
  * 函    数：蜂鸣器关闭
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void Buzzer_OFF(void)
{
	GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);		//设置PB12引脚为高电平
}

/**
  * 函    数：蜂鸣器状态翻转
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void Buzzer_Turn(void)
{
	if (GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_12) == 0)		//获取输出寄存器的状态，如果当前引脚输出低电平
	{
		GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);						//则设置PB12引脚为高电平
	}
	else														//否则，即当前引脚输出高电平
	{
		GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);						//则设置PB12引脚为低电平
	}
}

LightSensor.h

c 复制代码 
#ifndef __LIGHT_SENSOR_H
#define __LIGHT_SENSOR_H

void LightSensor_Init(void);
uint8_t LightSensor_Get(void);

#endif

LightSensor.c

c 复制代码 
#include "stm32f10x.h"                  // Device header

/**
  * 函    数：光敏传感器初始化
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void LightSensor_Init(void)
{
	/*开启时钟*/
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);		//开启GPIOB的时钟
	
	/*GPIO初始化*/
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);						//将PB13引脚初始化为上拉输入
}

/**
  * 函    数：获取当前光敏传感器输出的高低电平
  * 参    数：无
  * 返 回 值：光敏传感器输出的高低电平，范围：0/1
  */
uint8_t LightSensor_Get(void)
{
	return GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_13);			//返回PB13输入寄存器的状态
}

编程感想：

1.模块化编程香，每个模块都写一个专门的驱动函数存放在Hardware文件夹中，使得main.c函数极其简单，几乎就可以直接按照人类正常的功能逻辑书写代码

2.蜂鸣器是低电平驱动 光敏传感器，光强越强那阻值越小，分压越小；光敏电阻被阻挡，蜂鸣器长鸣。

3.获取光敏电阻返回的GPIO值初始值是1,当有光源时，变为0。

参考：B站STM32江协自动化&【哈工大虎慕】

道友：蹉跎者光阴如梭，有志者岁月如歌

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