STM32HAL 快速入门（六）：GPIO 输入之按键控制 LED

前言

大家好，这里是 Hello_Embed。GPIO 不仅能输出电平控制外设，还能通过输入模式读取外部信号 ------ 本篇先从 "按键控制 LED" 开始，学习 GPIO 输入的基础用法，下一篇将进阶到 "光敏传感器控制蜂鸣器"，逐步掌握不同输入场景的处理。

一、调试器连接问题解决

在调试时，可能会遇到 STM32 与调试器无法连接的情况，报错如下：

可在 CubeMX 中修改配置解决：进入 "Pinout & Configuration"→"System Core"→"SYS"，将 "Debug" 选项从 "No Debug" 改为 "Serial Wire"，具体步骤如图：

具体原理此处不展开，读者可自行探究，我们回到 GPIO 输入的实战。

二、按键控制 LED 的实现

GPIO 输入模式的核心是 "读取外部信号电平"，以按键为例，我们需要通过引脚读取按键的按下 / 松开状态，再控制 LED 的亮灭。

1. 机械按键的特性与消抖需求

按键是机械开关，按下时触点会短暂弹跳，导致电平在高低之间快速波动（即 "抖动"），直接读取会产生误判。因此，需要通过 "消抖" 处理（如延时）确保信号稳定。

2. 硬件电路搭建

在面包板上搭建电路，连接按键与 STM32：

面包板上下端通过电阻接入 VCC 和 GND，提供电源；
按键一端连接 PB14 引脚，另一端连接 VCC，原理图如下：

3. CubeMX 配置 PB14 为输入模式

按键未按下时，PB14 引脚悬空（电平不确定），需配置为下拉输入（启用内部下拉电阻）：

未按下时，下拉电阻将 PB14 拉至低电平（0V）；
按下时，VCC 通过按键将 PB14 拉高（3.3V），状态明确。
配置步骤：在 CubeMX 中选择 PB14，设置为 "GPIO_Input"，并选择 "Pull-down"（下拉）：

同时确保 PC13 已按之前的配置设为推挽输出（控制 LED），生成工程。

4. 代码实现：读取按键状态控制 LED

通过HAL_GPIO_ReadPin函数读取 PB14 的电平状态，再用HAL_GPIO_WritePin控制 PC13（LED）。

（1）基础代码（带消抖）

c 复制代码

while (1)
{
  /* USER CODE END WHILE */
  /* USER CODE BEGIN 3 */
  GPIO_PinState state;  // 存储按键状态
  state = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_14);  // 读取PB14电平
  HAL_Delay(20);  // 延时20ms消抖，过滤机械抖动
  
  if (state == GPIO_PIN_SET)  // 按键按下（高电平），LED点亮（低电平）
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);
  else  // 按键松开（低电平），LED熄灭（高电平）
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_SET);
  /* USER CODE END 3 */
}

HAL_GPIO_ReadPin函数的功能如图（返回引脚的高低电平）：

返回值类型GPIO_PinState是枚举类型，仅包含GPIO_PIN_RESET（0）和GPIO_PIN_SET（1）：

c 复制代码

typedef enum
{
  GPIO_PIN_RESET = 0u,
  GPIO_PIN_SET
} GPIO_PinState;

加入HAL_Delay(20)后，可稳定读取按键状态，LED 能正常响应按键操作：

（2）简化代码（反向控制）

一行代码可实现相反效果（按键按下 LED 灭，松开 LED 亮）：

c 复制代码

while (1)
{
  /* USER CODE END WHILE */
  /* USER CODE BEGIN 3 */
  // 直接将PB14的状态作为PC13的输出值
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_14));
  /* USER CODE END 3 */
}

效果相反的原因：LED 是 "低电平点亮"，而按键按下时 PB14 为高电平，直接传递状态会导致 LED 在按键按下时熄灭；
不能用~取反的原因：HAL_GPIO_ReadPin返回的是枚举类型，而非整数，取反操作不适用。

结尾

本文通过 "按键控制 LED" 掌握了 GPIO 输入模式的基础用法：配置下拉输入、用HAL_GPIO_ReadPin读取电平、通过延时消抖处理机械抖动。这些是处理数字输入信号的核心技巧。

下一篇笔记，我们将进一步探索 GPIO 输入的应用 ------ 用光敏电阻（模拟信号）控制蜂鸣器，学习如何处理连续变化的输入信号。Hello_Embed 继续带你深入 GPIO 的实用场景，敬请期待～