课时02 嵌入式技术应用设计实训 | GPIO 输入与外部中断：按键

阿钱真强道2026-10-06 17:29

嵌入式技术应用设计实训 | GPIO 输入与外部中断：按键

本课程开源地址（Gitee） ：https://gitee.com/fujianxinxi/qianrushishixundianzi.git

课件、示例代码与验收脚本都在该仓库，可直接 git clone 或下载 ZIP 使用。

B站配套视频合集 ：https://space.bilibili.com/572740825/lists?sid=9228122

合集《嵌入式技术应用设计实训｜STM32F103 从点灯到智能家居》：每课配一节视频，可先看现象演示，再照着做。

开发板资料A盘（百度网盘） ：https://pan.baidu.com/s/1_EXrjRUewwmGMgcy38zEZg（提取码：zbri）

正点原子官方资料下载 ：http://www.openedv.com/docs/boards/stm32/zdyz_stm32f103_nano.html
模块一 基础外设开发 · 2 学时 · 环境：Keil MDK5 + VS Code + 正点原子 STM32F103 Nano V1.3

一句话概述：从"读一个引脚的电平"入手，先弄清板载 4 个按键（KEY0/KEY1/KEY2/WK_UP）按下时分别是低电平还是高电平、为什么必须配上拉或下拉；再把它们配成外部中断（EXTI）+ NVIC，写出中断入口与回调，实现"按任意一个键，8 个 LED 在全亮与全灭之间翻转一次"。重点讲清"引脚号 → EXTI 线号 → NVIC 通道号"三段绑定，以及"中断里不能延时、消抖改用时间戳锁定"。课堂练习 4 条，大作业把"一键翻转全部"扩成"4 个键各管一个灯、按一下亮再按一下灭"。

本节目标

  1. 能说出读一个按键要按"开时钟 → 配输入（上拉/下拉）→ 读电平"三步走，并说清 KEY0/KEY1/KEY2 为什么配上拉、WK_UP 为什么配下拉
  2. 会配置 EXTI + NVIC（含中断入口函数与回调函数），让按任意一个键都能把 8 个 LED 在"全亮 / 全灭"之间翻转一次
  3. 能说出"引脚号 → EXTI 线号 → NVIC 通道号"的三段对应关系，并解释为什么中断里不能延时消抖

一、原理说明

GPIO 做输出是往外写电平，做输入就反过来------读电平：先给端口开时钟，再把引脚配成输入、并按需要打开上拉或下拉电阻，最后用 HAL_GPIO_ReadPin() 读回它的高低。板载 4 个按键并不是"按键直接接在 IO 上"这么简单：KEY0/KEY1/KEY2 是按键另一端接地，所以必须打开内部上拉 ，不按时引脚被拉成高电平、按下才被按键拉到地（低电平）；WK_UP 接的是 3.3V，必须打开内部下拉 ，不按时是低、按下才是高------这也是 4 个键里唯一的反相。机械按键在按下和松开的一瞬间，触点会弹跳三五毫秒，电平像下雨一样忽高忽低，所以"读一次就当按下"往往会把一次按动读成好几次。外部中断（EXTI）的作用是让引脚自己盯着电平变化 ：变化一发生，硬件立刻把 CPU 拉到我们写好的那段函数里执行，主循环就不用一直盯着按键了。配一个外部中断要记住三段绑定------引脚号决定 EXTI 线号，EXTI 线号决定 NVIC 里的中断通道号，三段错一个，代码照样能编译、能下载，但按键就是一点反应都没有。

二、讲解内容

2.1 知识讲解

先认清 4 个按键接在哪、按下是什么电平 （以下照厂家例程 HARDWARE/KEY/key.c 抄，别看反）：

板载按键 开发板引脚 不按时 按下时 引脚怎么配（HAL）
KEY0 PC8 高（内部上拉） 低 GPIO_PULLUP + 下降沿触发
KEY1 PC9 高（内部上拉） 低 同上（和 KEY0 一次配好）
KEY2 PD2 高（内部上拉） 低 同上（只换引脚号）
WK_UP PA0 低（内部下拉） 高（唯一反相） GPIO_PULLDOWN + 上升沿触发

三段绑定：引脚号 → EXTI 线号 → NVIC 通道号 。EXTI 的线号不看端口（PA/PC/PD 都一样），只看引脚号 ：PC8 是线 8、PC9 是线 9、PD2 是线 2、PA0 是线 0。而 NVIC 里的通道是按"线"分的，并且会合并------线 0、线 1 各有独立通道，线 5~9 挤在同一个通道 EXTI9_5 里：

按键 引脚 EXTI 线号 中断入口函数（向量表按函数名找） NVIC 通道
WK_UP PA0 线 0 EXTI0_IRQHandler EXTI0_IRQn
KEY2 PD2 线 2 EXTI2_IRQHandler EXTI2_IRQn
KEY0 PC8 线 8 EXTI9_5_IRQHandler EXTI9_5_IRQn
KEY1 PC9 线 9 同上（和 PC8 同一个入口） 同上

"线 8、线 9 共用一个入口"是新手最容易迷糊的地方 ：KEY0 和 KEY1 的中断都会跳进 EXTI9_5_IRQHandler，所以在里面一次要把两个引脚都处理掉------本课直接写成 HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9);，谁触发就翻谁的状态，写法最简单也最不容易漏。

输入三步，和输出三步一样不能少：

步骤 干什么 本课的代码 不做会怎样
① 开时钟 给按键引脚所在端口使能时钟 __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); 等三行 引脚配置全部无效，按键没反应，且不报错
② 配模式 配成输入并按需要打开上拉/下拉；要中断就再加上触发边沿 GPIO_MODE_IT_FALLING + GPIO_PULLUP 引脚是复位后的浮空输入，电平乱飘，会误触发
③ 使能中断 让 NVIC 放行这条中断通道 HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI9_5_IRQn); 引脚能看到电平变化，但 CPU 永远不会被叫去处理

STM32F1 的一个专属细节（AFIO 时钟） ：F1 的 EXTI 引脚映射要经过 AFIO 外设，写寄存器版时得先 __HAL_RCC_AFIO_CLK_ENABLE();。不过 HAL 库的 HAL_GPIO_Init() 一看到 IT 模式就替你把这句写好了（在 stm32f1xx_hal_gpio.c 里），所以本课代码里不用再写；看到别的例程多这一句，知道它在干什么就行。

抖动与消抖：两种做法，效果一样，代价不同。机械按键按下和松开的瞬间，触点在几毫秒里反复通断，电平会跳好几次------这就是"抖动"。不处理的话，一次按动会被当成两三次：

做法 怎么写 优点 代价
轮询 + 延时消抖 厂家例程的 KEY_Scan()：读到按下 → delay_ms(10) 再确认一次 → 松手后才允许下一次 直观好懂，适合小实验 CPU 一直盯着按键；delay_ms 那 10ms 里什么都干不了
中断 + 时间戳锁定（本课用） 回调里记 HAL_GetTick()，200ms 内再来就丢掉 不占 CPU，主循环空闲 快速连按会被"吞"掉几次（把 KEY_LOCK_MS 调小可缓解）

中断里为什么不能延时 ：中断一旦进入，主循环就停在原地等它执行完。如果在中断里写 delay_ms(10)，整个系统就被卡住 10ms，按键按得急了还会互相插队，现象会变得莫名其妙。另外 HAL_GetTick() 靠 SysTick 的 1ms 中断累计，如果中断优先级配得不对，它可能一直不变，用时间戳会算错。本课把 EXTI 的抢占优先级设成 2 （数值越大优先级越低），而 SysTick 是 0、比它高，所以在中断里 HAL_GetTick() 照样在走------这是"时间戳锁定"能放进中断的前提。

HAL 库的中断调用链（记住这三步就够）：

text 复制代码 
引脚电平出现下降沿/上升沿（KEY0~KEY2 下降沿、WK_UP 上升沿）
        │  硬件自动触发
        ▼
EXTI9_5_IRQHandler()            ← 中断入口函数，向量表按这个名字找它
        │  我们调用
        ▼
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(引脚)  ← HAL 帮你清掉中断挂起标志
        │  它再调用
        ▼
HAL_GPIO_EXTI_Callback(引脚)    ← 我们干活的地方：翻转 8 个灯

HAL_GPIO_EXTI_Callback() 在 HAL 库里是弱函数 （__weak）：我们在 main.c 里重写一份，链接时就会用我们这份，不用注册、也不用函数指针。

2.2 代码示例

本课只改一个文件 ：课时文档/代码/课时02-GPIO 输入与外部中断-按键/按键实验/USER/main.c。工程里其余文件都是厂家例程现成的，不用动：

text 复制代码 
课时文档/代码/课时02-GPIO 输入与外部中断-按键/
└── 按键实验/                     ← 正点原子官方"按键实验"例程（HAL 库版）
    ├── USER/KEY.uvprojx          ← Keil 打开这个工程
    ├── USER/main.c               ← 本课唯一要改的文件
    ├── HARDWARE/KEY/             ← 厂家按键驱动 key.c / key.h（轮询版，本课不调用，练习 P2.3 要用）
    ├── HARDWARE/LED/             ← LED 驱动：PC0~PC7 配成推挽输出，上电默认全灭
    ├── HARDWARE/BEEP/            ← 蜂鸣器驱动（本课不用，练习 P2.4 会用到）
    ├── SYSTEM/                   ← sys、delay（delay_ms 就在这里）、usart
    ├── HALLIB/ CORE/             ← HAL 库与启动文件（不用改）
    └── OBJ/                      ← 编译输出（已加入 .gitignore，不进仓库）

下面是本课 USER/main.c 的完整代码（一个文件，一个现象）：

c 复制代码 
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
/************************************************
  嵌入式技术应用设计实训 课时02 GPIO 输入与外部中断：按键
  本文件基于正点原子 ALIENTEK NANO STM32F103 厂家例程（按键实验-HAL库版）改写。
  例程版权归广州市星翼电子科技有限公司所有。

  硬件（正点原子 STM32F103 Nano V1.3，全部板载，不用接线）：
       DS0~DS7（红色 LED） 接 PC0~PC7，低电平点亮
       KEY0 接 PC8、KEY1 接 PC9、KEY2 接 PD2 ------ 按下是低电平（芯片内上拉）
       WK_UP 接 PA0        ------ 按下是高电平（芯片内下拉，唯一反相）

  本课现象（只有一个）：按任意一个键，8 个 LED 在"全亮 / 全灭"之间翻转一次。
  实现方式：外部中断（EXTI + NVIC）。中断只做两件事------判断抖动、翻转灯，
  其余时间主循环什么都不干，等着中断来敲门。

  两个必须记住的坑：
       1) 中断里不能延时消抖（delay_ms 靠 SysTick，在中断里死等会把整个程序拖住），
          所以本课用"时间戳锁定"：200ms 内的重复触发直接丢掉。
       2) 中断入口函数 EXTIx_IRQHandler 必须存在，否则中断触发了也进不来。
          厂家这个例程是轮询版，没写这三个入口，本课把它们补在下面。
************************************************/

/* ---------- LED：低电平点亮，PC0~PC7 对应 DS0~DS7（与课时01 写法一致） ---------- */
#define LED_ALL_OFF()  HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, (uint16_t)0x00FF, GPIO_PIN_SET)    /* 8 个灯全灭 */
#define LED_ALL_ON()   HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, (uint16_t)0x00FF, GPIO_PIN_RESET)  /* 8 个灯全亮 */

/* ---------- 消抖：同一个键两次响应的最小间隔（毫秒），觉得太钝就改小 ---------- */
#define KEY_LOCK_MS    200

static u8 all_on = 0;      /* 8 个灯当前的状态：0 = 全灭，1 = 全亮 */

/* ------------------------------------------------------------------
   中断入口：Cortex-M3 的向量表按函数名找入口，名字写错 = 中断永远进不来
     PA0  -> EXTI0        线 0
     PD2  -> EXTI2        线 2
     PC8  -> EXTI9_5      线 8、线 9 共用一个入口，所以一次要处理两个引脚
   HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler() 会清中断标志，再调用下面的 HAL_GPIO_EXTI_Callback()
   ------------------------------------------------------------------ */
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
    HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_0);                 /* WK_UP */
}

void EXTI2_IRQHandler(void)
{
    HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_2);                 /* KEY2  */
}

void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{
    HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9);    /* KEY0 / KEY1 */
}

/* ------------------------------------------------------------------
   按键中断初始化：4 个按键全部配成"外部中断"模式
   输入三步一样不能少：开时钟 -> 配模式（含上拉/下拉、触发边沿）-> 使能中断
   注意 WK_UP 与另外三个相反：按下是高电平，所以配下拉 + 上升沿
   ------------------------------------------------------------------ */
static void KEY_EXTI_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;

    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();           /* WK_UP 在 PA0 */
    __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();           /* KEY0/KEY1 在 PC8/PC9 */
    __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();           /* KEY2 在 PD2 */
    /* STM32F1 的 EXTI 引脚映射要经过 AFIO：HAL 库的 HAL_GPIO_Init() 看到 IT 模式时
       已经替你开了 AFIO 时钟（stm32f1xx_hal_gpio.c 里那行 __HAL_RCC_AFIO_CLK_ENABLE()），
       所以这里不用再写；写寄存器版时要自己开。 */

    /* KEY0(PC8)、KEY1(PC9)：按下是低电平 -> 上拉 + 下降沿 */
    GPIO_Initure.Pin   = GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9;
    GPIO_Initure.Mode  = GPIO_MODE_IT_FALLING;
    GPIO_Initure.Pull  = GPIO_PULLUP;
    GPIO_Initure.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_Initure);

    /* KEY2(PD2)：同上（沿用上面的结构体，只改引脚） */
    GPIO_Initure.Pin = GPIO_PIN_2;
    HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_Initure);

    /* WK_UP(PA0)：按下是高电平 -> 下拉 + 上升沿，触发方式与上面相反 */
    GPIO_Initure.Pin  = GPIO_PIN_0;
    GPIO_Initure.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;
    GPIO_Initure.Pull = GPIO_PULLDOWN;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_Initure);

    /* 使能 NVIC 通道：引脚号 -> EXTI 线号 -> 中断通道号，三段要一一对上 */
    HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn, 2, 0);     /* 线 0，WK_UP */
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);

    HAL_NVIC_SetPriority(EXTI2_IRQn, 2, 0);     /* 线 2，KEY2  */
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI2_IRQn);

    HAL_NVIC_SetPriority(EXTI9_5_IRQn, 2, 0);   /* 线 5~9，KEY0/KEY1 都在这 */
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI9_5_IRQn);
}

/* ------------------------------------------------------------------
   中断回调：HAL 库里所有 EXTI 线最终都进这里
   它在 HAL 里是"弱函数"，在 main.c 里重写一份就被调用（不用注册）
   这里只干两件事：200ms 锁定消抖、翻转 8 个灯
   ------------------------------------------------------------------ */
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
    static uint32_t last_tick = 0;      /* 上一次响应的时间戳 */
    uint32_t now = HAL_GetTick();       /* 开机以来的毫秒数 */

    if (now - last_tick < KEY_LOCK_MS) return;   /* 200ms 内再触发：判为抖动，丢掉 */
    last_tick = now;

    all_on = !all_on;                   /* 翻转状态 */
    if (all_on) LED_ALL_ON();
    else        LED_ALL_OFF();
}

int main(void)
{
    HAL_Init();                     /* 初始化 HAL 库：顺便把 1ms 时基（HAL_GetTick）跑起来 */
    Stm32_Clock_Init(RCC_PLL_MUL9); /* 系统时钟：倍频到 72MHz */
    delay_init(72);                 /* 初始化延时函数 */
    LED_Init();                     /* 初始化 LED：DS0~DS7（PC0~PC7） */
    KEY_EXTI_Init();                /* 初始化 4 个按键的外部中断 */

    LED_ALL_OFF();                  /* 上电先全灭，按下第一个键就看到"全亮" */

    while (1)
    {
        /* 主循环什么都不用做：按键一按，中断自己把 8 个灯翻转
           （这就是中断的好处------CPU 不用一直盯着按键） */
    }
}

代码里最值得盯住的 4 处：

位置 为什么这么写
GPIO_MODE_IT_FALLING / GPIO_MODE_IT_RISING KEY0~KEY2 按下是低电平，配下降沿；WK_UP 按下是高电平，配上升沿。配反的现象是"松手才翻"或"完全没反应"
EXTI9_5_IRQHandler() 里的 GPIO_PIN_8 与 GPIO_PIN_9 线 8、线 9 共用一个入口，两个按键一次处理完，少写一个就会"KEY1 按下没反应"
HAL_GPIO_EXTI_Callback() 里的 HAL_GetTick() 判断 中断里不能延时，用时间戳做 200ms 锁定消抖
while (1) {} 空着的主循环 说明"中断把主循环解放了"：按键响应不再靠轮询，主循环可以什么都不干

三、实验操作与现象

3.1 接线与操作步骤

本课不用任何额外接线：LED、4 个按键都在板上（这点和课时01 一样，插上就能做）。

模块/元件 开发板引脚 说明
KEY0 PC8 按下为低电平；已打开内部上拉，不用外接电阻
KEY1 PC9 同上（与 KEY0 共用中断入口）
KEY2 PD2 同上（独立一条 EXTI 线）
WK_UP PA0 按下为高电平；已打开内部下拉（唯一反相，别照 KEY0 的写法套）
DS0~DS7 PC0~PC7 低电平点亮，本课用来显示按键状态
ST-Link SWDIO / SWCLK / GND 下载与调试（课时00 已连好）

操作步骤：

  1. Keil 打开工程：课时文档/代码/课时02-GPIO 输入与外部中断-按键/按键实验/USER/KEY.uvprojx
  2. 选下载器：Options for Target → Debug → ST-Link Debugger → OK（课时00 已设过，换电脑要重设）
  3. 看代码：确认 main.c 里的 KEY_LOCK_MS 是 200（消抖锁定时间）
  4. 编译：Build（F7），确认 0 Error(s), 0 Warning(s)
  5. 下载：Download（F8），确认 Programming Done. Verify OK.
  6. 按复位键 RST（或重新上电）：8 个灯全灭，程序就绪
  7. 依次按 KEY0、KEY1、KEY2、WK_UP：每按一次，8 个灯在"全亮 / 全灭"之间翻转一次

3.2 观察到的现象

本课现象以随课视频演示为准（视频里会把 4 个按键各按几遍、再快速连按一遍），文档不逐条配截图；你自己做完请录一段或拍一张，作为提交物。

操作 看到什么算成功 怎么核对
上电/复位后 8 个灯全灭，安静地等着 一个灯都不亮，也没有声音
按一下 KEY0（PC8） 8 个灯全部亮 ；再按一下全部灭 一次按动只翻转一次，不会只亮一部分
按一下 KEY1（PC9） 同上 KEY1 与 KEY0 走同一个中断入口 EXTI9_5，现象应完全一致
按一下 KEY2（PD2） 同上 它走 EXTI2，是独立的一条线
按一下 WK_UP（PA0） 同上 它是高电平有效、走 EXTI0；松开时不应再翻一次
快速连按同一个键（每秒 4~5 下） 灯不会被一次按动翻两三次 200ms 锁定在起作用；把 KEY_LOCK_MS 改成 500 再按，感觉更明显

看不到现象怎么办（按最可能的原因排序）：

现象 最可能的原因 怎么处理
4 个键按了都没反应，灯一直全灭 中断入口函数没写或名字拼错（例如写成 EXIT9_5_IRQHandler）；或忘了 HAL_NVIC_EnableIRQ() 对照 2.1 节的"三段绑定"表，逐项核对入口函数名与通道号
只有 WK_UP 有反应，另外三个没反应 KEY0/KEY1/KEY2 的配置不对：漏了 GPIO_PULLUP，或漏开 GPIOC / GPIOD 时钟 检查三行 __HAL_RCC_GPIOx_CLK_ENABLE() 是否都在
只有 KEY0 有反应，KEY1 没反应 EXTI9_5_IRQHandler 里只写了 GPIO_PIN_8 补成 GPIO_PIN_8 与 GPIO_PIN_9
按键一按，灯闪两三次才停 消抖没生效（KEY_LOCK_MS 被改成 0） 恢复 KEY_LOCK_MS 200
松手才翻 / 按住不翻 触发边沿配反了：低有效的键配成了上升沿 KEY0~KEY2 用 GPIO_MODE_IT_FALLING，WK_UP 用 GPIO_MODE_IT_RISING
编译报重复定义（multiply defined） 中断入口函数在 stm32f1xx_it.c 里也写了一份（本工程没有，换别的例程时可能遇到） 只保留一处；本课统一写在 main.c
一上电 8 个灯就是全亮 少了 LED_ALL_OFF() 那句 在 LED_Init() 之后补上
下载报 No Cortex-M Device found 下载器没连好 / 板子没上电 查 SWD 三根线与供电（课时00 练过一遍）

四、学生练习

课堂上按顺序做，一条一条改、一条一条看现象：

编号 任务 提示 预期结果
P2.1 只让 KEY0 有效 注释掉 __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();、__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();，以及 WK_UP、KEY2 的 HAL_GPIO_Init() 与两次 HAL_NVIC_EnableIRQ()（EXTI0、EXTI2） 只有 KEY0 能翻转 8 个灯，另外三个键按了没反应；EXTI9_5 里只处理线 8 也行
P2.2 亲眼看抖动 把 KEY_LOCK_MS 改成 0，快速连按同一个键 10 次；看完再改回 200 改 0 时灯会多翻好几下（一次按动翻两三次），改回 200 后恢复正常
P2.3 改成轮询版 用工程自带的 HARDWARE/KEY/key.c：while (1) 里 key = KEY_Scan(0); 判断 KEY0_PRES~WKUP_PRES；去掉 NVIC 配置与三个中断入口函数 按键照样能翻转灯；再把 KEY_Scan 里的 delay_ms(10) 注释掉，快速按几下看会不会变"脏"
P2.4 加一声"嘀"（选做） 本板蜂鸣器接 PB8、低电平响 （课时01 已实测）：按键时 HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET)，100ms 后写回 GPIO_PIN_SET 每按一次"嘀"一声，同时 8 个灯翻转；注意别在中断里用 delay_ms 等 100ms
P2.5 挑战：把边沿改成双边沿 把 WK_UP 配成 GPIO_MODE_IT_RISING_FALLING（下拉不变），按住、松开各看一次 按住翻一次、松开又翻一次------直观体会"边沿触发"与"电平"的差别

五、大作业（实验二：4按键控制 LED 亮灭）

本作业对应课程大纲里的实验二「4按键控制 LED 亮灭」，当堂完成、当堂验收；做不完的带回宿舍接着做，下次课开课先收。

5.1 任务书

把课上"任意一个键按下，8 个灯一起翻转 "扩成"4 个键各管一个灯，按一下亮、再按一下灭"，4 个灯互不影响：

  1. 必须用本课学的外部中断（EXTI + NVIC）实现，处理都在 HAL_GPIO_EXTI_Callback() 里
  2. 每盏灯的状态要用变量 记住（例如 static u8 led_on[4];）------不要"读灯现在的电平再取反"，那是另一种写法，键与灯不是一对一的时候会立刻出错
  3. 键与灯的对应：KEY0 → DS0、KEY1 → DS1、KEY2 → DS2、WK_UP → DS3；其余四个灯（DS4~DS7）保持全灭
  4. 保留 200ms 锁定消抖，同一个键连按 10 次，该灯亮灭各 5 次
  5. 编译输出 0 Error(s), 0 Warning(s)

5.2 分步提示

  1. 先想清"谁管谁" ：GPIO_PIN_8（KEY0）→ 第 0 号灯，GPIO_PIN_9（KEY1）→ 第 1 号灯，GPIO_PIN_2（KEY2）→ 第 2 号灯，GPIO_PIN_0（WK_UP）→ 第 3 号灯
  2. 回调里先认出是哪个键 ：用 GPIO_Pin 判断，得到一个序号 n = 0~3
  3. 用数组记状态 ：static u8 led_on[4] = {0, 0, 0, 0};，翻转 led_on[n] = !led_on[n];
  4. 按状态写电平 ：HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, (uint16_t)(1U << n), led_on[n] ? GPIO_PIN_RESET : GPIO_PIN_SET);------本板低电平点亮，别写反
  5. 编译下载，4 个键各按两轮，确认互不干扰；再做 P2.2 那样的快速连按，确认不会多翻

HAL_GPIO_EXTI_Callback() 改写后的样子（关键部分，其余保持课上代码不变）：

c 复制代码 
static u8 led_on[4] = {0, 0, 0, 0};     /* DS0~DS3 各自的状态：0 = 灭，1 = 亮 */

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
    static uint32_t last_tick = 0;
    uint32_t now = HAL_GetTick();
    u8 n;

    if (now - last_tick < KEY_LOCK_MS) return;   /* 消抖：200ms 内不重复响应 */
    last_tick = now;

    if      (GPIO_Pin == GPIO_PIN_8) n = 0;      /* KEY0  -> DS0 */
    else if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_9) n = 1;      /* KEY1  -> DS1 */
    else if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_2) n = 2;      /* KEY2  -> DS2 */
    else                             n = 3;      /* WK_UP -> DS3 */

    led_on[n] = !led_on[n];                      /* 翻转这个灯的状态 */
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, (uint16_t)(1U << n),
                      led_on[n] ? GPIO_PIN_RESET : GPIO_PIN_SET);   /* 低电平点亮 */
}

5.3 现象与验收标准

验收项 标准
单键 按一下 KEY0：DS0 亮；再按一下：DS0 灭
互相独立 4 个键各按两轮，4 个灯各自亮灭，互不影响（DS1 亮着时按 KEY0，DS1 不受影响）
连按 同一个键连按 10 次，该灯亮灭各 5 次，不多翻、不跳
消抖 按得快、按得慢，都不出现"一次按动翻两次"
其余灯 DS4~DS7 全程全灭
编译下载 0 Error(s), 0 Warning(s)；Programming Done. Verify OK.

5.4 提交物

  • 代码：课时文档/代码/课时02-GPIO 输入与外部中断-按键/按键实验/USER/main.c
  • 现象：一段 20 秒以内的视频（4 个键各按两轮，能让老师看清"哪个键亮了哪个灯"），或按动前后的两张照片
  • 一句话说明："灯的状态记在哪个变量里？为什么不能靠读灯的电平再取反来做？"

六、本节小结与下节预告

本节把 GPIO 输入这条线完整走了一遍：4 个按键接在哪、按下是高还是低、为什么必须配上拉或下拉（KEY0/KEY1/KEY2 按下是低、WK_UP 按下是高），再用外部中断 把它接到 CPU 上------HAL_GPIO_Init() 配成 GPIO_MODE_IT_FALLING / ..._RISING、HAL_NVIC_EnableIRQ() 放行通道、EXTIx_IRQHandler() 当入口、HAL_GPIO_EXTI_Callback() 干活，最后只剩一句"翻转 8 个灯"。三句话记住本课：电平配反了，现象就拧着来 （按住才响应、或松手才翻）；中断有三段绑定 （引脚号 → EXTI 线号 → NVIC 通道号），缺一段就是"编译没报错、按键没反应"；中断里要短 ，消抖用时间戳锁定，绝不在中断里 delay_ms。下节进入串口通信：把板子里的信息打到电脑上看（USART + printf 重定向）。

本节函数与宏速查

名称 一句话作用
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE() 等 给按键所在端口开时钟（PA0 / PC8 / PC9 / PD2 三个端口）
HAL_GPIO_Init(端口, &结构体) 配成外部中断模式：GPIO_MODE_IT_FALLING / ..._RISING + 上拉/下拉（F1 上它会自动开 AFIO 时钟）
HAL_GPIO_ReadPin(端口, 引脚) 读引脚电平（轮询版用，厂家 key.c 里就是这么读的）
HAL_NVIC_SetPriority(通道, 抢占, 子) 给中断排优先级（本课统一用 2，数值越大越低）
HAL_NVIC_EnableIRQ(通道) 放行通道：EXTI0_IRQn / EXTI2_IRQn / EXTI9_5_IRQn
EXTIx_IRQHandler() 中断入口函数（向量表按名字找它），里面调 HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(引脚)
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(引脚) HAL 提供的"清中断标志 + 转回调"
HAL_GPIO_EXTI_Callback(引脚) 弱函数，我们在 main.c 里重写：消抖与翻转灯都在这里
HAL_GetTick() 开机以来的毫秒数（1ms 时基），本课用它做 200ms 锁定消抖
LED_ALL_ON() / LED_ALL_OFF() 8 个灯一起亮 / 一起灭（沿用课时01 的写法）

附录

A. 怎么编译下载（照着做就能跑）

text 复制代码 
1. 上电接线：板子 USB 供电 → ST-Link 接 SWD 三根线（SWDIO / SWCLK / GND）→ ST-Link 插电脑
2. Keil 打开：课时文档/代码/课时02-GPIO 输入与外部中断-按键/按键实验/USER/KEY.uvprojx
3. 选下载器：Options for Target → Debug → ST-Link Debugger → OK
4. 看参数  ：main.c 开头的 #define KEY_LOCK_MS 200（消抖锁定时间，改小=响应快但容易多翻）
5. 编译    ：Build（F7），确认 0 Error(s), 0 Warning(s)
6. 下载    ：Download（F8），确认 Programming Done. Verify OK.
7. 复位    ：按 RST 键，8 个灯全灭；按任意一个键，8 个灯在全亮 / 全灭之间翻转

B. 本课代码

本课只改一个文件 ：课时文档/代码/课时02-GPIO 输入与外部中断-按键/按键实验/USER/main.c（完整代码见 2.2 节）。工程里其余文件都是厂家例程现成的，不用动：

文件 作用
USER/KEY.uvprojx Keil 工程文件（用 Keil 打开这个）
USER/main.c 本课自写代码：按键 EXTI 初始化 + 三个中断入口 + 中断回调
USER/stm32f1xx_it.c 中断入口的"官方住处"；本课三个 EXTI 入口写在 main.c 里，这个文件不用改
HARDWARE/KEY/key.c、key.h 厂家按键驱动（轮询版）：KEY_Init() / KEY_Scan() / KEY0_PRES 等，练习 P2.3 要用
HARDWARE/LED/led.c、led.h LED 驱动：PC0~PC7 配成推挽输出并上电置全灭
HARDWARE/BEEP/beep.c、beep.h 蜂鸣器驱动（PB8），练习 P2.4 要用
SYSTEM/ sys、delay、usart（delay_ms 在这里）
HALLIB/、CORE/ STM32F1 HAL 库与启动文件
OBJ/ 编译输出（已加入 .gitignore，不进仓库）

C. 引脚对照表（贴在板子旁边用）

引脚 板载元件 不按时 / 按下时 说明
PC8 KEY0 高 / 低 内部上拉；按下翻转 8 个灯
PC9 KEY1 高 / 低 与 KEY0 共用中断入口 EXTI9_5_IRQHandler
PD2 KEY2 高 / 低 独立中断入口 EXTI2_IRQHandler
PA0 WK_UP 低 / 高 唯一反相；中断入口 EXTI0_IRQHandler
PC0~PC7 DS0~DS7 ------ 低电平点亮（课时01 已实测）
PB8 蜂鸣器 BEEP ------ 低电平响（课时01 已实测；练习 P2.4 用）

相关文档

相关推荐
阿钱真强道3 天前
课时00 嵌入式技术应用设计实训 | 开发环境搭建与开发板认识
git·hal库·keil·vs code·开发环境搭建·stm32f103·st-link
阿钱真强道3 天前
课时01 嵌入式技术应用设计实训 | GPIO 输出：跑马灯与蜂鸣器
hal库·keil·gpio·蜂鸣器·跑马灯·推挽输出·stm32f103
仲星(._.)6 天前
GPIO
嵌入式硬件·gpio
an123212116 天前
ARM---编译工具链｜程序段｜GPIO外设驱动
gcc·gpio
xxy2224119 天前
ARM裸机开发（4）GPIO与LED/按键驱动详解——引脚复用与电气特性配置
arm开发·gpio
nullregedit2 个月前
OpenHarmony 小鸿 AI 开发实战 05：烧录成功仍黑屏的 GPIO14/PWR_ON 故障复盘
openharmony·gpio·故障排查·开源鸿蒙·ws63
Industio_触觉智能3 个月前
RK3576开发板GPIO驱动入门教程，基于触觉智能开发板教学-上
嵌入式硬件·硬件工程·智能硬件·开发板·gpio·瑞芯微·rk3576
菜鸟的学习日记、4 个月前
GPIO的几种模式——以STM32为例
stm32·单片机·嵌入式硬件·gpio
FPGA_小田老师5 个月前
ZYNQ7020笔记：MIO、EMIO、GPIO的区别及应用
fpga开发·gpio·zynq·外设·mio·emio
热门推荐
01历年考研数学一、数学二、数学三真题试卷及答案PDF02国内可直接用、免费额度/永久免费的大模型API清单（含 SiliconFlow、火山、阿里、智谱、百度、Kimi、DeepSeek、DMXAPI 等）03如何新建文件夹？ 电脑新建文件夹的4种方法04Telegram APK 下载安装完整指南 — 2026年最新05GitHub 镜像站点06蜘蛛磁力 搜索引擎大全，如何使用蜘蛛磁力查找磁力链接07Windows 10/11 如何退出微软账户并改用本地账户登录（含找不到选项的解决方法）08微信历史版本含下载地址（ Windows PC | 安卓 | MAC ）及设置微信不更新092026 爱知・名古屋亚运会怎么看？直播平台+赛程安排分享10给AI一张“业务概念地图“：本体如何从哲学走向企业智能