如何使用HAL库函数实现按键控制LED灯？

1 概述

1.1 资源概述

开发板：ST官方NUCLEO-F103RB开发板
CUBEMX版本：1.3.0
MDK版本：5.23
主控芯片型号：STM32F103RBT6





1.2 引脚资源分配

[tr]序号引脚资源备注[/tr]

1	PA13	SWDIO	SWD输入输出信号
2	PA14	SWDCLK	SWD时钟信号
3	PC13	BUTTON	用户按键配置为中断
4	PA5	LED2	指示灯

1.3 中断概述

外部中断/事件控制器框图





优先级分组可以设置为5种方式。分别是1个抢占优先级/16个子优先级到16个抢占优先级/1个子优先级。





1.4 实现功能

实现功能：
1、上电初始化后，LED2灯亮。
2、若按键被按下，触发外部中断，则将LED2灯状态翻转。
2 软件开发,使用中断的方式

2.1 CUBEMX配置

Button部分原理图如下，PC13为低输入有效。电路中与按键并联的100nF是按键消抖用，使用正点原子的开发板没有此电容，会出现按一次，LED灯亮灭各一次的现象，说明抖动了，执行了两次中断。





PC13配置为中断模式，下降沿触发，上拉。





中断分组设置，采用默认设置，抢占优先级0，子优先级0。





中断优先级说明，线10到线15使用同一个中断优先级，PC13对应的是线13。
[tr]位置优先级优先级类型名称说明地址[/tr]

40

47

可设置

EXTI15_10

EXTI线[15:10]中断

0x0000_00E0

2.2 程序代码
生成程序代码，系统自动对LED2和Button进行了初始化，并对Button对应的中断进行了分组和使能。


void MX_GPIO_Init(void)
{


  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};


  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();


  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_Port, LED2_Pin, GPIO_PIN_SET);


  /*Configure GPIO pin : PtPin */
  GPIO_InitStruct.Pin = Button_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
  HAL_GPIO_Init(Button_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);


  /*Configure GPIO pin : PtPin */
  GPIO_InitStruct.Pin = LED2_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(LED2_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);


  /* EXTI interrupt init*/
  HAL_NVIC_SetPriority(EXTI15_10_IRQn, 0, 0);
  HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn);


}


在main函数中增加初始化LED2，让上电初始化时亮灯。


HAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_Port,LED2_Pin,GPIO_PIN_SET);//上电初始化将LED2灯点亮
1
增加中断回调函数，当检测到中断时执行中断回调函数，翻转LED2灯的状态。


void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)//中断回调函数，当有中断发生时，将LED2灯进行翻转
{               
         HAL_GPIO_TogglePin(LED2_GPIO_Port,LED2_Pin);               
}


while（1）函数保留为空，编程到此完成。
实现过程分析。
1、在stm32f1xx_it.c中定义了EXIT15-10中断服务函数。


void EXTI15_10_IRQHandler(void)//中断处理函数，当检测到中断，即Button被按下时，检测到下降沿即为有效
{
  HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_13);
}


2、在stm32f1xx_hal_gpio.c中定义了HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler。


void HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin)
{
  /* 检测到了中断 */
  if (__HAL_GPIO_EXTI_GET_IT(GPIO_Pin) != 0x00u)
  {
    __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_Pin);//清除中断状态
    HAL_GPIO_EXTI_Callback(GPIO_Pin);//调用回调函数       
  }
}


3、在main函数中定义了回调函数HAL_GPIO_EXTI_Callback。
4、当Button被按下时，1到3会依次执行。


3 使用两次检测电平的方式
程序源代码如下，使用了gg=G VIm的自动调整格式功能，这个工具是真香，实现的功能是循环，当第一次按时，1S闪烁一次，再按一次时，500mS闪烁2次，按第三下时250mS闪烁4次。在写程序过程中同样用到了ALT +/的补全提示功能。


        while (1)
        {
                /* USER CODE END WHILE */
                if(HAL_GPIO_ReadPin(B1_GPIO_Port,B1_Pin)==0)
                {
                        HAL_Delay(10);
                        if(HAL_GPIO_ReadPin(B1_GPIO_Port,B1_Pin)==0)
                        {
                                key=1;
                        }
                        else
                                key=0;
                }
                while(key==1)
                {
                        switch(time)
                        {
                        case 0:
                                for(int i=0;i<2;i++)
                                {
                                        HAL_GPIO_TogglePin(LD2_GPIO_Port, LD2_Pin);//翻转LED灯
                                        HAL_Delay(1000);//延迟1s
                                        key=0;
                                }
                                break;
                        case 1:
                                for(int i=0;i<4;i++)
                                {
                                        HAL_GPIO_TogglePin(LD2_GPIO_Port, LD2_Pin);//翻转LED灯
                                        HAL_Delay(500);//延迟1s
                                        key=0;
                                }
                                break;
                        case 2:
                                for(int i=0;i<8;i++)
                                {
                                        HAL_GPIO_TogglePin(LD2_GPIO_Port, LD2_Pin);//翻转LED灯
                                        HAL_Delay(250);//延迟1s
                                        key=0;
                                }
                                break;
                        default:break;
                        }
                        time++;
                        if(time==3)
                                time=0;
                }
                /* USER CODE BEGIN 3 */
        }
        /* USER CODE END 3 */
}


4 实现结果

上电后LED灯常亮，当有按键按下时，LED翻转状态。黑色按键是复位键Reset，蓝色按键是用户按键（PC13 Button）。




Tips：在使用中断时请务必配置好gpio的上下拉，若为下降沿触发，则配置为上拉。若为上升沿触发，则配置为下拉。否则有可能导致中断不可用。