第八章 按键输入实验

使用 STM32F7 的 IO 口作为输入用。在本章中，我们将利用板载的 3 个按键，来控制板载的两个 LED 的亮灭。通过本章的学习，你将了解到 STM32F7 的 IO 口作为输入口的使用方法。本章分为如下几个小节：

& f) ?. o% C9 T: R  ?

8.1 STM32F7 IO 口简介

STM32F7 的 IO 口在上一章已经有了比较详细的介绍，这里我们不再多说。STM32F7 的 IO

口做输入使用的时候，是通过调用函数 HAL_GPIO_ReadPin ()来读取 IO 口的状态的。了解了这

点，就可以开始我们的代码编写了。

这一章，我们将通过 ALIENTEK 水星 STM32 开发板上载有的 4 个按钮（KEY_UP、KEY0、

KEY1 和 KEY2），来控制板上的 2 个 LED（DS0 和 DS1），其中 KEY_UP 控制 DS0，DS1 互斥

点亮；KEY2 控制 DS0，按一次亮，再按一次灭；KEY1 控制 DS1，效果同 KEY2；KEY0 则同

时控制 DS0 和 DS1，按一次，他们的状态就翻转一次。

8.2 硬件设计

本实验用到的硬件资源有：

1） 指示灯 DS0、DS1。

2） 4 个按键：KEY0、KEY1、KEY2、和 KEY_UP。

DS0、DS1 和 STM32F767 的连接在上一章已经介绍过了，在水星 STM32 开发板上的按键

KEY0 连接在 PH3 上、KEY1 连接在 PH2 上、KEY2 连接在 PC13 上、KEY_UP 连接在 PA0 上。

如图 7.2.1 所示：

8 v" h/ q4 ]! W9 x& E4 W3 S6 [

图 8.2.1 按键与 STM32F767 连接原理图

这里需要注意的是：KEY0 和 KEY1 是低电平有效的，而 KEY_UP 是高电平有效的，并且

外部都没有上下拉电阻，所以，需要在 STM32F767 内部设置上下拉。

8.3 软件设计

从这章开始，我们的软件设计主要是通过直接打开我们光盘的实验工程，而不再讲解怎么

加入文件和头文件目录。工程中添加相关文件的方法在我们前面实验已经讲解非常详细。

打开按键实验工程可以看到，工程引入了 key.c 文件以及头文件 key.h。下面我们首先打开

key.c 文件，关键代码如下：

1. #include "key.h"
   , j) O/ U( S7 j; X/ Z0 K8 H& p. s
2. #include "delay.h"
   " a+ k( c6 A6 H/ H2 b* E0 z, e
3. //按键初始化函数
   
4. void KEY_Init(void)
   0 Z* y) r- K" U, I  f6 ]8 k
5. {
   . v9 y2 f9 j& A
6. GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
   
7. __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
   
8. //开启 GPIOA 时钟
   
9. __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
   
10. //开启 GPIOC 时钟
    
11. __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
    
12. //开启 GPIOH 时钟
    
13. GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_0;
    0 Q& H0 `( X5 T2 [+ l0 X3 ~2 {
14. //PA0
    ( w! B$ T& L) H8 z) s
15. GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_INPUT; //输入
    
16. GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLDOWN; //下拉
    
17. GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH; //高速
    
18. HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure);
    9 o, }  b6 r. H2 k
19. GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3; //PH2,3
    
20. GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_INPUT; //输入
    ; s) u  B% T4 |8 |. l& X
21. GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP; //上拉
    7 L7 U' L+ l8 C# d2 x: g
22. GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH; //高速
    ; I* u  ]3 @' ?8 a2 ~" }. w  l: B
23. HAL_GPIO_Init(GPIOH,&GPIO_Initure);
    
24. }
    
25. //按键处理函数
    
26. //返回按键值
    7 e, j" R7 {. }1 b
27. //mode:0,不支持连续按;1,支持连续按;
    3 X2 d8 q* W3 H
28. //0，没有任何按键按下 1，WKUP 按下 WK_UP
    
29. //注意此函数有响应优先级,KEY0>KEY1>WK_UP!!
    
30. u8 KEY_Scan(u8 mode)
    4 {0 u& u/ ]' _; z1 I
31. {
    3 \& a, k7 I! g4 u% C) }+ Y
32. static u8 key_up=1;
    
33. //按键松开标志
    
34. if(mode==1)key_up=1; //支持连按
    : i+ k: s9 `. I6 E2 d; S) @* X  @
35. if(key_up&&(KEY0==0||KEY1==0||WK_UP==1))
    
36. {
    
37. delay_ms(10);
    6 ^1 S. W* v3 Y" b: a6 [
38. key_up=0;
    
39. if(KEY0==0) return KEY0_PRES;
    
40. else if(KEY1==0) return KEY1_PRES;
    : {1 r: l' u/ E3 H6 e
41. else if(WK_UP==1) return WKUP_PRES;
    ; ?; c9 z/ H; I- v. K5 o/ a" k
42. }else if(KEY0==1&&KEY1==1&&WK_UP==0)key_up=1;
    & B6 H& `1 [1 u" c; R
43. return 0; //无按键按下
    6 V, o; Q  H: q6 g$ t+ ?
44. }

复制代码

这段代码包含 2 个函数，void KEY_Init(void)和 u8 KEY_Scan(u8 mode)，KEY_Init 是用来

初始化按键输入的 IO 口的。实现 PA0、PC13、PH2 和 PH3 的输入设置，这里和第六章的输出

配置差不多，只是这里用来设置成的是输入而第六章是输出。

KEY_Scan 函数，则是用来扫描这 4 个 IO 口是否有按键按下。KEY_Scan 函数，支持两种

扫描方式，通过 mode 参数来设置。

当 mode 为 0 的时候，KEY_Scan 函数将不支持连续按，扫描某个按键，该按键按下之后必

须要松开，才能第二次触发，否则不会再响应这个按键，这样的好处就是可以防止按一次多次

触发，而坏处就是在需要长按的时候比较不合适。

当 mode 为 1 的时候，KEY_Scan 函数将支持连续按，如果某个按键一直按下，则会一直返

回这个按键的键值，这样可以方便的实现长按检测。

有了 mode 这个参数，大家就可以根据自己的需要，选择不同的方式。这里要提醒大家，

因为该函数里面有 static 变量，所以该函数不是一个可重入函数，在有 OS 的情况下，这个大家

要留意下。同时还有一点要注意的就是，该函数的按键扫描是有优先级的，最优先的是 KEY0，

第二优先的是 KEY1，最后是 KEY_UP 按键。该函数有返回值，如果有按键按下，则返回非 0

值，如果没有或者按键不正确，则返回 0。

接下来我们看看头文件 key.h 里面的代码：

1. #ifndef _KEY_H
   ; N' l" @) y' ~% x5 H# F
2. #define _KEY_H
   
3. #include "sys.h"
   ! D6 J7 P: Z/ m
4. /*下面的方式是通过直接操作 HAL 库函数方式读取 IO*/
   . R- z& e* v' e, @
5. #define KEY0 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOH,GPIO_PIN_3) //KEY0 按键 PH3
   + O( B0 D8 c) D/ O* P
6. #define KEY1 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOH,GPIO_PIN_2) //KEY1 按键 PH2
   7 G9 c2 L! E8 G. B& E$ t" y% P
7. #define WK_UP HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0) //WKUP 按键 PA0
   1 z1 y9 A) X. I7 _5 E
8. #define KEY0_PRES 1
   0 }- X0 n- s( v3 m8 M
9. #define KEY1_PRES
   % p6 `( {: ?7 G4 {! H2 Y) r6 ?( }/ B+ {
10. 2
    
11. #define KEY2_PRES
    : F2 |, G  |( l( y! L
12. 3
    
13. void KEY_Init(void);
    ! ~$ G2 ?- `! D% a
14. u8 KEY_Scan(u8 mode);
    & N4 o$ Y0 W9 s9 R" ~
15. #endif

复制代码

这段代码里面最关键就是 4 个宏定义：

#define KEY0 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOH,GPIO_PIN_3) //KEY0 按键 PH3

#define KEY1 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOH,GPIO_PIN_2) //KEY1 按键 PH2

#define WK_UP HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0) //WKUP 按键 PA0

这里使用的是调用 HAL 库函数 HAL_GPIO_ReadPin 来实现读取某个 IO 口的输入电平。函

数 HAL_GPIO_ReadPin 的使用方法在上一章跑马灯实验我们已经讲解，这里我们就不累赘了。

在 key.h 中，我们还定义了 KEY0_PRES / KEY1_PRES//WKUP_PRESS 等 4 个宏定义，分

别对应开发板四个按键（KEY0/KEY1/KEY_UP）按键按下时 KEY_Scan 返回的值。通过宏定义

的方式判断返回值，方便大家记忆和使用。

最后，我们看看 main.c 里面编写的主函数代码如下：

1. int main(void)
   
2. {
   / n9 }1 k7 F- W! H( h
3. u8 key;
   
4. u8 led0sta=1,led1sta=1;
   + V1 U/ i" \4 }/ e: ]+ O( v
5. //LED0,LED1 的当前状态
   
6. Cache_Enable(); //打开 L1-Cache
   + H- R0 F9 v: a/ I
7. HAL_Init();
   - r7 U: D0 h3 o6 h4 |9 N0 S
8. //初始化 HAL 库
   5 I4 I4 S# A6 K; q
9. Stm32_Clock_Init(432,25,2,9); //设置时钟,216Mhz
   
10. delay_init(216); //延时初始化
    
11. uart_init(115200);
    
12. //串口初始化
    
13. LED_Init(); //初始化 LED
    9 j3 f9 L0 a2 I6 ]. F6 ^& C
14. KEY_Init(); //按键初始化
    
15. while(1)
    4 a" B( j& t+ Y; O
16. {
    
17. key=KEY_Scan(0);
    
18. //得到键值
    
19. if(key)
    ; M+ J3 |7 x. m4 d
20. {
    
21. switch(key)
    ) C% P. G' o' d9 x: Z6 z& n
22. {
    
23. case WKUP_PRES:
    % `% I$ u( y! d/ A" Z& a: l
24. //控制 LED0,LED1 互斥点亮
    
25. led1sta=!led1sta;
    
26. led0sta=!led1sta;
    ! e# S5 I7 c2 H3 \% R: n7 u
27. break;
    ; \6 |; n- \. X
28. case KEY0_PRES: //控制 LED0 翻转
    $ Q; ^% R; h* A$ o0 h$ ]0 B
29. led0sta=!led0sta;
    
30. break;
    
31. case KEY1_PRES: //控制 LED1 翻转
    
32. led1sta=!led1sta;
    9 P* }3 i, z9 X1 ^, s: s1 y
33. break;
    
34. }
    5 V0 D9 j9 x" n3 a! N
35. LED0(led0sta);
    
36. //控制 LED0 状态
    
37. LED1(led1sta);
    $ K* i1 [& N+ t' y
38. //控制 LED1 状态
    9 ^8 L* z( E( h1 U  m
39. }else delay_ms(10);
    1 D( H) }2 O# `. z& e+ k; G. L/ O
40. }
    6 C  t4 z( ^1 e/ H4 W: C5 Y0 a( L
41. }

复制代码

主函数代码比较简单，先进行一系列的初始化操作，然后在死循环中调用按键扫描函数

KEY_Scan()扫描按键值，最后根据按键值控制 LED 的状态。

8.4 下载验证

同样，我们还是通过 ST LINK 来下载代码，在下载完之后，我们可以按 KEY0、KEY1 和

KEY_UP 来看看 DS0 和 DS1 的变化，是否和我们预期的结果一致？

至此，我们的本章的学习就结束了。本章，作为 STM32F767 的入门第二个例子，介绍了

STM32F767 的 IO 作为输入的使用方法，同时巩固了前面的学习。希望大家在开发板上实际验

证一下，从而加深印象。

8.5 STM32CubeMX 配置 IO 口输出

上一章我们讲解了使用 STM32CubeMX 工具配置 GPIO 的一般方法。本章我们主要教大家

配置 IO 口为输入模式，操作方法和配置 IO 口为输出模式基本一致。这里我们就直接列出 IO

口配置截图，具体方法请参考 4.8 小节和上一章跑马灯实验。

根据 8.2 小节讲解，水星开发板上有 3 个按键，分别连接四个 IO 口 PA0，PH2 和 PH3。其

中 WK_UP 按键按下后对应的 PA0 输入为高电平，所以默认情况下，该 IO 口（PA0）要初始化

为下拉输入，其他 IO 口初始化为上拉输入即可。

使用 STM32CubeMX 打开光盘工程模板（双击工程目录的 Template.ioc），目录为“4，程

序源码标准例程-库函数版本实验 0-3 Template 工程模板-使用 STM32CubeMX 配置”。我们首

先在 IO 口引脚图上，依次设置四个 IO 口为输入模式 GPIO_Input。这里我们以 PA0 为例，操作

方法如下图 8.5.1 所示：

# Z/ P. u2 Q0 G1 [

图 8.5.1 配置 PA0 为输入模式

同样的方法，我们依次配置 PH2 和 PH3 为输入模式。然后我们进入 Configuration->GPIO

配置界面，配置四个 IO 口详细参数。在配置界面点击 PA0 可以发现，当我们在前面设置 IO 口

为输入GPIO_Input之后，其配置参数只剩下模式GPIO Mode和上下拉GPIO Pull-up/Pull-down，

并且模式值中只有输入模式 Input Mode 可选。这里，我们配置 PA0 为下拉输入，其他三个 IO

口配置为上拉输入即可。配置方法如下图 8.5.2 所示：

! K; m5 |2 M% j5 f$ u, |( x8 _3 S  n

0 @/ U+ j2 L! S$ Z

图 8.5.2 配置 IO 口详细参数

配置完成 IO 口参数之后，接下来我们同样生成工程。打开生成的工程会发现，main.c 文件

中添加了函数 MX_GPIO_Init 函数，内容如下：

1. static void MX_GPIO_Init(void)
   
2. {
   
3. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
   
4. /* GPIO Ports Clock Enable */
   4 H2 d2 E! T9 c3 o$ l9 Q2 w
5. __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
   
6. __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
   5 c- h0 R% x+ I! S# T$ X( e. M
7. /*Configure GPIO pin : PA0 */
   
8. GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;
   
9. GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
   : ^$ V% g5 C- Z- z  r6 |
10. GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN;
    
11. HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    / p  `/ a8 I; K( B$ x/ j/ y
12. /*Configure GPIO pins : PH2 PH3 */
    4 f  f" I# D) X
13. GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3;
    
14. GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    3 X. a0 P+ ?. a8 I8 r
15. GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    
16. HAL_GPIO_Init(GPIOH, &GPIO_InitStruct);
    
17. }

复制代码

6 l% P( \3 j& H7 {% I1 V0 {' C# N! Y! A
1 q- Z5 u5 `* v0 ~4 ]3 @$ X

该函数实现的功能和按键输入实验中 KEY_Init 函数实现的功能一模一样。有兴趣的同学可

以直接复制该函数内容替换按键输入实验中的 KEY_Init 函数内容，替换后会发现实现现象完全

一致。

使用 STM32CubeMX 配置 IO 口为输入模式方法就给大家介绍到这里。