STM32 cubemx GPIO应用之键盘使用

其他 2020-03-05 21:14:46 阅读次数: 0

使用STM32 CubeMx 实现键盘使用 并将按键数值显示到数码管

GPIO的介绍已经在 上一篇写过了
下面直接讲 键盘使用
应用演示链接

键盘原理

电路连接如图

enter description here

  1. 反转法

先将 （将行设为output）行的GPIO设为高电平，（将列设为input）读取列GPIO的电位，如果某列存在低电平，说明该列有键值被按下
再将（将列设为output）列的GPIO设为低电平，（将行设为input）读取行GPIO的电位，如果某行存在低电平，说明该行有键值被按下，
通过两次的反转确定了行和列 就可以获取到按下的键值

  1. 扫描法
    将列所在GPIO设为input
    将行所在GPIO设为output

遍历所有行，先将一行设为高电平，其他行设为低电平，读取所有列的值。如果有列存在低电平，就可以根据所遍历到的该列和该行获取到按键所在的位置 。
按键消抖
为了确保对一次按键动作只确认一次按键有效，必须消除抖动期的影响
软件消抖：
利用软件延时实现消抖
在检测到有键按下时（对应的行线为低电平），延时5-15ms后，若该行线仍为低电平，则确认该行确实有键按下。否则可认为是扰动。（软件消抖）
硬件消抖：
采用相应硬件电路，消除信号的抖动。
硬件常见有2种：
采用专用的键盘/显示器接口芯片：芯片中有自动去抖动的硬件电路。
采用基本RS触发器消除抖动
有查询式和中断式的。查询式是一直运行或延时判断是否有键被按下，中断式是使用中断判断按键被按下。

配置cubemx

  1. 查看原理图
    找出按键的行和列 对应的GPIO口
    enter description here =700*600

可以看到列对应的GPIO口是 B0 B1 B13 B12
行对应的GPIO口是A6 A7 C4 C5
而且是共阳极 低电平有效 （大多元器件都是共阳极，可能是因为在数电中 非对应的也就是0更好用）
2. 配置相应GPIO口
这里示例使用 扫描法 （好处理）
将行所在引脚设置为input 列所在引脚设为output

enter description here =500*400

同时也需要将数码管的给配置了 （STM32 GPIO应用之led灯、数码管里面有）

  1. 保存导出
    配置项目名称，IDE等 合成代码

编写代码

使用扫描法 查询式
enter description here
这里的键盘处理子程序就是 显示到数码管上面去。
1.数码管部分代码
数码管原理等部分可以参考另外一篇文章
这里给出代码

struct GPIO_PACK{
		GPIO_TypeDef * port;
		uint16_t pin;
	};
	struct GPIO_PACK segs[8]= {
	{GPIOA,GPIO_PIN_15},
	{GPIOA,GPIO_PIN_11},
	{GPIOC,GPIO_PIN_9},
	{GPIOC,GPIO_PIN_7},
	{GPIOC,GPIO_PIN_8},
	{GPIOA,GPIO_PIN_12},
	{GPIOA,GPIO_PIN_8},
	{GPIOC,GPIO_PIN_6},
	}	;
	struct GPIO_PACK bits[4]={
	{GPIOD,GPIO_PIN_2},
	{GPIOB,GPIO_PIN_4},
	{GPIOB,GPIO_PIN_6},
	{GPIOB,GPIO_PIN_7},
	};
uint8_t shuzu[]={
	0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,
	0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e
};
void DisplayOnebit(uint8_t digtal,uint8_t bit){
		uint8_t i;
		for(i=0;i<8;i++){
			HAL_GPIO_WritePin(segs[i].port,segs[i].pin,(GPIO_PinState)(shuzu[digtal]&(0x01<<i)));
		}
		for(i=0;i<4;i++){
			HAL_GPIO_WritePin(bits[i].port,bits[i].pin,(GPIO_PinState)(i!=bit));
		}
}

void DisplayDigtal(uint16_t digtal){
	int a=0;
	while(a<10)
	{
	a++;
	DisplayOnebit(digtal%10,0);
	HAL_Delay(5);
	if (digtal>=10){
	DisplayOnebit(digtal/10%10,1);
	HAL_Delay(5);
	if (digtal>=100){
	DisplayOnebit(digtal/100%10,2);
	HAL_Delay(5);
	if (digtal>=1000){
	DisplayOnebit(digtal/1000%10,3);
	HAL_Delay(5);
		
				}
			}
		}
	}
}

代码讲解也参考那篇文章
2. 按键 扫描法代码
按键的结构数组
列的放到lie结构数组中 行的放到 hang中

struct GPIO_PACK lie[4]={   
   {GPIOB,GPIO_PIN_0},
   {GPIOB,GPIO_PIN_1},
   {GPIOB,GPIO_PIN_13},
   {GPIOB,GPIO_PIN_12}
};
struct GPIO_PACK hang[4]={
   {GPIOA,GPIO_PIN_6},
   {GPIOA,GPIO_PIN_7},
   {GPIOC,GPIO_PIN_4},
   {GPIOC,GPIO_PIN_5}
};

扫描法获取键值

void Displaykeying()
	{
		uint8_t i,j,s,key=0;uint8_t k=1;
		for(i=0;i<4;i++)
	{	 HAL_GPIO_WritePin(lie[i].port,lie[i].pin,GPIO_PIN_RESET);	
		for(s=0;s<4;s++){
		if(i!=s)
			HAL_GPIO_WritePin(lie[s].port,lie[s].pin,GPIO_PIN_SET);}
		for(j=0;j<4;j++)
	{	k=HAL_GPIO_ReadPin(hang[j].port,hang[j].pin);
		if(k==0)
			HAL_Delay(5);
			if(k==0)
			switch(j)
			{
				case 0:key=j+1+i;break;
				case 1:key=j+4+i;break;
				case 2:key=j+7+i;break;
				case 3:key=j+10+i;break;
			}			  	
		}		
	}	
	//if(key!=0)
		DisplayDigtal(key);
	}

首先 第一个for循环 遍历列 ，遍历的列置低电平，使用嵌套第一个for循环使不是遍历到的那列置高电平，使用嵌套第二个for循环读取每一行的电位。
如果读取到有电位为低电平，加上延时去抖，还是低电平则说明有键被按下，而该键的位置就是遍历的列和 此时的行。
根据每个键对应的值，使用switch 获取。

获取到的键值，使用DisDigtal函数（封装好的数码管显示数值），直接就能显示出当前按下的键值。

在main主函数 while循环中 添加扫描键盘的函数Displaykeying就可以了

Displaykeying();

使用反转法

  1. cubemx中配置 列和行所在位置 配置为output
  2. 将数码管部分代码也要粘贴过来
  3. 代码中 要将行设为输出 列设为输入 和行设为输入 列设为输出
    代码
void Loutput()
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	GPIO_InitStruct.Pin = H1_Pin|H2_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, L1_Pin|L2_Pin|L4_Pin|L3_Pin, GPIO_PIN_RESET);
  /*Configure GPIO pins : H3_Pin H4_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = H3_Pin|H4_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
	GPIO_InitStruct.Pin = L1_Pin|L2_Pin|L4_Pin|L3_Pin;
	GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
	
}
void Houtput(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	GPIO_InitStruct.Pin = H1_Pin|H2_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,H1_Pin|H2_Pin,GPIO_PIN_RESET);
  /*Configure GPIO pins : H3_Pin H4_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = H3_Pin|H4_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,H3_Pin|H4_Pin,GPIO_PIN_RESET);
	GPIO_InitStruct.Pin = L1_Pin|L2_Pin|L4_Pin|L3_Pin;
	GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
}

根据反转法 读取键值

uint8_t keyread(void)
{
	Loutput();HAL_Delay(5);
	if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_5)==GPIO_PIN_RESET)line=4;
  else if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_4)==GPIO_PIN_RESET)line=3;
	else if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_7)==GPIO_PIN_RESET)line=2;
	else if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_6)==GPIO_PIN_RESET)line=1;
	else return 0;
	Houtput();HAL_Delay(5);
	if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_0)==GPIO_PIN_RESET)row=1;
	else if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_1)==GPIO_PIN_RESET)row=2;
	else if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_13)==GPIO_PIN_RESET)row=3;
	else if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_12)==GPIO_PIN_RESET)row=4;
	Loutput();HAL_Delay(5);
	return 1;
}

该函数如果有按键被按下则line 和row 值会直接发生变化，并返回1 没有检测到按键返回0
其中 line 和row是变量 需要在前面声明

while循环中需要添加部分代码

i = keyread();
if(i)
{
key = (line -1)*4 +row;
DisplayDigtal(key);
}

调用函数获取返回值，返回1则有键被按下，判断出键值，数码管显示键值。
在main函数之前定义变量

uint8_t line=0,row=0,i=0,key=0;

完成代码链接（使用的扫描法） GitHub

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