26.3.15 ZD-EP52 [LED/KEY] 点天灯！！！！
终于开始点灯了，，。。
1 点亮一个LED灯
在点亮一个LED灯之前肯定要创建一个项目工程，具体流程参见26.3.7 ZD-EP27 [Keil新建工程-HAL库版本] 新建HAL库版本工程流程*基于寄存器版本的增删，这里直接给出HAL库工程框架：
在新建完工程框架后，开始进行后续步骤：
1.1 添加板级驱动文件
在工程文件夹的Drivers文件夹下添加一个BSP(Board Support Package)文件夹用于存放相关外设的配置文件，再在BSP文件夹下新建一个LED文件夹。
回到Keil，我们打开工程文件，新建两个文件，分别命名为lcd.c lcd.h，并保存在LED文件夹下，至此我们开始正式配置LED外设。
1.2 配置LED灯
我们首先在.h头文件中做出基本的头文件定义：
#ifndef __LED_H
#define __LED_H
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
/*在这里输入相关宏定义或函数声明*/
#endif再来到.c文件开始编写LED的初始化代码。
我们先引用头文件led.h，定义一个函数led_init()，类型及形参均为void。
在正式展示代码之前，我们先明确一下我们要做什么：
- 使能时钟，通过__HAL_RCC_GPIOx_CLK_ENABLE()来实现。
- 初始化GPIO引脚，通过定义GPIO_InitTypeDef结构体和HAL_GPIO_Init()函数来实现。
- 定义GPIO_InitTypeDef结构体。
- 复位LED灯：通过HAL_GPIO_WritePin()来实现。
- 翻转LED灯：通过HAL_GPIO_TogglePin()来实现。
- 查阅LED相关原理图：如下。可以得知两个LED分别挂载在PF9和PF10引脚上。此外我们还可以得知两个LED灯接的是3.3V的电压，因此要使LED能处于灭状态，我们输出的电压也要为高电平状态，因此这里的输出模式应使用推挽输出。
知道了这些，我们就知道首先要定义些东西：
#ifndef __LED_H
#define __LED_H
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
//LED时钟使能
#define LED_GPIO_CLK_ENABLE() do{ __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE(); }while(0)
//LEDO引脚定义
#define LED0_GPIO_PORT GPIOF
#define LED0_GPIO_PIN GPIO_PIN_9
//LED1引脚定义
#define LED1_GPIO_PORT GPIOF
#define LED1_GPIO_PIN GPIO_PIN_10
//LED 端口操作定义
#define LED0(x) do{ x ? \
HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_PORT,LED0_GPIO_PIN,GPIO_PIN_SET):\
HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_PORT,LED0_GPIO_PIN,GPIO_PIN_RESET);\
}while(0)
#define LED1(x) do{ x ? \
HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_PORT,LED1_GPIO_PIN,GPIO_PIN_SET):\
HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_PORT,LED1_GPIO_PIN,GPIO_PIN_RESET);\
}while(0)
//LED电平翻转定义
#define LED0_Toggle() do{ HAL_GPIO_TogglePin(LED0_GPIO_PORT, LED0_GPIO_PIN);}while(0)
#define LED1_Toggle() do{ HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_PORT, LED1_GPIO_PIN);}while(0)
void led_init(void);
#endifled.h定义内容
首先定义使能函数LED_GPIO_CLK_ENABLE()，通过单次的do{}while(0)语块调用__HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE()函数来实现，其中的GPIOF即为探索者LED所在端口。
其次对LED0和LED1的相关端口、引脚进行定义，以便于后续的输入。
再次，对LED的端口操作进行宏定义，这一步极大的方便了我们对LED的操作，分析函数，其是一个在do{}while(0)语块下的一个判断语句，当操作数x为1时输出的是HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_PORT,LED0_GPIO_PIN,GPIO_PIN_SET)语句，即将LED0对应的引脚设置为高电平（GPIO_PIN_SET），反之则为低电平（GPIO_PIN_RESET）。
然后还有一个对Toggle翻转函数的宏定义，与端口操作类似，这里不做过多解释。
最后对初始化函数进行一个声明。
定义完后我们就可以开始进行初始化函数的定义了：
有一点需要注意的是，这里在头文件进行的宏定义目的是为了更好的输入和移植，实际上在初始化函数中可以直接使用宏定义前的内容，不过会更复杂。
#include "./BSP/LED/led.h"
void led_init(void)
{
//初始化结构体定义
GPIO_InitTypeDef GPIO_LED;
//时钟使能
LED_GPIO_CLK_ENABLE();
//结构体成员赋值
GPIO_LED.Pin = LED0_GPIO_PIN;
GPIO_LED.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_LED.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
HAL_GPIO_Init(LED0_GPIO_PORT, &GPIO_LED);
GPIO_LED.Pin = LED1_GPIO_PIN;
HAL_GPIO_Init(LED1_GPIO_PORT, &GPIO_LED);
LED0(1);
LED1(1);
}led.c初始化内容
可以看到在初始化前我们定义了一个结构体，该结构体储存的是GPIO的相关初始化配置，因此我们需要提前定义以便于后续赋值。
随后进行了时钟使能的操作。
再来就开始对结构体的成员赋值了，我们共有两个LED灯，这里先对LED0即PF9进行初始化配置，于是我们给结构体下的Pin成员赋值为LED0对应的Pin值。
接下来我们对结构体下的Mode进行赋值，Mode即该GPIO引脚的工作模式，这里我们用作输出，且模式为推挽（Push Pull）（因为开漏的话无法输出高电平），赋值为GPIO_MODE_OUTPUT_PP。
最后我们对速度（Speed成员）进行赋值，驱动LED灯需要的速度并不大，因此选择GPIO_SPEED_FREQ_LOW的低速来驱动即可。
此处的相关赋值内容可通过F12 Go to Definition功能调整到结构体定义处，在每个成员的旁边都会有注释 @ref 来指向该成员的赋值内容，此时再通过ctrl+F进行全文件查找即可找到对应的赋值内容及其描述。
随后我们就可以对LED0对应引脚进行GPIO_Init()操作了，需要注意的是，该函数的第二个形参为指针类型，因此需要在定义的结构体名字前加上&表示指向其地址。
再者我们将成员Pin改为LED1对应Pin值即可直接对该引脚进行相同的初始化操作。
最最后为确保LED默认处于灭状态，我们使用LED0(1)和LED1(1)操作来设置LED默认处于灭状态。这里的(1)指的是引脚输出高电平，因为这两个LED接的是高电平，因此要输出高电平才能让LED灯处于灭状态。
1.3 点亮LED灯
在完成配置后，我们可以得到一下功能函数：
- led_init()：LED灯初始化函数
- LED0(x)：LED0控制函数，其中x为1时LED灭，为0时LED亮。
- LED1(x)：LED1控制函数，其中x为1时LED灭，为0时LED亮。
- LED0_Toggle()：翻转LED0的电平，即翻转LED0的状态。
- LED1_Toggle()：翻转LED1的电平，即翻转LED1的状态。
于是通过以下代码即可实现LED灯亮灭操作：
##include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h" /* 包含LED头文件 */
int main(void)
{
HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */
sys_stm32_clock_init(336, 8, 2, 7); /* 设置时钟,168Mhz */
delay_init(168); /* 延时初始化 */
led_init(); /* 初始化LED */
while(1)
{
LED0(0); /* 点亮LED0 */
delay_ms(200); /* 延时200ms */
LED0(1); /* 熄灭LED0 */
LED1(0); /* 点亮LED1 */
delay_ms(200); /* 延时200ms */
LED1(1); /* 熄灭LED1 */
}
}LED跑马灯实验main.c内容
恭喜我也恭喜你终于点亮了一个，不对两个小灯！
2 通过按钮控制LED灯
在探索者开发板上还有一块地方摆着四个按钮，那么我们要怎么通过这四个按钮来控制LED灯的亮灭呢？
2.1 添加板级驱动文件
同led.c和led.h的操作一样，我们在BSP目录下新建一个KEY文件夹，并在Keil中新建两个文件分别命名为key.c和key.h放在KEY目录下。然后再开始对KEY外设进行配置。
2.2 配置KEY按钮
头文件及初始化函数（key_init()）的书写这里不过多赘述，首先我们依旧明确我们要做的内容：
- 使能时钟，通过__HAL_RCC_GPIOx_CLK_ENABLE()来实现。
- 初始化GPIO引脚，通过定义GPIO_InitTypeDef结构体和HAL_GPIO_Init()函数来实现。
- 定义GPIO_InitTypeDef结构体。
- 读取KEY状态：通过HAL_GPIO_ReadPin()函数来实现。
- 返回KEY状态：通过定义一个key_scan()函数来实现。
- 查阅KEY相关原理图：如下。可以得知四个KEY分别挂载在PA0,PE4,PE3,PE2引脚上。此外我们还可以得知KEY_UP灯接的是3.3V的电压，因此要使该按钮能正确传导信号，需要将引脚的下拉电阻打开，即处于输入下拉的状态，此时引脚默认处于低电平，按下按钮时使引脚变为高电平；而KEY0/1/2则相反，它们接的是地，要使按钮能正确传导信号，需要将引脚的上拉电阻打开，即处于输入上拉模式，此时引脚默认处于高电平，按下按钮使引脚变为低电平。
知道这些东西我们就可以做出如下定义：
#ifndef __KEY_H
#define __KEY_H
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
//KEY时钟使能
#define KEY_D_GPIO_CLK_ENABLE() do{__HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();}while(0)
#define KEY_U_GPIO_CLK_ENABLE() do{__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();}while(0)
//KEY0引脚定义
#define KEY0_GPIO_PORT GPIOE
#define KEY0_GPIO_PIN GPIO_PIN_4
//KEY1引脚定义
#define KEY1_GPIO_PORT GPIOE
#define KEY1_GPIO_PIN GPIO_PIN_3
//KEY2引脚定义
#define KEY2_GPIO_PORT GPIOE
#define KEY2_GPIO_PIN GPIO_PIN_2
//KEY_UP引脚定义
#define KEY_UP_GPIO_PORT GPIOA
#define KEY_UP_GPIO_PIN GPIO_PIN_0
//KEY状态读取
#define KEY0 HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_PORT,KEY0_GPIO_PIN)
#define KEY1 HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_PORT,KEY1_GPIO_PIN)
#define KEY2 HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_PORT,KEY2_GPIO_PIN)
#define KEY_UP HAL_GPIO_ReadPin(KEY_UP_GPIO_PORT,KEY_UP_GPIO_PIN)
//KEY状态描述
#define KEY0_PRES 1
#define KEY1_PRES 2
#define KEY2_PRES 3
#define KEY_UP_PRES 4
void key_init(void);
uint8_t key_scan(uint8_t mode);
#endifkey.h定义内容
关于使能和引脚定义这里不做过多赘述，我们来看状态读取这一栏，直接定义KEYx为读取到的引脚状态，这里的ReadPin的形参即为端口号和引脚号，输出内容要结合原理图来看，对应KEY0/1/2来说，当输出值为0时，说明对应按钮按下，而对于KEY_UP来说，当输出值为1时才对应按钮按下。我们再对按钮按下的状态进行一个定义，便于后续通过switch()函数来对应每一个按钮的操作状态。
最后声明了key_init()和key_scan()两个函数，关于init函数，我们这边简单看一下即可，操作与led_init()类似：
//KEY初始化配置
void key_init(void)
{
//KEY初始化结构体
GPIO_InitTypeDef GPIO_KEY;
//KEY时钟使能
KEY_D_GPIO_CLK_ENABLE();
KEY_U_GPIO_CLK_ENABLE();
//KEY结构体成员赋值
GPIO_KEY.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
GPIO_KEY.Pull = GPIO_PULLUP;
GPIO_KEY.Pin = KEY0_GPIO_PIN;
HAL_GPIO_Init(KEY0_GPIO_PORT, &GPIO_KEY);
GPIO_KEY.Pin = KEY1_GPIO_PIN;
HAL_GPIO_Init(KEY1_GPIO_PORT, &GPIO_KEY);
GPIO_KEY.Pin = KEY2_GPIO_PIN;
HAL_GPIO_Init(KEY2_GPIO_PORT, &GPIO_KEY);
GPIO_KEY.Pull = GPIO_PULLDOWN;
GPIO_KEY.Pin = KEY_UP_GPIO_PIN;
HAL_GPIO_Init(KEY_UP_GPIO_PORT, &GPIO_KEY);
}key_init()函数内容
唯一要注意的是，KEY0/1/2的Pull成员均为GPIO_PULLUP即上拉模式，而KEY_UP的Pull成员为GPIO_PULLDOWN即下拉模式，此外输入模式中没有对速度的要求，因此无需定义Speed成员。
下面我们重点来看key_scan()函数。
在介绍该函数之前，我们先来思考一下按下按钮的理想状态是什么？实际状态又是什么？
我们可以看到，理想状态下我们按下按钮就能立马做出回应，这种状态下我们能够直接对按钮状态进行读取，然而实际情况下，按钮总是伴随着抖动，按下按钮时只有等待一段时间后才能达到稳定闭合状态，因此在实际应用中，我们需要进行“消抖”处理，那“消抖”要怎么做呢？很简单，等，我们在读取按钮状态时先等上很小一段时间（10ms），因此要求key.c中引用delay.h头文件，这个时候读取到的按钮状态基本上都是稳定的，于是我们可以建立一个最基本的key_scan()（针对KEY0按钮）函数：
uint8_t key_scan()
{
if(KEY0 == 0)
{
delay_ms(10); //消抖
if(KEY0 == 0)
{
while(KEY0 == 0); //只有按钮松开时才返回操作
retuen 1; //成功返回值1
}
}
return 0; //失败返回值0
}基本key_scan()函数实现
关于这个函数的检测逻辑，我们先把它带入到main.c中：
//相关头文件及初始化定义已省略
while(1)
{
if(key_scan())
{
LED0_Toggle();
}
else
{
delay_ms(10);
}
}基本key_scan()函数使用范例
该函数实现的功能就是通过KEY0来控制LED0，下面我们开始整个过程的分析。
无输入状态下整个程序一直处于延时10ms的while(1)循环中，当你按下按钮超过了ReadPin的检测阈值（即按下按钮但未达到稳定闭合状态）且正好进入到下一个while循环时，key_scan()函数的第一个if条件达成，开始进入下一语句进行消抖即等待处理，10ms后抖动波状态已结束进入稳定闭合状态，此时进入key_scan()的第二个if判断，若读取到的KEY0状态仍处于按下状态（应该没人能做到在10ms内松开这个按钮吧），则正式进入返回值处理语段，先是一个while(KEY0 == 0);的循环，即当你一直按下这个按钮时他就一直处于循环状态无法返回值，只有当你松开按钮时才返回1，这样处理的目的是消除松开时的抖动，不过该方法有点草率，不过总而言之key_scan()函数返回了1，于是我们回到main.c，if条件达成进入下一语句，即翻转LED0状态，至此通过KEY0控制LED0的目的就此达成。
我们不难看到这个基本模型的局限性：只对一个按钮生效，且LED不能及时接收到KEY的状态反馈，于是我们（其实是正点原子）将key_scan()函数晋升为了如下的体系健全的函数：
uint8_t key_scan(uint8_t mode)
{
static uint8_t key_up = 1; /* 按键按松开标志 */
uint8_t keyval = 0;
if (mode) key_up = 1; /* 支持连按 */
if (key_up && (KEY0 == 0 || KEY1 == 0 || KEY2 == 0 || KEY_UP == 1)) /* 按键松开标志为1, 且有任意一个按键按下了 */
{
delay_ms(10); /* 去抖动 */
key_up = 0;
if (KEY0 == 0) keyval = KEY0_PRES;
if (KEY1 == 0) keyval = KEY1_PRES;
if (KEY2 == 0) keyval = KEY2_PRES;
if (KEY_UP == 1) keyval = KEY_UP_PRES;
}
else if (KEY0 == 1 && KEY1 == 1 && KEY2 == 1 && KEY_UP == 0) /* 没有任何按键按下, 标记按键松开 */
{
key_up = 1;
}
return keyval; /* 返回键值 */
}完整key_scan()函数定义
首先补充一点，该函数返回值仅为1,0，因此函数返回值使用uint8_t的八位类型即可。
这个完整的key_scan()函数首先定义了一个形参mode，用于选择是连按模式还是单点模式，具体作用我们后续再说。
我们首先定义了一个静态变量key_up按钮松开标志且默认值为1，为什么用静态变量呢，我们先看后续操作，当key_up值为1且有按钮按下时，我们的key_up变为0，此时我们如果保持按钮按下，程序进入到下一个循环时key_up值仍为0（静态变量特性，保存上一次的变量变化），此时就不会再进入到按下循环当中，而是判断按钮是否松开，如果松开就重置key_up为1，这样就可以避免函数一直在进行相同操作，同时也做到了基本函数中消除松开抖动的作用，而且能够避免基本实现函数中的循环，做到按下按钮实时反馈。
接着我们定义了键值变量keyval用于储存输出的键值。
再接下来就是判断按钮是否按下的操作了，如果按下则先进行消抖，再改变key_up的值，之后再来判断具体是哪个按钮按下从而返回不同的值。
若无按钮按下则重置key_up的值为1，最后返回键值。
还有一段代码我们没有提到：if (mode) key_up = 1; /* 支持连按 */这就是连按模式的关键，我们前面都是围绕mode == 0的情况下来说的，如果mode值为1，就会除非这一条代码，即无论之前的key_up值是多少，我都赋值为1，这样做能干嘛呢？我们先来模拟一遍。
我们先假定main函数中有这样的语句：while(1){key_scan(1);}即不停对键值进行检测，当我们按下按钮时，key_scan的if被第一次触发，返回对应键值，如果此时按钮仍处于按下状态，进入下一循环我们发现他还能返回一次键值，如此往复他能一直返回这个键值，且每次间隔10ms，这不跟我们前面说的避免函数一直在进行相同操作背道而驰吗？
下面我们来看一个具体实例：
2.3 通过KEY来控制LED灯
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
int main(void)
{
HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */
sys_stm32_clock_init(336, 8, 2, 7); /* 设置时钟,168Mhz */
delay_init(168); /* 延时初始化 */
led_init(); /* 初始化LED */
key_init(); /* 初始化按键 */
while(1)
{
uint8_t key = key_scan(0);
if(key)
{
switch(key)
{
case KEY0_PRES:
{
uint8_t count = 0;
while(key && count < 50)
{
count++;
key = key_scan(1);
}
if(count >= 50)
{
LED0_Toggle();
LED1_Toggle();
}
break;
}
case KEY1_PRES:
while(key)
{
LED0_Toggle();
delay_ms(200);
LED1_Toggle();
delay_ms(200);
key = key_scan(1);
}
break;
case KEY2_PRES:
LED0_Toggle();
break;
case KEY_UP_PRES:
LED1_Toggle();
break;
default:
break;
}
}
else
{
delay_ms(10);
}
}
}
完整key_scan()函数在main.c的具体实例
可以看到我们在这里通过switch函数实现了不同按钮的不同操作，这里的KEY2和KEY_UP不做过多解释，作用同基本实现函数一致，不过在这里实现了按钮的实时反馈，我们重点看到KEY0和KEY1的两个应用场景：
最开始我们定义了一个变量key用于读取key_scan(0)的输出值，此后若要进行连按模式操作时每一次都要给key赋值为key_scan(1)的输出值，由此来区分单点和连按模式不同的按钮。
- KEY0：首先定义一个变量count用于计数，再进行一个while条件循环，条件为key输出值为1且count小于50，而循环体内就进行两个操作：count++和重新赋值key，这个循环会直到count赋值到50结束，即等待了50*10=500ms，循环结束后再进行一次判断，如果count>=50就执行命令，当然这一句也可以没有，循环结束后直接执行命令即可，不过也可以通过判断来区分长按，短按和点击，进而执行三种不同的操作。
- KEY1：该按键按下后直接进行一个条件循环，条件就是key的值始终为1，而在循环体内处执行的命令外还会重新给key赋值从而进行下一次判断，由此就实现了长按执行循环操作的目的。
当然连按模式的用处不至于此，抓住不断输出值且间隔10ms的特点可以做到许多事情。
然而虽然称其为完整key_scan()函数，其仍存在问题：两个按键同时响应时只会输出一个按键内容，当然这些可以通过不断优化代码来实现。
3 结语
mak说想看我怎么写的博客，于是我把结语给他看了。