【青风带你学stm32f051系列教程】第3课 按键控制

青风

第3课：按键控制
按键的输入其实就是对GPIO口进行操作。同时引入了中断的概念。实际上按键控制分为两种情况，第一种是按键扫描，这种情况下，CPU需要不停的工作，来判断GPIO口是否被拉低或者置高，效率是比较低的。另一种方式为中断控制，中断控制的效率很高，一旦系统IO口出现上升沿或者下降沿电平就会触发执行中断内的程序。
相信按键是所有接触过MCU的朋友都知道的，其基本原理我就不啰嗦了，这一节的教程主要针对了实验四和实验三。
下面我就来分别介绍下STM32F051的按键控制方式。
首先来学习下按键扫描方式：
硬件准备：
在青风stm32f051开发板上设置了2个用户按键如下图所示：


Key1和Key2分别和PF6和PF7两个IO管脚相连。这里设置了按键管脚加了3.3V的上拉，可以提高驱动能力。当IO管脚为低的时候可以判断管脚已经按下。通过key的按下来控制led的亮灭。
软件准备：
在代码文件中，实验三建立了一个演示历程，我们打开看看需要那些库文件。打开user文件夹中的key工程：

如上图所示：按照上面的方式添加好相应的函数，其中led.c和key.c是用户自己所编写的驱动子文件，用于控制按键和LED灯。Lib库中只需要添加：stm32f0xx_rcc.c和stm32f0xx_gpio.c两个文件。
Led.c和我们第一节所编写的驱动一样，下面我们来看看如何编写key.c文件。Key.c文件主要是要起到两个作用：第一：初始化开发板上的按键。第二：扫描判断按键是否有按下，按键扫描是通过MCU不停的判断端口的状态来实现的。完成这两个功能够就可以在main.c文件中直接调用本驱动了。下面看看代码：


那么在主函数中直接可以调用key,c和led.c两个子文件，代码如下：

那么更加好的按键控制方法是使用中断控制，这样可以大大节省了CPU的占有率。

中断是指由于接收到来自外围硬件（相对于中央处理器和内存）的异步信号或来自软件的同步信号，而进行相应的硬件／软件处理。发出这样的信号称为进行中断请求（interrupt request，IRQ）。硬件中断导致处理器通过一个上下文切换（context switch）来保存执行状态（以程序计数器和程序状态字等寄存器信息为主）；软件中断则通常作为CPU指令集中的一个指令，以可编程的方式直接指示这种上下文切换，并将处理导向一段中断处理代码。中断在计算机多任务处理，尤其是实时系统中尤为有用，这样的系统，包括运行于其上的操作系统，也被称为“中断驱动的”。简单的来说就比如某个人正在做某事，突然来了个电话，他就要停下手中的事情去接电话，中断相当于这个电话。触发中断后跳出原来运行的程序去执行中断处理。
软件准备：
在使用stm32f051库函数来完成中断，需要设置如下几个地方:第一：中断嵌套的设置。
第二：外部GPIO中断的设置。 首先是中断嵌套的问题：在stm32f05xx的参考手册第157页有一个中断嵌套列表，列出了各类中断的地址，在库文件stm32f0xx_misc.c里对嵌套进行了设置。并且在stm32f0xx.h文件中给出了中断列表中各类中断的中断频道号，并且封装成IRQn_Type结构体。
我们设置中断的类型只要设置如下结构体的参数就行：

其中NVIC_IRQChannel在stm32f0xx_misc.c里对嵌套进行了设置，NVIC_IRQChannelPriority可以在1到3直接进行设置。 NVIC_IRQChannelCmd频道命令主要是使能和禁能的作用。
第二个问题是外部IO中断的设置，主要是stm32051中断各种外部中断所使用的。在库函数中，在stm32f0xx_exti.c文件中进行了详细设置，我们只需要配置下面一个结构体就可以实现外部中断的控制了：


按照上面的配置要求，我们编写exit.c外部中断子函数，如下面的代码：

其中exit.c就是上面我们编写的按键中断初始化的驱动函数。而Lib树下文件我们之间添加ST公司提供的库函数。这里面，我们需要在stm32f0xx_it.c中加入相应的中断后执行函数，也就是发生按键中断后，我们执行反转LED的命令：

通过上面几个步骤，下面的主函数就相当的简单了，我们直接调用exit.h函数就可以完成按键中断的初始化了。看看下面代码，是不是非常简单不解释：

实验下载到QF-STM32F0开发板后的实验现象如下：