STM32CubeMX教程3 GPIO输入 - 按键响应

1、准备材料

开发板（STM32F407G-DISC1）

STM32CubeMX软件（Version 6.10.0）

keil µVision5 IDE（MDK-Arm）

ST-LINK/V2驱动

2、实验目标

使用STM32CubeMX软件配置STM32F407开发板的按键作为输入，利用按键输入使LED灯产生响应

3、实验流程

3.0、前提知识

对于所有的GPIO来说都是既可以作为输出引脚也可以作为输入引脚使用，本开发板上有一个用户按键，可以作为本次实验的输入，如下图所示为用户按键的电路原理图，当松开按键时，PA0为低电平；当按下按键时，PA0为高电平 （注释1）

3.1、CubeMX相关配置

3.1.0、工程基本配置

打开STM32CubeMX软件，单击ACCESS TO MCU SELECTOR选择开发板MCU（选择你使用开发板的主控MCU型号），选中MCU型号后单击页面右上角Start Project开始工程，具体如下图所示

开始工程之后在配置主页面System Core/RCC中配置HSE/LSE晶振，在System Core/SYS中配置Debug模式，具体如下图所示

详细工程建立内容读者可以阅读“STM32CubeMX教程1 工程建立”

3.1.1、时钟树配置

系统时钟使用8MHz外部高速时钟HSE，HCLK、PCLK1和PCLK2均设置为STM32F407能达到的最高时钟频率，具体如下图所示

3.1.2、外设参数配置

在Pinout ＆ Configuration页面右边单片机引脚预览Pinout view中，寻找需要设置的具体GPIO，这里我们选择用户按键的PA0引脚，左键单击引脚将引脚功能设置为GPIO_Input

当 GPIO mode 选择Input mode时， GPIO Pull-up/Pull-down 可以选择无上/下拉、上拉和下拉

无上/下拉表示引脚输入状态完全由外部输入决定，称为浮空输入

上拉表示当无外部输入时，此时引脚的状态被上拉至高电平

同理，下拉表示当无外部输入时，此时引脚的状态被下拉至低电平

根据用户按键的硬件原理图可以知道，该用户按键已经通过电阻进行外部下拉，因此无需我们软件配置上下拉（实际是否需要配置上/下拉根据读者开发板按键硬件原理图决定）

这里我们选择输入模式，无上/下拉，具体配置如下图所示

3.2、生成代码

3.2.0、配置Project Manager页面

单击进入Project Manager页面，在左边Project分栏中修改工程名称、工程目录和工具链，然后在Code Generator中勾选“Gnerate peripheral initialization as a pair of ‘c/h’ files per peripheral”，最后单击页面右上角GENERATE CODE生成工程，具体如下图所示

详细Project Manager配置内容读者可以阅读“STM32CubeMX教程1 工程建立”实验3.4.3小节

3.2.1、外设初始化调用流程

从生成的代码工程目录中打开keil工程，在MX_GPIO_Init(void)函数中会发现我们新添加的USER_KEY按键初始化代码，其模式为输入模式

3.2.2、添加其他必要代码

在主函数的主循环中添加按键扫描及响应函数，如下图所示

源代码如下

if(HAL_GPIO_ReadPin(USER_KEY_GPIO_Port,USER_KEY_Pin) == GPIO_PIN_SET)
{
    HAL_Delay(10);
    if(HAL_GPIO_ReadPin(USER_KEY_GPIO_Port,USER_KEY_Pin) == GPIO_PIN_SET)
    {
        HAL_GPIO_TogglePin(GREEN_LED_GPIO_Port, GREEN_LED_Pin) ;
        while(HAL_GPIO_ReadPin(USER_KEY_GPIO_Port,USER_KEY_Pin) == GPIO_PIN_SET);
    }
}

4、常用函数

/**
  * @brief  读取某个GPIO当前的状态
  * @param  GPIOx：引脚组别（GPIOA - GPIOI）
  * @param  GPIO_Pin：引脚（GPIO_PIN_0 - GPIO_PIN_15）
  * @retval GPIO_PinState：低电平（GPIO_PIN_RESET）、高电平（GPIO_PIN_SET）
  */
GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
 
/*读取PA0当前状态并存储到Now_PinState变量中*/
Now_PinState = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0);

5、烧录验证

烧录程序，当开发板上电后，四个颜色的LED全部点亮，然后每按下一次用户按键，绿色LED灯状态会发生翻转

6、注释解析

注释1：首先忽视掉R38和C38，因为笔者开发板上未焊接C38。当松开按键时，按键处相当于断路，此时PA0引脚经过R35、R39下拉至地，状态为低电平；当按下按键时，按键处相当于短路，此时PA0引脚经过R35被上拉至VDD，状态为高电平；