>[success] **技術支持說明**
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> 3.工程師**會盡快**解答社區問題,但他們是一線開發,【**難以保證**】解答時效,解答辛苦,感謝理解!
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## **按鍵原理簡介**
  在LED相關課程中,把GPIO配置為輸出模式,然后通過控制該GPIO輸出高/低電平來控制LED的亮/滅。然而,與之相反,按鍵是一種被動器件,即由外界把按鍵相關的信號輸入到主控芯片中,因此需要把GPIO配置為輸入模式。
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**電路原理簡介**
配套的開發板帶有一個名為“PA0”的按鍵,如下圖所示。

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其原理圖如下所示。

>[warning] 如您未能看懂此原理圖,需要補充一下相關知識。
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從原理圖中可以看出,此按鍵與STM32的PA0引腳相連接。在把PA0配置為輸入模式后,當按鍵被按下時,PA0接地,即輸入低電平。與此同時,可以通過內部上拉的方式實現沒有按下時即輸入高電平。此時,程序通過檢測PA0輸入電平即可檢測按鍵是否被按下:
* 按鍵沒有被按下時,PA0輸入高電平
* 按鍵被按下后,PA0輸入低電平
>[info] 如果讀者不了解何謂內部上拉,可暫時跳過
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## **按鍵HAL API 設計**
通過前面的原理分析,可以知道按鍵是一種被動器件,需要檢測PA0的輸入電平高低變化。在設計此類型API時,可以使用注冊回調的思想,即上層應用在HAL中注冊已給回調函數,一旦HAL檢測到按鍵按下,就會回調給上層應用,如圖所示。

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接下來通過代碼來講解這個設計。
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**編寫代碼**
筆者在本節課配套的源代碼中新建了 hal\_button.h 和 hal\_button.c文件,如圖所示。

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打開本節課配套的工程,筆者把hal\_button.c以及必要的標準庫文件添加進工程了,如圖所示。

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hal_button.h文件的代碼如下:
```
#ifndef __HAL_BUTTON_H__
#define __HAL_BUTTON_H__
/*定義按鍵連接的GPIO口PA0*/
#define HAL_BUTTON_PORT GPIOA
#define HAL_BUTTON_PIN GPIO_Pin_0
/*定義GPIOA對應的時鐘 */
#define HAL_BUTTON_CLOCK RCC_AHBPeriph_GPIOA
#define HAL_BUTTON_TRIGGER_LEVEL 0
/*
* 按鍵初始化
* @param onClick - 按鍵回調函數,當按鍵被按下時執行此函數
*/
void halButtonInit(void (*onClick)(void));
/*
* 檢測到按鍵按下時,執行回調回調函數
*/
void halButtonPoll(void);
#endif /* #ifndef __HAL_BUTTON_H__ */
```
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hal_button.c文件的代碼如下:
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```
#include "hal_button.h"
#include "hal_system.h"
#include "stm32f0xx_gpio.h"
static void (*halButtonOnClick)(void) = 0;
/*
* 按鍵初始化
* @param onClick - 按鍵回調函數,當按鍵被按下時執行此函數
*/
void halButtonInit(void (*onClick)(void))
{
halButtonOnClick = onClick;//保存回調函數
GPIO_InitTypeDef buttonGPIO;//定義GPIO配置
buttonGPIO.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;//配置為輸入模式
buttonGPIO.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP,//配置為上拉
buttonGPIO.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;//速率為2MHz
buttonGPIO.GPIO_Pin = HAL_BUTTON_PIN;//引腳
RCC_AHBPeriphClockCmd(HAL_BUTTON_CLOCK, ENABLE);//使用按鍵時鐘
GPIO_Init(HAL_BUTTON_PORT, &buttonGPIO);//初始化PA0
}
/*
* 檢測到按鍵按下時,執行回調函數
*/
void halButtonPoll(void)
{
/* 如果按鍵沒有被按下,如果沒有則返回*/
if (GPIO_ReadInputDataBit(HAL_BUTTON_PORT, HAL_BUTTON_PIN) != HAL_BUTTON_TRIGGER_LEVEL) return;
/* 延遲10ms,去除機械按鍵抖動 */
halSystemDelayUs(1000 * 10);
/* 再次檢測按鍵是否被按下,如果沒有則返回*/
if (GPIO_ReadInputDataBit(HAL_BUTTON_PORT, HAL_BUTTON_PIN) != HAL_BUTTON_TRIGGER_LEVEL) return;
/* 等待按鍵松開 */
while(GPIO_ReadInputDataBit(HAL_BUTTON_PORT, HAL_BUTTON_PIN) == HAL_BUTTON_TRIGGER_LEVEL) halSystemDelayUs(1000);
/* 如果定義回調函數,則調用回調函數 */
if (halButtonOnClick != 0) halButtonOnClick();
}
```
**處理機械按鍵抖動**
上述代碼包含了按鍵抖動的處理,對其簡單講解一下。由于按鍵內部采用了彈簧,所以當按鍵被按下或松開的時候,會產生一定的震動,這種震動可以稱為機械抖動。這種機械抖動會導致電平的抖動,如下圖所示。

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上圖展示了按鈕從按下到松開這個過程的電平變化。按鍵被按下時產生的抖動稱為前沿抖動,松開時產生的是后沿抖動。這個抖動時間一般持續5~10ms。因此在代碼上當檢測到按鈕被按下后,需要延后10ms后再檢測一次按鈕是否真的被按下。
<br/>
## **使用按鍵 HAL API**
編寫好按鍵 HAL API后,按鍵的使用非常簡單。在配套工程的main.c文件中添加如下代碼:
```
/*
* 按鍵回調函數,當按鍵被按下后即執行此函數
*/
static void buttonOnClick()
{
halLedToggle();//反轉LED燈的亮滅狀態
}
int main(void)
{
halSystemInit();//系統初始化
halLedInit();//LED初始化
/*按鍵初始化,并且傳入了回調函數*/
halButtonInit(buttonOnClick);
/*使用while循環來持續檢測按鍵是否被按下*/
while (1)
{
halButtonPoll();
}
}
```
上述代碼實現了當按鍵別按下并松開后,反轉LED燈的狀態,代碼非常簡潔!
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