2.1實驗內容

通過本實驗主要學習以下內容：

• GPIO輸入功能原理；
• 按鍵查詢輸入檢測原理；

2.2實驗原理

2.2.1GPIO輸入功能原理

GD32F4xx系列MCU GPIO輸入配置結構如下圖所示，輸入可配置上下拉電阻，通過施密特觸發(fā)器后可通過備用功能輸入或者通過輸入狀態(tài)寄存器進行讀取。

輸入狀態(tài)寄存器為GPIOx_ISTAT，其狀態(tài)位定義如下圖所示，每個控制位對應相應引腳的輸入電平狀態(tài)。

GPIO引腳輸入電平判斷閾值如下圖所示，當輸入電平小于0.3VDD時，可被內部有效識別為低電平；當輸入電平大于0.7VDD時，可被內部有效識別為高電平。

2.3硬件設計

GD32F4xx紫藤派開發(fā)板具有兩個按鍵，對應電路圖如下圖所示，其中，喚醒按鍵未按下時為低電平，按下后喚醒按鍵為高電平；用戶按鍵未按下時為高電平，按下后用戶按鍵為低電平，通過讀取按鍵對應GPIO引腳的電平狀態(tài)可檢測對應按鍵是否被按下。

注意：機械按鍵在按下或者松開時具有抖動，建議可增加硬件消抖或者軟件消抖，以避免按鍵檢測被多次觸發(fā)。

2.4代碼解析

本例程實現(xiàn)通過查詢的方式可查詢按鍵按下的時間，進而可實現(xiàn)短時間按下和長時間按下的檢測。

主函數(shù)代碼如下，首先進行驅動初始化/按鍵初始化/LED初始化/串口初始化，并打印Example of key scan detection.之后進入主循環(huán)，通過key_scan函數(shù)實現(xiàn)對按鍵的掃描并檢測按鍵按下時間。

C
int main(void)
{
/* 系統(tǒng)延時初始化 */
driver_init();

//注冊按鍵掃描
driver_tick_handle[0].tick_value=10;
driver_tick_handle[0].tick_task_callback=key_scan_10ms_callhandle;


/* 按鍵組初始化 */
bsp_key_group_init();

/* LED組初始化 */
bsp_led_group_init();

/* 板載UART初始化 */
bsp_uart_init(&BOARD_UART);

delay_ms(1000);

printf_log("Example of key scan detection.\r\n");


while (1)
{
delay_ms(1);

/* 按鍵掃描結果檢查：檢測任意按鍵和多按鍵組合按下時間，所有按鍵彈起后有效 */
if(SET==all_key_up)
{
/* 檢測按鍵組合按下時長 */
if(USER_KEY.press_timerms >= PRESS_3000MS && WKUP_KEY.press_timerms >= PRESS_3000MS)
{
printf_log("USER_KEY/KEY2/WKUP_KEY pressed together for more than 3000ms.\r\n");
USER_KEY.press_timerms=PRESS_NONE;
WKUP_KEY.press_timerms=PRESS_NONE;
}
else if(USER_KEY.press_timerms >= PRESS_50MS && WKUP_KEY.press_timerms >= PRESS_50MS)
{
printf_log("USER_KEY/KEY2/WKUP_KEY pressed together for more than 50ms.\r\n");
USER_KEY.press_timerms=PRESS_NONE;
WKUP_KEY.press_timerms=PRESS_NONE;
}

if(USER_KEY.press_timerms >= PRESS_200MS && USER_KEY.press_timerms < PRESS_5000MS)
{
USER_KEY.press_timerms=PRESS_NONE;
printf_log("USER_KEY press more than 200ms, less than 5000ms .\r\n");
}
else if(USER_KEY.press_timerms >= PRESS_5000MS)
{
USER_KEY.press_timerms=PRESS_NONE;
printf_log("USER_KEY press more than 5000ms.\r\n");
}
else if(USER_KEY.press_timerms >= PRESS_DOWN)
{
USER_KEY.press_timerms=PRESS_NONE;
printf_log("USER_KEY press briefly.\r\n");
}


if(WKUP_KEY.press_timerms >= PRESS_200MS && WKUP_KEY.press_timerms < PRESS_5000MS)
{
WKUP_KEY.press_timerms=PRESS_NONE;
printf_log("WKUP_KEY press more than 200ms, less than 5000ms .\r\n");
}
else if(WKUP_KEY.press_timerms >= PRESS_5000MS)
{
WKUP_KEY.press_timerms=PRESS_NONE;
printf_log("WKUP_KEY press more than 5000ms.\r\n");
}
else if(WKUP_KEY.press_timerms >= PRESS_DOWN)
{
WKUP_KEY.press_timerms=PRESS_NONE;
printf_log("WKUP_KEY press briefly.\r\n");
}

all_key_up=RESET;
}

//非彈起檢查
if(USER_KEY.press_cycle_count >= PRESS_50MS)
{
bsp_led_toggle(&LED2);
}
else if(WKUP_KEY.press_cycle_count >= PRESS_50MS)
{
bsp_led_toggle(&LED2);
}
else
{
bsp_led_off(&LED2);
}


//直接讀取
if(bsp_key_state_get(&USER_KEY)==SET)
{
bsp_led_toggle(&LED1);
}
else if(bsp_key_state_get(&WKUP_KEY)==SET)
{
bsp_led_toggle(&LED1);
}
else
{
bsp_led_off(&LED1);
}
}
}

按鍵初始化函數(shù)如下，通過KEY_DEF定義相關按鍵參數(shù)，之后調用bsp_key_init對按鍵進行分別初始化。

C
void bsp_key_group_init(void)
{
uint8_t i;
for(i=0;i{
bsp_key_init(((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i]));
}
}
KEY_DEF(USER_KEY,A,1,IN_PU,SET,NULL); // PA1定義為USER_KEY非中斷模式,默認狀態(tài)高
KEY_DEF(WKUP_KEY,A,0,IN_PD,RESET,NULL); // PA0定義為KEY2非中斷模式,默認狀態(tài)高

通過key_scan進行按鍵掃描，實現(xiàn)對按鍵按下時間長度范圍的檢測。

C
bit_status key_scan(uint16_t scan_ms_cycle)
{
uint8_t i;
bit_status press_flag=RESET;
for(i=0;i{
// ((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i])->press_timerms=press_none;
if(bsp_key_state_get((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i])==SET && ((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i])->press_cycle_count<0xffff){

((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i])->press_timerms =PRESS_DOWN;
((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i])->press_cycle_count+=scan_ms_cycle;
}
}

for(i=0;i{

if(bsp_key_state_get((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i])==SET && ((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i])->press_cycle_count < 0xffff) //持續(xù)60s被按下按鍵可能損壞 ???????
{
return press_flag;
}
}

for(i=0;i{
if(((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i])->press_cycle_count>PRESS_50MS)
{
press_flag=SET;
if(((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i])->press_cycle_count > PRESS_5000MS){
((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i])->press_timerms=PRESS_5000MS;
}
else if(((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i])->press_cycle_count>PRESS_4000MS){
((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i])->press_timerms=PRESS_4000MS;
}
else if(((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i])->press_cycle_count>PRESS_3000MS){
((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i])->press_timerms=PRESS_3000MS;
}
else if(((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i])->press_cycle_count>PRESS_2000MS){
((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i])->press_timerms=PRESS_2000MS;
}
else if(((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i])->press_cycle_count>PRESS_1000MS){
((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i])->press_timerms=PRESS_1000MS;
}
else if(((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i])->press_cycle_count>PRESS_500MS){
((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i])->press_timerms=PRESS_500MS;
}
else if(((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i])->press_cycle_count>PRESS_200MS){
((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i])->press_timerms=PRESS_200MS;
}
else{
((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i])->press_timerms=PRESS_50MS;
}
}
if(bsp_key_state_get((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i])==RESET){
((typdef_bsp_key *)KEY_INIT_GROUP[i])->press_cycle_count=0;
}
}

return press_flag;

}

2.5實驗結果

將本例程燒錄到紫藤派開發(fā)板中，在液晶屏上首先打印Example of key scan detection.

之后短按或者長按WKUP或USER按鍵，將在液晶上顯示按下的狀態(tài)。

本教程由GD32 MCU方案商聚沃科技原創(chuàng)發(fā)布，了解更多GD32 MCU教程，關注聚沃科技官網(wǎng)