基于ARM内核的智能手环(day2)

本次重点

  • STM32寄存器来控制led灯状态反转

  • 按键控制与非阻塞


回顾

GPIO口的八种模式:
模式 描述
输入
上拉输入 默认情况,输入高
下拉输入
浮空输入
模拟输入
输出
推挽输出 0 1
开漏输出 0 不能通过自身输出高电平信号1
复用推挽
复用开漏
添加头文件路径

image-20240331170614399

模块化编程:

image-20240331170629636

函数调用:

image-20240331170647052

image-20240331170651659

image-20240331170657477


ok,我们开始学习今天的内容

延时函数

单片机中延时的方法:

1. 空函数延时计算

空函数的执行时间取决于处理器的时钟频率。假设处理器的时钟频率为72MHz(即每秒钟执行7200万次指令),我们可以通过空函数来实现延时。

首先,我们知道执行1个空函数所需的时间是多少:

image-20240331172333722

然后,我们想要实现1微秒的延时,所以我们需要执行的空函数次数可以通过以下计算得到:

image-20240331172359072

所以,你需要大约72个空函数来实现1微秒的延时。

那么我们为了方便把你的写法,就定义函数来实现延时

void Delay_lus(void)
{
	__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
	__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
	__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
	__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
	__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
	__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
	__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
	__nop();__nop();
}

这样子就可以轻松实现1微秒的延时

那么纳秒和毫秒函数的写法也就很简单了

//毫秒
void Delay_us(uint32_t time)
{
	while(time--)
	{
		Delay_lus();
	}
}
//微秒
void Delay_ms(uint32_t time)
{
	while(time--)
	{
		Delay_us(1000);
	}
}

2. 定时器延时

定时器延时是一种更精确和可控的延时方法。通过配置定时器,可以生成精确的时间间隔,而不受CPU负载和其他因素的影响。这使得定时器延时比简单的空函数延时更加可靠和准确。

我们后面会讲到,这里先不展开


按键控制

人机交互的接口

我们所使用的板子上一共有四个按钮,我们来看看电路图

image-20240331173233530

我们要使用按钮,第一步一定是初始化

void KET_Config()
{
	//KEY1 --paPA0
	//KEY2 --paPC5
	//KEY3 --paPC6
  //浮空输入
	//step1.开时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE|RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	
	//step2.配置IO口模式
	GPIO_InitTypeDef	GPIO_InitSTRUCT;
	GPIO_InitSTRUCT.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
	GPIO_InitSTRUCT.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitSTRUCT.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	
	//step3.初始化IO口
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitSTRUCT);
	
	GPIO_InitSTRUCT.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6;
	
	GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitSTRUCT);
}

那接下来,我们自然要判断按钮是否被按下

我们只需要判断电平是否为高

不要忘了消抖哦

//按键检测
uint8_t KEY_Check(void)
{
	//按键检测
		if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0))
		{
			Delay_ms(15);
			if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0))
			{
				while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0))
				{}
				return 1;
			}
		}
		return 0;
}

好的,这个时候我们就可以去通过按钮去控制led灯的亮灭了

那么就又引出了一个新的问题

我们该如何才能用同一个按钮来控制led灯的状态反转呢?

STM32寄存器来控制led灯状态反转

实际上我们要实现的操作很简单

我们只需要去改变小灯泡引脚的状态

如果是0就变成1,如果是1就变成0

那么该如何改变呢

很简单,实际上只有一行代码

GPIOE->ODR ^=0x1<<2;

我们一起来看一下这行代码

  • GPIOE: 这表示你正在操作的是GPIOE端口。
  • ODR: 这是GPIOE端口的输出数据寄存器。
  • ^=: 这是按位异或赋值操作符,用于对变量进行按位异或运算后再赋值给自身。
  • 0x1 << 2: 这是将十六进制数1向左移动2位,相当于将二进制数0001左移两位,得到0100,即十六进制数0x4。

可能有些抽象了,那我们这么来理解

首先

我们led所在的gpio状态是怎么储存的

就是使用寄存器保存,而这个寄存器名字就叫做ODR

名字可以在对应的技术参考手册里面查到

里面是怎么存储的呢(这里GPIOE有十六个引脚,所以我们用十六位寄存器来演示)

0000000000000000

这就代表着我们的引脚全部都是低电平

那么实际情况可能是这样子的

0010111000110110

然后

我们的led灯在2号引脚,也就是倒数第3位(寄存器从0开始)

也许有人问为什么是倒数的位呢,其实也很简单,你写一个1当然是从最右边开始写起,进位再向前

那我们该如果只改变第三位的状态,让它反转,而且还能让别的位保持不变呢

我们学过的知识

单目操作符			^
移位操作符			<<

我们就要用到单目操作符 按位异或 相异为真

那这里就涉及到一个小技巧,二进制数和1或都是取反,和0或都是它本身

移位操作符我们也很熟悉了,如果大家又不是很清楚的可以去看我的前几篇博客

最后

那么我们直接看例子

GPIOE->ODR ^=0x1<<2;

我们假设寄存器目前里面状态是这样子的

0010111000110110

我们需要让第三位反转电平

那么我们只需要让它和这样一串数字相或就行

0000000000000100

那我们怎么得到上面那串数字呢

我们只需要定义一串

0000000000000001

然后这串数字左移两位就ok啦

再用或来计算即可得到

0010111000110010

大家可以写一下试一下


明天将会更新

阻塞与非阻塞 串口通信

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