stm32f103c8t6按键控制程序开始和结束

<think>我们正在使用STM32F103C8T6微控制器，通过按键控制程序的启动和停止。这里的关键点在于按键的检测和状态管理。通常，我们会使用一个全局变量作为标志（flag）来表示程序的运行状态。按键被按下时，切换这个标志的状态。步骤：1.初始化按键对应的GPIO（通常设置为输入模式，使用上拉或下拉电阻，或者使用外部上拉/下拉）2.在程序中循环检测按键状态（或者使用外部中断，但这里我们先使用轮询方式）3.设计一个状态标志，例如`programRunning`，初始状态为停止（比如0表示停止，1表示运行）4.当检测到按键按下时，改变`programRunning`的状态（注意消抖）5.根据`programRunning`的状态，执行或停止相应的程序功能注意：按键消抖是必要的，可以通过延时或软件定时器实现。下面是一个简单的示例代码（使用HAL库，轮询方式）：假设按键连接在PC13（STM32F103C8T6开发板常见的按键引脚，如蓝色药丸板），低电平有效（即按键按下时引脚为低电平，因为通常外部有上拉电阻）。我们使用一个简单的状态机来避免按键的抖动和重复触发。代码结构如下： ```#include"stm32f1xx_hal.h" //定义状态标志volatile uint8_tprogramRunning=0;//0:停止,1:运行//按键引脚定义#define KEY_PINGPIO_PIN_13#define KEY_PORT GPIOC//按键状态uint8_tkeyState=1;//初始状态为高电平（未按下） uint8_tlastKeyState =1; //上一次的按键状态intmain(void) {HAL_Init();SystemClock_Config();//初始化按键引脚为输入上拉模式__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct= {0};GPIO_InitStruct.Pin =KEY_PIN;GPIO_InitStruct.Mode =GPIO_MODE_INPUT;GPIO_InitStruct.Pull =GPIO_PULLUP;HAL_GPIO_Init(KEY_PORT, &GPIO_InitStruct);while(1) {//读取按键状态keyState= HAL_GPIO_ReadPin(KEY_PORT,KEY_PIN);//检测下降沿（按键按下）if(lastKeyState==1 &&keyState==0){//消抖，延时一段时间再检测HAL_Delay(20); //20ms消抖keyState =HAL_GPIO_ReadPin(KEY_PORT, KEY_PIN);if (keyState==0){ //确认按下programRunning= !programRunning; //切换运行状态//等待按键释放（避免连续触发）while (HAL_GPIO_ReadPin(KEY_PORT,KEY_PIN)==0);HAL_Delay(20);//释放消抖}}lastKeyState= keyState;//更新上一次按键状态//根据程序状态执行相应操作if (programRunning) {//执行程序功能//例如：点亮LED等} else{//停止状态，可以执行停止后的操作（如关闭外设等）}} }```但是，上面的代码在while循环中使用了延时消抖，这可能会影响其他任务的执行。在实际应用中，我们可能会使用非阻塞的方式，比如通过系统滴答定时器（SysTick）或硬件定时器来计时消抖。另一种更高效的方式是使用外部中断来检测按键，并在中断服务函数中处理状态切换（但中断中同样需要进行消抖处理，通常通过设置标志，在主循环中处理）。下面给出使用外部中断的方式：1.配置按键引脚为外部中断模式（下降沿触发）2.在中断服务函数中设置一个按键按下的标志，并记录时间3.在主循环中检测这个标志，并进行消抖和状态切换代码示例（中断方式）:```#include "stm32f1xx_hal.h"volatileuint8_t programRunning =0; volatile uint8_tkeyPressed=0;//按键按下标志volatile uint32_tkeyPressTime =0; //记录按下时间#defineKEY_PIN GPIO_PIN_13#defineKEY_PORTGPIOCint main(void){HAL_Init();SystemClock_Config();//初始化按键引脚为外部中断模式__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct ={0};GPIO_InitStruct.Pin= KEY_PIN;GPIO_InitStruct.Mode= GPIO_MODE_IT_FALLING;//下降沿触发GPIO_InitStruct.Pull =GPIO_PULLUP;HAL_GPIO_Init(KEY_PORT,&GPIO_InitStruct);//配置中断优先级HAL_NVIC_SetPriority(EXTI15_10_IRQn,0,0);HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn);while(1) {if(keyPressed){//消抖：判断按下时间是否超过20ms（这里简化处理，实际可以用HAL_GetTick()计算时间差）//注意：在中断中已经等待了20ms，所以这里可以直接处理//但是，我们可以在中断中只设置标志，在主循环中消抖//这里我们改变策略：在中断中只记录按下事件，主循环中延时消抖后再次确认HAL_Delay(20);if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_PORT, KEY_PIN) ==GPIO_PIN_RESET){ //再次确认按下programRunning= !programRunning;//等待按键释放while(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_PORT, KEY_PIN) ==GPIO_PIN_RESET);}keyPressed =0;//清除标志}//根据programRunning执行相应操作// ...}} //外部中断服务函数void EXTI15_10_IRQHandler(void){if(__HAL_GPIO_EXTI_GET_IT(KEY_PIN) !=RESET) {__HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(KEY_PIN);keyPressed =1; //设置按键按下标志}} ```但是，上面的中断方式中，我们又在主循环中使用了延时，这仍然会阻塞主循环。更好的方法是使用状态机和非阻塞的定时器来消抖。考虑到时间，我们给出一个使用状态机的非阻塞轮询方式（推荐）：我们可以在主循环中每隔一段时间（比如10ms）检测一次按键，然后通过状态机来消抖。状态机设计：状态0：等待按下状态1：检测到按下，等待稳定（延时20ms）状态2：确认按下，等待释放状态3：释放消抖代码示例： ```#include "stm32f1xx_hal.h"volatileuint8_t programRunning =0;#defineKEY_PIN GPIO_PIN_13#defineKEY_PORTGPIOC//按键状态机typedefenum {KEY_STATE_IDLE,//空闲，等待按下KEY_STATE_PRESS_DELAY,//按下消抖KEY_STATE_PRESSED,//已按下（稳定）KEY_STATE_RELEASE_DELAY//释放消抖} KeyState;KeyStatekeyState= KEY_STATE_IDLE; uint32_tkeyTimer=0;//用于计时intmain(void) {HAL_Init();SystemClock_Config();//初始化按键__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct ={0};GPIO_InitStruct.Pin= KEY_PIN;GPIO_InitStruct.Mode= GPIO_MODE_INPUT;GPIO_InitStruct.Pull= GPIO_PULLUP;HAL_GPIO_Init(KEY_PORT, &GPIO_InitStruct);uint32_tlastTick= HAL_GetTick();while(1) {uint32_tcurrentTick= HAL_GetTick();//每10ms执行一次按键检测if (currentTick- lastTick >=10) {lastTick =currentTick;uint8_t keyValue= HAL_GPIO_ReadPin(KEY_PORT,KEY_PIN);//读取按键值switch(keyState){case KEY_STATE_IDLE:if (keyValue==0){ //按键按下（低电平）keyState= KEY_STATE_PRESS_DELAY;keyTimer =currentTick; //记录当前时间}break;case KEY_STATE_PRESS_DELAY:if(keyValue ==1) {//在消抖期间按键释放，认为是抖动keyState= KEY_STATE_IDLE;} elseif (currentTick- keyTimer >=20) {//消抖时间到keyState= KEY_STATE_PRESSED;}break;case KEY_STATE_PRESSED://这里可以执行按键按下的动作，但我们希望等到释放后再切换状态if(keyValue ==1) {//按键释放keyState= KEY_STATE_RELEASE_DELAY;keyTimer =currentTick;}break;caseKEY_STATE_RELEASE_DELAY:if (keyValue==0){ //再次按下，忽略（在释放消抖期间又按下，认为是抖动）//可以不做处理，或者重新进入按下消抖} elseif (currentTick- keyTimer >=20) {//消抖完成//切换程序运行状态programRunning= !programRunning;keyState= KEY_STATE_IDLE;}break;default:keyState =KEY_STATE_IDLE;break;}}//根据programRunning执行程序功能if (programRunning) {//运行状态} else{//停止状态}} }```以上代码使用了状态机和非阻塞方式，每10ms检测一次按键，消抖时间为20ms。这样主循环中的其他任务不会因为按键检测而被长时间阻塞。根据实际需求，你可以将按键检测放在定时器中断中，或者使用RTOS的任务来处理。最后，根据用户的问题，我们生成了以下相关问题： §§相关问题§§1.如何优化STM32按键检测以降低功耗？2.除了按键控制，还有哪些方式可以控制程序的启动和停止？3.在STM32中，如何使用外部中断实现按键的双击和长按功能？</think>### 基于STM32F103C8T6的按键控制程序启停实现 #### 一、硬件设计要点 1. **按键连接**： - 推荐使用GPIO引脚（如PA0）连接按键，外部配置10kΩ上拉电阻 - 按键另一端接地，按下时产生低电平信号 - 电路示例： ``` VDD ── 10kΩ ──┬── PA0 │ BUTTON ───────┴── GND ``` 2. **消抖处理**： - 机械按键会产生5-10ms抖动[^1] - 推荐软件消抖（延时检测）或硬件RC滤波 #### 二、软件实现（使用HAL库） ```c #include "stm32f1xx_hal.h" // 状态标志定义 volatile uint8_t programRunning = 0; // 0:停止 1:运行 uint32_t lastPressTime = 0; // 记录上次按键时间 int main(void) { HAL_Init(); SystemClock_Config(); // 按键GPIO初始化（PA0） __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); while (1) { // 检测按键按下（低电平有效） if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET) { // 消抖处理（20ms延时） HAL_Delay(20); // 确认按键仍被按下 if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET) { // 防连按处理（300ms间隔） if (HAL_GetTick() - lastPressTime > 300) { programRunning = !programRunning; // 切换运行状态 lastPressTime = HAL_GetTick(); // 等待按键释放 while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET); } } } // 根据状态执行程序 if (programRunning) { // 此处添加需要运行的功能代码 // 示例：LED闪烁 HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13); HAL_Delay(500); } else { // 停止状态的处理（如关闭外设） HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET); } } } ``` #### 三、关键实现技术 1. **状态机控制**： - 使用`programRunning`全局标志位控制程序状态 - 按键触发状态翻转：`programRunning = !programRunning` 2. **消抖优化**： - 双重检测机制（延时前后各检测一次） - 防连按设计（300ms间隔锁定） 3. **中断优化方案**（可选）： ```c // 中断回调函数 void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) { if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_0) { if (HAL_GetTick() - lastPressTime > 300) { programRunning = !programRunning; lastPressTime = HAL_GetTick(); } } } ``` #### 四、调试建议 1. 使用LED指示当前状态： - 运行状态：LED闪烁 - 停止状态：LED常灭 2. 串口输出状态信息： ```c printf("Program state: %s\n", programRunning ? "RUNNING" : "STOPPED"); ``` 3. 用示波器检测按键信号质量 > **注意事项**： > - 按键检测需在主循环中持续执行 > - 长时间任务应拆分为状态机避免阻塞按键检测 > - 低功耗场景需配置GPIO唤醒功能[^2]