5. 按键控制
5.1 独立按键基础知识
独立按键是一种简单的输入设备,广泛应用于各种电子设备中,用于实现基本的用户交互。它们的工作原理通常基于一个简单的机械开关,当按下按键时触发某些操作。独立按键可以有多种尺寸、形状和颜色,便于用户辨识和使用。
5.2 独立按键结构组成
独立按键的主要结构组成包括:按钮、外壳、弹簧、触点、导电片和引脚。当按下按键时,导电片触碰到触点,从而形成一个闭合电路。
5.3 独立按键原理
独立按键原理主要是基于机械触点和电气触点之间的关系。当按键未被按下时,通常触点是分开的,电路是断开的。当用户按下按键时,触点在弹簧和导电片的作用下形成闭合,这时电路连通,微控制器能够读取到该按键触发的信号。
5.4 消抖措施
由于机械按键在闭合和分开时可能产生的机械振动(相当于弹簧),导致开关状态在短时间内多次变换,这就是按键抖动现象。消抖措施主要分为软件消抖和硬件消抖:
- 软件消抖:主要是通过编程的方法,设定一个延迟或计时器,确保在一定的时间内只读取一次按键状态,避免抖动对程序的影响。
- 硬件消抖:在按键电路中加入元器件如电阻、电容组成的RC低通滤波器,对按键信号进行平滑处理,降低抖动的影响。
5.5 独立按键驱动原理
独立按键驱动是为了让微控制器能识别按键的状态,而微控制器正好可以识别高电平和低电平,所以大多数的按键都是通过给按键的一端接入高电平,一端接入GPIO;或者是给按键的一端接入低电平,一端接入GPIO。通过检测连接按键的引脚有没有发生电平变化,就可以知道按键是否按下。
5.6 独立按键原理图
在开发板的原理图中,将PA18引脚接入了一个按键。采用的检测方式是通过给按键的一端接入高电平,一端接入GPIO。在没有按下按键时,因为下拉电阻R8(47KΩ)的存在,导致一直处在低电平;当按键按下时,PA18引脚将被变为高电平的3.3V。这样高低电平的变化,就可以让开发板检测到按键的状态。
⚠说明
PA18引脚为MSPM0G3507芯片的BSL引脚,用于启动芯片的BootLoader模式,非特殊情况,请确保在给开发板通电时,PA18引脚为低电平,否则将会启动BootLoader模式,导致无法正常执行之前所下载的代码。此处仅作为按键输入例程的展示。
5.7 输入模式配置
在单片机中,引脚输入模式指的是设置某个引脚为输入引脚,用来接受外部信号的方式。而我们要知道接入按键的引脚上的状态,那不就是输入功能吗。接收外部信号 = 按键的高低电平变化。
5.7.1 开启SYSCONFIG配置工具
在Keil中打开SDK中的空白工程 empty。
在Keil的主界面打开empty.syscfg文件,在empty.syscfg文件打开的情况下,再打开SYSCONFIG的GUI界面。
5.7.2 配置指定引脚为输入模式
在sysconfig中,左侧可以选择MCU的外设,我们找到并点击GPIO选项卡,在GPIO中点击ADD,就可以添加引脚外设。
配置引脚的参数。
将以上配置保存,然后到Keil中编译更新。
5.8 按键点灯实验
LED的控制使用的是之前LED章节的内容。那么我们应该怎么读取引脚的状态,用来控制LED亮还是灭呢?
使用函数 uint32_t DL_GPIO_readPins(GPIO_Regs* gpio, uint32_t pins) 可以读取引脚的状态。 需要输入两个参数:
参数说明
gpio:读取的GPIO端口。G3507芯片只有GPIOA和GPIOB端口,这里选择GPIOA。
pins:读取的引脚号。根据我们sysconfig配置的引脚名称,这里写入的是KEY_PIN_18_PIN。
它会返回的参数: 类型为uint32_t ,返回的是对应引脚的状态位。比如以PA18为例。当PA18引脚检测到低电平时,返回的值是0;当PA18引脚检测到高电平时,对应的32位寄存器中PA18的位将会被置1,返回的值为0x40000,换为2进制就是:100 0000 0000 0000 0000。
从代码一直查找到用户手册的寄存器,可以知道,二进制的 100 0000 0000 0000 0000 对应的就是PA18引脚。数据手册中,是从0开始往左边算,二进制的100对应的就是PA2号引脚为高电平,10000对应的就是PA4引脚为高电平。
现在我们知道了如何读取对应引脚的状态,那么在empty.c中编写以下代码:(主要是要有main函数的文件)
#include "ti_msp_dl_config.h"
int main(void)
{
SYSCFG_DL_init();
while (1)
{
//如果读取到的引脚值大于0,说明PA18引脚为高电平
if( DL_GPIO_readPins(KEY_PORT, KEY_PIN_18_PIN) > 0 )
{
DL_GPIO_setPins(LED1_PORT,LED1_PIN_14_PIN); //LED控制输出高电平
}
else//如果PA18引脚为低电平
{
DL_GPIO_clearPins(LED1_PORT,LED1_PIN_14_PIN);//LED控制输出低电平
}
}
}
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将代码编译烧录到开发板中即可看到,当按下按键时LED亮,松开按键时LED灭。