2. 按键输入检测

任务目标

使用GPIO输入模式读取按键状态，实现按下按键点亮LED、松开熄灭的功能，并掌握按键消抖的基本处理方法。本案例以STM32F103系列MCU为硬件平台，通过标准外设库完成GPIO初始化和状态读取。

硬件连接

• 按键：一端接PA0，另一端接GND（按下为低电平）
• LED：正极经限流电阻接PC13，负极接GND（高电平点亮）
• 注意：STM32F103最小系统板上PC13通常连接板载LED，PA0为自由引脚

核心代码

#include "stm32f10x.h"
#include "stm32f10x_gpio.h"
#include "stm32f10x_rcc.h"

// 按键消抖延时函数（简单软件延时）
static void Delay(void) {
    uint32_t i;
    for (i = 0; i < 0x1FFFF; i++);  // 约10ms（72MHz主频）
}

void GPIO_Config(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
    // 使能GPIOA和GPIOC时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
    
    // PA0配置为输入模式（上拉输入，默认高电平）
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;   // 上拉输入
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    
    // PC13配置为推挽输出，驱动LED
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
    
    // 初始状态：LED熄灭
    GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);
}

int main(void) {
    GPIO_Config();
    
    while (1) {
        // 检测按键是否按下（PA0为低电平）
        if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0) == 0) {
            // 软件延时消抖
            Delay();
            // 再次确认按键状态
            if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0) == 0) {
                GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);  // 点亮LED
            }
        } else {
            GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);  // 松开按键，熄灭LED
        }
    }
}

编译与烧录

1. 创建STM32标准外设库工程，添加上述代码到main.c
2. 编译生成HEX文件（需包含STM32F10x标准外设库的GPIO和RCC驱动源文件）
3. 使用ST-Link或J-Link通过SWD接口烧录到STM32F103开发板

验证方法

• 上电后LED应处于熄灭状态
• 按下按键（PA0接地），LED应立即点亮
• 松开按键，LED应立即熄灭
• 快速连续按动按键，LED状态应稳定跟随，无闪烁或误触发

通过条件：按键按下时LED稳定点亮，松开后稳定熄灭，且按键过程中无抖动导致的LED闪烁现象。

关键说明

本案例采用上拉输入模式，按键按下时引脚读到低电平。消抖采用“检测到低电平→延时→再次确认”的软件方法，延时约10ms可覆盖典型机械按键的抖动时间。若使用其他MCU平台，需根据GPIO寄存器差异调整初始化代码，但消抖逻辑和输入读取原理完全通用。