3. 按键控制LED

任务说明

本案例基于中微CMS32系列车规MCU，实现按键控制LED的功能。核心任务是将一个GPIO引脚配置为输入模式（连接按键），另一个GPIO引脚配置为推挽输出（连接LED），通过轮询方式读取按键电平状态，当按键按下时点亮LED，松开时熄灭LED。代码采用寄存器直接操作方式，不依赖厂商库函数，便于理解底层GPIO工作原理。

硬件连接

• 按键：一端接PB0引脚，另一端接GND（按下为低电平）
• LED：正极经限流电阻（约330Ω）接PB1引脚，负极接GND
• MCU：CMS32L051（中微车规级MCU）

GPIO寄存器配置说明

CMS32L051的GPIO相关寄存器包括：端口模式控制寄存器（PMC）、端口输出寄存器（P）、端口输入寄存器（PI）、端口驱动能力寄存器（PDR）等。PB0和PB1属于端口B，其控制寄存器基地址为0x4004_0000。配置流程为：先将PMC寄存器对应位清零设为端口模式，再通过PDR寄存器配置输入/输出方向，最后通过P寄存器输出或PI寄存器读取状态。

代码实现

// main.c
#include "CMS32L051.h"

// 寄存器地址定义（基于CMS32L051用户手册）
#define PB_BASE         0x40040000UL
#define PB_PMC          (*(volatile unsigned int *)(PB_BASE + 0x00))
#define PB_PDR          (*(volatile unsigned int *)(PB_BASE + 0x04))
#define PB_P            (*(volatile unsigned int *)(PB_BASE + 0x08))
#define PB_PI           (*(volatile unsigned int *)(PB_BASE + 0x0C))

// 引脚位定义
#define KEY_PIN         (1U << 0)   // PB0 - 按键输入
#define LED_PIN         (1U << 1)   // PB1 - LED输出

// 系统时钟初始化（内部RC 8MHz）
static void SystemClock_Init(void)
{
    // 使用默认内部高速时钟，无需额外配置
}

// GPIO初始化
static void GPIO_Init(void)
{
    // 1. 将PB0和PB1设为端口模式（PMC=0）
    PB_PMC &= ~(KEY_PIN | LED_PIN);
    
    // 2. 配置方向：PB0输入（PDR=0），PB1输出（PDR=1）
    PB_PDR &= ~KEY_PIN;          // PB0设为输入
    PB_PDR |= LED_PIN;           // PB1设为输出
    
    // 3. 初始状态：LED熄灭（输出高电平，LED负极接GND）
    PB_P |= LED_PIN;
}

// 主函数
int main(void)
{
    unsigned int key_state;
    
    SystemClock_Init();
    GPIO_Init();
    
    while (1)
    {
        // 读取按键状态（按下为低电平）
        key_state = (PB_PI & KEY_PIN) ? 1 : 0;
        
        if (key_state == 0)  // 按键按下
        {
            PB_P &= ~LED_PIN;   // 输出低电平，LED点亮
        }
        else                 // 按键松开
        {
            PB_P |= LED_PIN;    // 输出高电平，LED熄灭
        }
    }
}

代码说明

代码首先定义了端口B相关寄存器的地址映射，通过指针方式直接访问。GPIO_Init函数完成端口模式、方向配置，并设置LED初始熄灭状态。主循环中持续读取PB0引脚电平，当检测到低电平时（按键按下），将PB1输出低电平点亮LED；否则输出高电平熄灭LED。由于按键按下时引脚被拉低，松开时通过内部上拉恢复高电平，因此无需额外配置上拉电阻。

编译与烧录

1. 使用IAR Embedded Workbench或Keil MDK创建工程，芯片选择CMS32L051；
2. 将上述代码保存为main.c并加入工程；
3. 编译工程生成HEX文件；
4. 使用中微提供的CMS-ICE仿真器或CMS32Prog烧录工具，将HEX文件下载至MCU。

验证方法

完成烧录后，按下按键并观察LED状态。判定标准：

• 按键按下时，LED应立即点亮；
• 松开按键后，LED应立即熄灭；
• 反复按下/松开按键，LED状态跟随按键动作稳定切换，无闪烁或延迟。

若LED状态与按键动作相反，检查按键连接是否接至GND而非VCC；若LED始终不亮，检查限流电阻及LED极性连接。

关键寄存器映射

本案例通过轮询方式读取按键状态，适用于按键数量少、实时性要求不高的场景。若需多按键或中断响应，可在此基础上扩展为外部中断或定时扫描方式。