📚 课程目录第3章按键控制LED

3. 按键控制LED

任务说明

本案例实现按键控制LED：按下按键时LED点亮，松开时LED熄灭。核心目标是掌握GPIO输入模式的配置方法、按键消抖处理以及输入状态的读取逻辑。硬件连接为：按键一端接MCU的PA0引脚，另一端接GND（按下时PA0为低电平）；LED正极经限流电阻接PC13引脚，负极接GND（PC13输出高电平时LED点亮）。

硬件连接

按键采用“按下接地”接法，配合MCU内部上拉电阻，空闲时PA0读到高电平，按下时读到低电平。LED由PC13引脚直接驱动，需串联约330Ω限流电阻。

代码实现


#include "stm32f1xx_hal.h"

/* 按键引脚：PA0 */
#define KEY_PORT   GPIOA
#define KEY_PIN    GPIO_PIN_0

/* LED引脚：PC13 */
#define LED_PORT   GPIOC
#define LED_PIN    GPIO_PIN_13

/* 简单延时（非精确，仅用于消抖） */
static void delay_ms(volatile uint32_t ms)
{
    for (volatile uint32_t i = 0; i < ms * 4000; i++) {
        __NOP();
    }
}

int main(void)
{
    HAL_Init();

    /* 1. 使能GPIOA和GPIOC时钟 */
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();

    /* 2. 配置PA0为输入模式，内部上拉 */
    GPIO_InitTypeDef gpio_key = {0};
    gpio_key.Pin   = KEY_PIN;
    gpio_key.Mode  = GPIO_MODE_INPUT;
    gpio_key.Pull  = GPIO_PULLUP;
    HAL_GPIO_Init(KEY_PORT, &gpio_key);

    /* 3. 配置PC13为推挽输出 */
    GPIO_InitTypeDef gpio_led = {0};
    gpio_led.Pin   = LED_PIN;
    gpio_led.Mode  = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    gpio_led.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(LED_PORT, &gpio_led);

    /* 4. 初始状态：LED熄灭 */
    HAL_GPIO_WritePin(LED_PORT, LED_PIN, GPIO_PIN_RESET);

    while (1)
    {
        /* 读取按键状态（按下为低电平） */
        if (HAL_GPIO_ReadPin(KEY_PORT, KEY_PIN) == GPIO_PIN_RESET)
        {
            delay_ms(20);   /* 软件消抖 */

            /* 再次确认按键确实按下 */
            if (HAL_GPIO_ReadPin(KEY_PORT, KEY_PIN) == GPIO_PIN_RESET)
            {
                HAL_GPIO_WritePin(LED_PORT, LED_PIN, GPIO_PIN_SET);   /* 点亮LED */
            }
        }
        else
        {
            HAL_GPIO_WritePin(LED_PORT, LED_PIN, GPIO_PIN_RESET);     /* 熄灭LED */
        }
    }
}

代码说明

代码核心逻辑如下：

GPIO输入配置：PA0设置为输入模式并启用内部上拉电阻，确保按键悬空时引脚电平稳定为高。
按键消抖：首次检测到低电平后延时20ms再次读取，若仍为低电平则判定为有效按下，避免机械抖动导致的误触发。
LED控制：PC13配置为推挽输出，按下时输出高电平点亮LED，松开时输出低电平熄灭LED。

编译与烧录

本代码基于STM32CubeMX生成的HAL库工程，适用于STM32F103系列。在STM32CubeIDE中新建工程，选择对应MCU型号，将上述代码替换main.c中的主函数内容，并确保已生成HAL库初始化代码。编译通过后，使用ST-Link通过SWD接口烧录到开发板。

验证方法

完成烧录并复位开发板后，按以下步骤验证：

观察LED初始状态应为熄灭。
按下按键不放，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应跟随按键状态稳定切换，无闪烁或误动作。

判定标准：若LED亮灭与按键按下/松开状态完全同步，且无抖动误触发，则本案例验证通过，说明GPIO输入读取与消抖逻辑正确。