06-CubeMx+Keil+Proteus模擬STM32 - GPIO（五）

阿新 • • 發佈：2022-05-06

本文例子參考《STM32微控制器開發例項——基於Proteus虛擬模擬與HAL/LL庫》
原始碼：https://github.com/LanLinnet/STM33F103R6

專案要求

實現矩陣鍵盤掃描，當按下任意一個按鈕時，數碼管立即顯示當前按下按鈕對應鍵值。

硬體設計

在第一節的基礎上，在Proteus中新增電路如下圖所示，其中我們添加了一個排阻RX8、一個1位共陽極數碼管7SEG-MPX1-CA、一組由按鈕BUTTON構成的矩陣鍵盤。

判斷究竟是那個按鍵被按下了，有很多方法：逐行掃描、逐列掃描和行列反轉掃描等。我們在此處使用行掃描法。
根據電路圖，我們將4X4矩陣式鍵盤行連線至PB0-PB3，列連線到PB4-PB7，行掃描法的步驟如下：
（1）初始化，所有鍵盤行線均輸出高電平；
（2）鍵盤行線PB0-PB3依次輸出低電平，當某個按鍵被按下，其相應的列線也輸出低電平，通過讀取PB4-PB7的值可知是哪一列被按下；
（3）回到第（2）步，繼續迴圈檢測。
開啟CubeMX，按照建立工程，配置PC0-PC7、PB0-PB3引腳為GPIO_Output，PB4-PB7為GPIO_Input。
點選“Project Manager”--“Advanced Settings”，將GPIO的庫改為LL庫（我們後面需要用到LL庫中的函式），點選“Generator Code”生成Keil工程。

軟體編寫

本次我們需要實現7段共陽極數碼管，其段表如下所示：

0xc0，//0
0xf9，//1
0xa4，//2
0xb0，//3
0x99，//4
0x92，//5
0x82，//6
0xf8，//7
0x80，//8
0x90，//9
0x88，//A
0x83，//B
0xc6，//C
0xa1，//D
0x86，//E
0x8e, //F
0x00, //全亮
0xff  //熄滅

點選“Open Project”在Keil中開啟工程，雙擊“main.c”檔案。
本次模擬我們用到寫埠輸出函式LL_GPIO_WriteOutputPort()，其官方文件API介紹如下圖所示。

還用到了讀埠輸入函式LL_GPIO_ReadInputPort()，其官方文件API介紹如下圖所示。
我們需要通過查表的方式讀取數碼管的段碼，所以我們先在函式的最開始設定一個數組存放數碼管的段碼。

/* USER CODE BEGIN PV */
const uint8_t SegmentCodes[]=
{
0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99,
0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90,
0x88, 0x83, 0xc6, 0xa1, 0x86, 0x8e
};
/* USER CODE END PV */

通過迴圈的方式，我們依次將行線設定為低電平，並根據列線的電平狀態，計算鍵值KeyValue，並通過鍵值讀取數碼管段碼陣列中的值。
所以我們先在main函式的最開始定義迴圈變數、鍵值和PB埠讀取的值。

/* USER CODE BEGIN 1 */
int8_t i;  //迴圈變數
uint8_t KeyValue = 0x10;  //按下的按鍵
uint8_t ReadPB;  //讀取PB埠的值
/* USER CODE END 1 */

在初始化過程中我們還要先將數碼管設定為全滅狀態，程式碼如下

/* USER CODE BEGIN 2 */
LL_GPIO_WriteOutputPort(GPIOC, 0xff);  //初始化數碼管（全滅）
/* USER CODE END 2 */

最後，我們在while迴圈中新增下面的程式碼

/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
  for(i=0;i<4;i++)
  {
    LL_GPIO_WriteOutputPort(GPIOB,(0xfe<<i)|(0xfe>>(8-i)));  //PB0-PB3連線按鍵行，依次變為低電平
    ReadPB = LL_GPIO_ReadInputPort(GPIOB);  //讀取PB埠的值
    if((ReadPB & 0xf0)!=0xf0)  
    {
      HAL_Delay(20);  //消抖
      ReadPB = LL_GPIO_ReadInputPort(GPIOB);
      if((ReadPB & 0xf0)!=0xf0)  //與0xf0按位與，看哪一列為低電平
      {
        switch(ReadPB & 0xf0)   //計算鍵值
        {
          case 0xe0: KeyValue = 4*i; break;    //第i行第0列
          case 0xd0: KeyValue = 4*i+1; break;  //第i行第1列
          case 0xb0: KeyValue = 4*i+2; break;  //第i行第2列
          case 0x70: KeyValue = 4*i+3; break;  //第i行第3列
          default:;
        }
      }
      do
        ReadPB = LL_GPIO_ReadInputPort(GPIOB);
      while((ReadPB & 0xf0)!=0xf0);
      HAL_Delay(20);
    }
  }
  if(KeyValue>=0 && KeyValue<=0xf)   //當鍵值介於0~15之間時輸出到數碼管
    LL_GPIO_WriteOutputPort(GPIOC,SegmentCodes[KeyValue]);
/* USER CODE END WHILE */

/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */