Question

基于stm32按键中断实验中说明所有按键的有效电平以及GPIO输入模式。

Answer 1

问：基于stm32按键中断实验中说明所有按键的有效电平以及GPIO输入模式。

答：您好亲在STM32按键中断实验中，常用的按键有两种类型：常开型和常闭型。常开型按键在未按下时，两个引脚之间为断路状态，此时输入引脚为高电平。当按下按键后，两个引脚之间变为通路状态，此时输入引脚为低电平。常闭型按键在未按下时，两个引脚之间为通路状态，此时输入引脚为低电平。当按下按键后，两个引脚之间变为断路状态，此时输入引脚为高电平。在STM32中，GPIO输入模式有两种：上拉输入模式和下拉输入模式。上拉输入模式指的是将输入引脚与VDD（电源正极）连接，此时输入引脚未接触到外部信号时，输入引脚为高电平。下拉输入模式指的是将输入引脚与GND（电源负极）连接，此时输入引脚未接触到外部信号时，输入引脚为低电平。在STM32按键中断实验中，一般使用上拉输入模式，因为大多数按键在未按下时，输入引脚需要为高电平状态。同时，在使用外部中断时，需要将GPIO设置为输入模式，并使能外部中断。

问：我想问一下就是刚才我发的图中按键的有效电平和GPIO输入模式，不太明白

答：按键的有效电平是指按键在按下时与未按下时的电平状态。常开型按键在未按下时，输入引脚为高电平；在按下时，输入引脚为低电平。常闭型按键在未按下时，输入引脚为低电平；在按下时，输入引脚为高电平。这个有效电平是指在按键的使用过程中，需要注意的电平状态。GPIO输入模式是指STM32的GPIO引脚所处的工作模式。在输入模式下，GPIO引脚能够接受外部信号，并将信号传输到STM32芯片中。在输入模式中，GPIO引脚可以设置为上拉输入模式或下拉输入模式。上拉输入模式指的是将输入引脚与VDD（电源正极）连接，此时输入引脚未接触到外部信号时，输入引脚为高电平。下拉输入模式指的是将输入引脚与GND（电源负极）连接，此时输入引脚未接触到外部信号时，输入引脚为低电平。在STM32按键中断实验中，一般使用上拉输入模式，因为大多数按键在未按下时，输入引脚需要为高电平状态。同时，在使用外部中断时，需要将GPIO设置为输入模式，并使能外部中断。这样，当按键被按下时，GPIO输入引脚的电平状态就会发生变化，触发外部中断。

问：在头文件中使用宏定义来定义外设GPIO引脚的优势是什么呢

答：在头文件中使用宏定义来定义外设GPIO引脚的优势如下：1. 方便修改：使用宏定义来定义GPIO引脚，可以方便地修改GPIO引脚的配置。如果直接在代码中使用具体的GPIO引脚编号，当需要更改GPIO引脚时，需要在代码中逐个修改，比较繁琐。而使用宏定义，只需要修改头文件即可。2. 提高可读性：使用宏定义定义GPIO引脚，可以提高代码可读性。在代码中使用具体的GPIO引脚编号，可能会降低代码可读性，让代码难以理解。而使用宏定义，可以为GPIO引脚定义有意义的名称，让代码更加易读。3. 降低出错率：使用宏定义来定义GPIO引脚，可以降低代码出错率。在代码中使用具体的GPIO引脚编号，可能会出现拼写错误、复制粘贴错误等问题，导致代码出错。而使用宏定义，可以避免这些问题，提高代码的稳定性。4. 方便移植：使用宏定义来定义GPIO引脚，可以方便地移植代码到其他平台。不同的芯片可能会有不同的GPIO引脚编号，如果直接在代码中使用具体的GPIO引脚编号，移植代码时需要逐个修改，比较麻烦。而使用宏定义，只需要修改头文件即可，移植代码更加方便。

问：在外部中断服务函数中，一般为了效率不会调用延时函数，但是在STM32按键中断实验中使用延时函数作为实验会存在一个异常问题：在主函数和中断服务函数中均调用缺少temp & 0x01条件判断的延时函数，会出现进入死循环的情况，为什么会出现此现象的原因，还有为什么添加temp & 0x01就可以解决此问题？

答：在STM32按键中断实验中，在主函数和中断服务函数中都调用了延时函数，这个延时函数可能会使用循环来实现延时，而循环会消耗CPU的大量时间，导致中断服务函数的执行时间变长，影响系统的实时性，甚至可能会导致系统死机。在添加temp & 0x01条件判断之后，可以避免进入死循环的情况。原因是：temp & 0x01的意思是对temp的最低位进行与操作，如果最低位为1，则条件成立；否则条件不成立。由于temp的值在中断服务函数中被修改，因此temp & 0x01的值会随之改变。在中断服务函数执行完后，temp的最低位一定会变为0，因此在主函数中调用延时函数时，temp & 0x01的值为0，条件不成立，延时函数不会进入死循环，程序正常执行。而在中断服务函数中调用延时函数时，temp & 0x01的值为1，条件成立，延时函数会执行相应的延时，但不会进入死循环。因此，在中断服务函数中，为了保证系统的实时性，一般不建议使用延时函数，而应该尽可能快地执行中断服务函数，并尽快退出中断服务函数。如果确实需要使用延时函数，可以添加类似temp & 0x01的条件判断来避免进入死循环的情况。

问：在基于STM32按键中断实验过程中，通过添加system.h可以令输入输出使用这样的方式完成：LED1 = 0;LED2 = 0;LED1 = !LED1;LED2 = !LED2;这种控制方式的名称是啥，这种方式与GPIO_SetBits和GPIO_ResetBits有什么差别。

答：这种控制方式的名称是“位操作（Bit Manipulation）”或者“位运算（Bitwise Operation）”。它是通过直接操作寄存器的位来控制GPIO引脚的输出状态。在STM32的GPIO寄存器中，每个引脚都有一个对应的位，可以通过修改这个位的值来控制引脚的输出状态。例如，将LED1对应的位设置为0，就可以将LED1输出低电平，将LED1对应的位设置为1，就可以将LED1输出高电平。与GPIO_SetBits和GPIO_ResetBits相比，位操作更加底层，能够直接操作寄存器，因此执行速度更快，占用的系统资源更少。而GPIO_SetBits和GPIO_ResetBits是封装好的库函数，需要调用多个函数来完成GPIO引脚的控制，执行速度相对较慢，占用的系统资源相对较多。但是，GPIO_SetBits和GPIO_ResetBits更加易用，可以直接通过引脚名称来控制GPIO引脚的状态，不需要了解寄存器的具体结构和位定义，因此更加适合初学者。