• 【蓝桥杯物联网赛项学习日志】Day2 中断矩阵按键

     写在前面，这个算是我第一个小项目，从头到尾的完成题目，花了一天写，花了一天调试改BUG，因为我是一个奋发向上的菜菜。

    题目

    引脚配置

    模块引脚配置

    首先读题，看关键字，中断，控制LED，继电器，电机。题目要求用中断按键控制，板子没有那么多按键，这个要用到扩展模块。长下面这个样子。

     原理图：

    模块引脚配置：

    ROW1ROW2COL1COL2COL3
    引脚PB6PB7PB1PB0PA8
    MODERISING_FALLINGRISING_FALLINGOUTPUT_PPOUTPUT_PPOUTPUT_PP
    PullPULLUPPULLUPNOPULLNOPULLNOPULL
    SpeedLOWLOWLOWLOWLOW

    板子外设限制，模块只有两行三列，设置行作为中断输入口，配置为默认上拉，速率为LOW；列为输出口，设置为推挽输出模式，无上拉无下拉。使能中断线，两个口共用中断线EXIT4_15，所以只需要使能该中断线该模块就配置好了。

    板载资源配置

    根据题目，我们需要配置USER按键，LD5，继电器，电机

    原理图：

     板载引脚配置：

    USERLD5P1P2K1K2
    引脚PC14PC15PA0PA1PA11PA12
    ModeFALLINGOUTPUT_PPOUTPUT_PPOUTPUT_PPOUTPUT_PPOUTPUT_PP
    PullPULLUPNOPULLNOPULLNOPULLNOPULLNOPULL
    SpeedLOWLOWLOWLOWLOWLOW

     这部分配置注意原理图中，USER引脚被上拉了，按键按下，低电平为1；LD5在实验中发现是高电平熄灭，低电平点亮；其他都是高电平驱动，低电平断开。看好原理图会对后面代码编写省很多事，这是我调代码调了老久的领悟。

    注意中断引脚为 ROW1:PB6 ROW2:PB7 USER:PC14

    USERROW1ROW2
    PC14PB6PB7

    设置好时钟为 32MHz 后就进行代码初始化；

    引脚初始化后CubeMax生成的代码

    1. void MX_GPIO_Init(void)
    2. {
    3.  
    4.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    5.  
    6.   /* GPIO Ports Clock Enable */
    7.   __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
    8.   __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    9.   __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    10.  
    11.   /*Configure GPIO pin Output Level */
    12.   HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_SET);
    13.  
    14.   /*Configure GPIO pin Output Level */
    15.   HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|COL3_Pin|GPIO_PIN_11
    16.                           |GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_RESET);
    17.  
    18.   /*Configure GPIO pin Output Level */
    19.   HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, COL1_Pin|COL2_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    20.  
    21.   /*Configure GPIO pin : PC14 */
    22.   GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_14;
    23.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;//?
    24.   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN;
    25.   HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
    26.  
    27.   /*Configure GPIO pin : PC15 */
    28.   GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_15;
    29.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    30.   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    31.   GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    32.   HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
    33.  
    34.   /*Configure GPIO pins : PA0 PA1 PAPin PA11
    35.                            PA12 */
    36.   GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|COL3_Pin|GPIO_PIN_11
    37.                           |GPIO_PIN_12;
    38.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    39.   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    40.   GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    41.   HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    42.  
    43.   /*Configure GPIO pins : PBPin PBPin */
    44.   GPIO_InitStruct.Pin = COL1_Pin|COL2_Pin;
    45.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    46.   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    47.   GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    48.   HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
    49.  
    50.   /*Configure GPIO pins : PBPin PBPin */
    51.   GPIO_InitStruct.Pin = ROW1_Pin|ROW2_Pin;
    52.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING_FALLING;//?
    53.   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    54.   HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
    55.  
    56.   /* EXTI interrupt init*/
    57.   HAL_NVIC_SetPriority(EXTI4_15_IRQn, 2, 0);
    58.   HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI4_15_IRQn);
    59.  
    60. }

    逻辑代码的编写

    宏定义

    为了方便代码的编写，对引脚进行了宏定义。代码如下：

    1. #define ROW1 GPIOB,GPIO_PIN_6
    2. #define ROW2 GPIOB,GPIO_PIN_7
    3. #define COL1 GPIOB,GPIO_PIN_1
    4. #define COL2 GPIOB,GPIO_PIN_0
    5. #define COL3 GPIOA,GPIO_PIN_8
    6. #define LD5 GPIOC,GPIO_PIN_15
    7. #define K1_LED GPIOA,GPIO_PIN_11
    8. #define K2_LED GPIOA,GPIO_PIN_12
    9. #define P1 GPIOA,GPIO_PIN_0
    10. #define P2 GPIOA,GPIO_PIN_1

    中断回调函数

    三个引脚配置成中断引脚，所以在回调函数中，要编写三种中断信号的处理

    USER

    题目要求USER按键开关所有外设，所以我直接在回调函数中翻转LD5,K1,K2,P1,P2的电平

    1. /* USER CODE BEGIN 1 */
    2. void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
    3. {
    4. 	delay_ms(10);
    5. 	switch(GPIO_Pin)
    6. 	{
    7. 		case GPIO_PIN_14:
    8. 			HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_15);
    9. 			HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12);
    10. 		break;
    11. 		case ROW1_Pin:
    12. 			Key_Val=Scan_KeyRow1();
    13. 		break;
    14. 		case ROW2_Pin:
    15. 			Key_Val=Scan_KeyRow2();
    16. 		break;
    17. 	}
    18. }
    19. /* USER CODE END 1 */

    ROW1 行1 中断信号的处理

    在行1中断中，改变中断引脚配置，关闭中断后，将列1，列2，列3的电平拉高，再依次拉低，读取ROW1的引脚电平，如果为低电平，说明该行，该列的按键按下，返回键值，再拉低每一列的电平，打开中断。代码如下：

    1. uint16_t Scan_KeyRow1(void)
    2. {
    3. 	uint16_t ucKey_val=0;   //设立变量存键值
    4. 	HAL_GPIO_WritePin(COL1,GPIO_PIN_SET);//拉高3列的电平
    5. 	HAL_GPIO_WritePin(COL2,GPIO_PIN_SET);
    6. 	HAL_GPIO_WritePin(COL3,GPIO_PIN_SET);
    7. 	//遍历列
    8. 	for(uint8_t i=0;i<=2;i++)
    9. 	{
    10. 		HAL_NVIC_DisableIRQ(ROW1_EXTI_IRQn);//关闭ROW1的中断
    11. 		switch(i){
    12. 			case 0:
    13. 				HAL_GPIO_WritePin(COL1,GPIO_PIN_RESET);//拉低列1
    14. 				delay_ms(10);//消抖
    15. 				if(HAL_GPIO_ReadPin(ROW1) == 0)//读取键值
    16. 					ucKey_val = '1';
    17. 				HAL_GPIO_WritePin(COL1,GPIO_PIN_SET);//拉高列1
    18. 				break;
    19. 			case 1:
    20. 				HAL_GPIO_WritePin(COL2,GPIO_PIN_RESET);//拉低列2
    21. 				delay_ms(10);//消抖
    22. 				if(HAL_GPIO_ReadPin(ROW1) == 0)//读取键值
    23. 					ucKey_val = '2';
    24. 				HAL_GPIO_WritePin(COL2,GPIO_PIN_SET);//拉高列2
    25. 				break;
    26. 			case 2:
    27. 				HAL_GPIO_WritePin(COL3,GPIO_PIN_RESET);//拉低列3
    28. 				delay_ms(10);//消抖
    29. 				if(HAL_GPIO_ReadPin(ROW1) == 0)//读取键值
    30. 					ucKey_val = '3';
    31. 				HAL_GPIO_WritePin(COL3,GPIO_PIN_SET);//拉高列3
    32. 				break;
    33. 			}
    34. 	}
    35.         //拉低三列的电平
    36. 		HAL_GPIO_WritePin(COL1,GPIO_PIN_RESET);
    37. 		HAL_GPIO_WritePin(COL2,GPIO_PIN_RESET);
    38. 		HAL_GPIO_WritePin(COL3,GPIO_PIN_RESET);
    39.         //打开ROW1中断
    40. 		HAL_NVIC_EnableIRQ(ROW1_EXTI_IRQn);
    41.  
    42. 	return ucKey_val;
    43. }

    ROW2 行2 中断信号的处理

    行2的逻辑和行1一样，拉高电平，关闭中断，依次拉低，返回键值，打开中断。代码如下：

    1. uint16_t Scan_KeyRow2(void)
    2. {
    3. 	uint16_t ucKey_val=0;
    4. 	HAL_GPIO_WritePin(COL1,GPIO_PIN_SET);
    5. 	HAL_GPIO_WritePin(COL2,GPIO_PIN_SET);
    6. 	HAL_GPIO_WritePin(COL3,GPIO_PIN_SET);
    7. 	for(uint8_t i=0;i<=2;i++)
    8. 	{
    9. 		HAL_NVIC_DisableIRQ(ROW2_EXTI_IRQn);
    10. 		switch(i){
    11. 			case 0:
    12. 				HAL_GPIO_WritePin(COL1,GPIO_PIN_RESET);
    13. 				delay_ms(10);
    14. 				if(HAL_GPIO_ReadPin(ROW2)==0)
    15. 					ucKey_val = '4';
    16. 				HAL_GPIO_WritePin(COL1,GPIO_PIN_SET);
    17. 				break;
    18. 			case 1:
    19. 				HAL_GPIO_WritePin(COL2,GPIO_PIN_RESET);
    20. 			  delay_ms(10);
    21. 				if(HAL_GPIO_ReadPin(ROW2)==0)
    22. 					ucKey_val = '5';
    23. 				HAL_GPIO_WritePin(COL2,GPIO_PIN_SET);
    24. 				break;
    25. 			case 2:
    26. 				HAL_GPIO_WritePin(COL3,GPIO_PIN_RESET);
    27. 				delay_ms(10);
    28. 				if(HAL_GPIO_ReadPin(ROW2)==0)
    29. 				 ucKey_val = '6';
    30. 				HAL_GPIO_WritePin(COL3,GPIO_PIN_SET);
    31. 				break;
    32. 		}
    33. 	}
    34. 	HAL_GPIO_WritePin(COL1,GPIO_PIN_RESET);
    35. 	HAL_GPIO_WritePin(COL2,GPIO_PIN_RESET);
    36. 	HAL_GPIO_WritePin(COL3,GPIO_PIN_RESET);
    37. 	HAL_NVIC_EnableIRQ(ROW2_EXTI_IRQn);
    38.  
    39. 	return ucKey_val;
    40. }

    LED控制函数

    对返回的键值就可以实现对应的功能，实现题目要求。代码如下：

    1. void LED_Control(uint16_t ucState)
    2. {
    3. 	
    4. 	switch(ucState)
    5. 		{
    6. 			case '1':
    7. 				HAL_GPIO_TogglePin(LD5);//LD翻转
    8. 				HAL_GPIO_WritePin(K1_LED,GPIO_PIN_SET);//K1_LED  ON
    9. 				HAL_GPIO_WritePin(K2_LED,GPIO_PIN_RESET);//K2_LED  OFF
    10. 				HAL_GPIO_WritePin(P1,GPIO_PIN_SET);//P1 ON
    11. 				HAL_GPIO_WritePin(P2,GPIO_PIN_RESET);//P2 OFF
    12. 			break;
    13. 			case '2':
    14. 				HAL_GPIO_TogglePin(LD5);//LD翻转
    15. 				HAL_GPIO_WritePin(K1_LED,GPIO_PIN_RESET);//K1_LED  OFF 
    16. 				HAL_GPIO_WritePin(K2_LED,GPIO_PIN_SET);//K2_LED  ON
    17. 				HAL_GPIO_WritePin(P1,GPIO_PIN_RESET);//P1 OFF
    18. 				HAL_GPIO_WritePin(P2,GPIO_PIN_SET);//P2 ON
    19. 			break;
    20. 			case '3':
    21. 				HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_15,GPIO_PIN_SET);//LD5 OFF
    22. 				HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_RESET);//ALL OFF
    23. 			break;
    24. 			case '4':
    25. 				HAL_GPIO_WritePin(LD5,GPIO_PIN_SET);//LD5 OFF
    26. 			break;
    27. 			case '5':
    28. 				HAL_GPIO_WritePin(K1_LED,GPIO_PIN_RESET);//K1_LED OFF
    29. 				HAL_GPIO_WritePin(K2_LED,GPIO_PIN_RESET);//K2_LED OFF
    30. 			break;
    31. 			case '6':
    32. 				HAL_GPIO_WritePin(P1,GPIO_PIN_RESET);//P1 OFF
    33. 				HAL_GPIO_WritePin(P2,GPIO_PIN_RESET);//P2 OFF
    34. 			break;
    35. 		}
    36. }

    主函数

    最后，在头文件中声明函数，在主函数中显示扫描LED_Control()。代码如下：

    1. int main(void)
    2. {
    3.   /* USER CODE BEGIN 1 */
    4.  
    5.   /* USER CODE END 1 */
    6.  
    7.   /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
    8.  
    9.   /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
    10.   HAL_Init();
    11.  
    12.   /* USER CODE BEGIN Init */
    13.  
    14.   /* USER CODE END Init */
    15.  
    16.   /* Configure the system clock */
    17.   SystemClock_Config();
    18.  
    19.   /* USER CODE BEGIN SysInit */
    20.  
    21.   /* USER CODE END SysInit */
    22.  
    23.   /* Initialize all configured peripherals */
    24.   MX_GPIO_Init();
    25.   MX_SPI1_Init();
    26.   MX_USART2_UART_Init();
    27.   /* USER CODE BEGIN 2 */
    28. 		
    29.   /* USER CODE END 2 */
    30.  
    31.   /* Infinite loop */
    32.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
    33.   while (1)
    34.   {
    35. 		delay_ms(50);
    36. 		LED_Control(Key_Val);
    37.     /* USER CODE END WHILE */
    38.  
    39.     /* USER CODE BEGIN 3 */
    40.   }
    41.   /* USER CODE END 3 */
    42. }

     延时函数

    1. void delay_ms(uint16_t ms)
    2. {
    3. 	uint16_t i=0;
    4. 	while(ms--)
    5. 	{
    6. 		i=12000;
    7. 		while(i--);
    8. 	}
    9. }

    总结

    在代码编写的时候，把思路变成代码的过程，写的时候嘎嘎快，调的时候嘎嘎难受。在中断按键扫描的那点，卡住很长时间，一开始卡在中断，到后面一点一点，发现HAL_Delay会卡死中断，就自己编写delay函数，发现中断过后会再次读取引脚，两次引脚信号导致板子要按两次才能实现功能，调延时，最后调整ROW1中断,ROW2中断引脚为上升沿和下降沿都触发。解决问题，实现了题目要求。

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