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2026-02-04
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【3-3】GPIO输入 ​

因为【3-1】小节中已经把GPIO的结构和8种输入输出模式都学习完了，所以本小节GPIO输入的部分我们直接从外部硬件设备开始学习了。

外围设备介绍(按键) ​

按键 ​

image-20231122203200555

传感器模块 ​

按键和传感器模块的硬件电路 ​

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按键部分： ​

​ 上面两个是下接按键的方式，下面两个是上接按键的方式。

​ 一般来说，我们的按键都是用上面两种方式，也就是下接按键的方式。这个原因跟LED的低电平触发接法类似，是电路设计的习惯和规范。

​ 左上图：必须要求PA0是上拉输入的模式，否则当按键没按下时就会悬空而出现引脚电压不稳定的错误现象。如果PA0是上拉输入模式，那我们之前讲了，引脚再悬空，PA0就是高电平。所以这种方式下，按下按键引脚为低电平，松手引脚为高电平。

​ 右上图：相比于左上图，上拉了一个高电平，当按键松手时，引脚由于上拉作用，自然保持为高电平。当按键按下时，引脚直接接到GND，也就是一股无穷大的力把这个引脚往下拉，所以引脚为低电平。这种状态下，引脚不会出现悬空状态，所以此时PA0引脚可以配置为浮空输入或者上拉输入：

​ 如果是上拉输入，那就是内外两个上拉电阻共同作用了，这时高电平就会更强一些，对应高电平就更加稳定，当然这样的话，当引脚被强行拉到低时，损耗也就会大一些。<img src="./assets/image-20231122205317603.png" alt="image-20231122205317603" style="zoom:25%;" />

​ 左下图：必须要求PA0是下拉输入的模式，当按键按下时，引脚为高电平，松手时，引脚回到默认值低电平。但一般单片机可能不一定有下拉输入的模式，所以最好还是用上面的接法，下面的作为扩展部分了解即可。

​ 右下图：必须要求PA0是下拉输入模式或者浮空输入模式，分析类比左上图，此处不再赘述。

​ 总结：

​ 上面这两种接法按键按下时引脚是低电平，松手是高电平。

​ 下面这两种接法按下按键时是高电平，松手是低电平。

​ 左边这两种接法必须要求引脚是上拉或者下拉输入的模式。

​ 右边这两种接法可以允许引脚是浮空输入的模式，因为引脚配置了上拉电阻和下拉电阻。

​ 一般我们都用上面两种接法，下面两种接法用的比较少。

传感器模块 ​

​ AO：模拟输出，之后学ADC数模转换器的时候再用，现在不接。

​ DO：随便接一个端口，比如PA0，用于读取数字量。

​ GND:接地，即GND

​ VC接3.3V

C语言知识点补充 ​

C语言数据类型 ​

image-20231122210340988

注意事项 ​

​ 1.在51单片机中，int是占16位的，而在STM32中int是占32位的，如果要用16位数据，要用short来表示。这是和51单片机的不同之处，不要搞混淆了。

​ 2.long和ulong型占用位数还是32位(虽然按道理是要比int型大的hhh)，如果想用64位的需要用到long long型或者ulong long 型，不过这个数实在是太大了我们用的很少。

​ 3.float和double都是存小数的，而且它们都是带符号的数，没有无符号的float和double。

​ 4.右边stdint和ST是两种对关键字的用typedef重命名的变量类型（typedef是用来给变量类型重命名的，下面会讲）

​ 我们以后在写程序的时候，就会按照它的推荐，使用这些新的名字。

​ 5.ST关键字是老版本库函数的关键字命名规则，新版本仍然可用但不推荐使用。

C语言宏定义 ​

image-20231122211530048

C语言typedef ​

image-20231122211808910

相当于数据类型版换名字，与宏定义差不多，下面是两者区别：

​ 1.宏定义的新名字在左边，typedef的新名字在右边。

​ 2.宏定义不需要分号，typedef后面必须加分号。

​ 3.宏定义的任何名字都可以换，而typedef只能专门给变量类型换名字。

​ 总结：宏定义的改名范围要更宽一些，只不过对于变量类型的重命名而言，使用typedef更加安全，因为宏定义只是无脑改名，不管你对不对，而typedef会对命名进行检查，如果不是变量类型的名字，那是不行的，会报错。所以给变量类型重命名我们一般用typedef。当然原来的名字还是能用的，这里的重命名只是增加了一个新名字而已。

C语言结构体 ​

image-20231122212353696

​ 上面介绍的int，char等我们称作基本数据类型，

​ 然后数组就是一大堆基本数据类型的集合，数组我们就可以称作组合数据类型，它是由许多基本数据类型组合而来的，数组组合的只能是相同的数据。（我原称之为：列表阉割版）

​ 那么，我们如果想组合不同的数据类型该怎么办呢？

​ 答：结构体

​ 结构体也是一种组合数据类型，它的作用就是组合不同的数据类型。(nnd不就是列表完整版)

c
//下面是结构体的学习示例,类比基本变量，数组类型
#include <stdio.h>

int main()
{
    //基本变量类型
    int a;
    a = 66;
    printf("a = %d\n",a);
    
    //数组类型
    int b[5];
    b[0] = 66;
    b[1] = 77;
    b[2] = 88;
    printf("b[0] = %d\n",b[0]);
    printf("b[1] = %d\n",b[1]);
    printf("b[2] = %d\n",b[2]);
    
    //结构体变量类型
    //定义一个结构体变量，名字叫c，其中包含了char型的x，int型的y和float型的z三个子项。
    struct{char x;int y;float z;} c;
    //引用结构体内部的值：
    //结构体名称.结构体子项名称   来引用结构体成员。
    c.x = 'A';
    c.y = 66;
    c.z = 1.23
    printf("c.x = %c\n",c.x);
    printf("c.y = %d\n",c.y);
    printf("c.z  = %f\n",c.z);
}

​ 下面是结构体的特殊用法

c
//结构体的特殊用法

//问题1：结构体的名字太长了。
/*
解决方法：
	使用typedef把数据类型名字缩小
*/
typedef struct
{
    char x;
    int y;
    float z;
} StructName_t;



//结构体变量类型
StructName_t c;
//引用结构体内部的值：
//结构体名称.结构体子项名称   来引用结构体成员。
c.x = 'A';
c.y = 66;
c.z = 1.23
    
printf("c.x = %c\n",c.x);
printf("c.y = %d\n",c.y);
printf("c.z  = %f\n",c.z);

PS：

结构体引用不仅可以这样：

c
c.y = 66;

还可以这样：

c
c->y = 66;

为什么要加一种结构体指针的引用方式呢?

​ 这是因为，结构体是一种组合数据类型，在函数之间的数据传递中，通常用的是地址传递而不是值传递（这里是指针教程，11.23还没学）

​ 既然是使用指针传递，子函数得到的就是结构体的首地址，这时候我们就可以用->这个运算符快速引用结构体的成员。

C语言枚举 ​

image-20231123173258197

c
//下面是枚举的学习示例
#include <stdio.h>


//可以用typedef来达到简写的目的
typedef enum{
    MONDAY = 1,
    TUESDAY,
    WEDNESDAY
}week_t;

int main()
{

    
	//定义枚举
    /*
    enum{
        MONDAY = 1,
        TUESDAU = 2,
        WEDNESDAY = 3,
    } week;
    */
    
    
    //如果枚举里面的定义数是按顺序累加的，那么后面的=2，=3可以省略，编译器会自动填补，如下：
    /*
        enum{
        MONDAY = 1,
        TUESDAU , 
        WEDNESDAY ,
    } week;
    */
    
    
    //下面是使用typedef定义后的枚举定义
    week_t week;
    
    //引用
    week = MONDAY;	//week = 1;
    week = TUESDAY;	//week = 2;
    

}
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