四、GPIO中斷實現按鍵功能

4.1 GPIO簡介

????????輸入輸出（I/O）是一個非常重要的概念。I/O泛指所有類型的輸入輸出端口，包括單向的端口如邏輯門電路的輸入輸出管腳和雙向的GPIO端口。而GPIO（General-Purpose Input/Output）則是一個常見的術語，指的是通用輸入輸出接口。

? ? ? ? 下面有請DeepSeek發言

LPC1110系列Cortex-M0微控制器的GPIO口的結構特點：

1	端口可由軟件配置為輸入輸出
2	引腳默認為輸入（所以點燈時需要改下方向）
3	端口引腳的讀寫操作可屏蔽
4	每個單獨引腳可被用作外部中斷輸入引腳
5	每個GPIO中斷可配置為高、低電平、下降、上升沿或雙邊沿觸發
6	可對單獨端口的中斷級別進行配置

4.2 GPIO口的寄存器

????????所有GPIO寄存器都為32位?

? ? ? ? GPIO端口基址為

端口0?	?0x5000 0000
端口1?	?0x5001 0000
端口2	?0x5002 0000
端口3	?0x5003 0000

4.2.1 數據寄存器? GPIOnDATA

? ? ? ? 用于讀取輸入引腳的狀態數據或者配置輸出引腳的輸出狀態

? ? ? ? 對應端口位置后四位范圍為 0000 ~ 3FFC

11：0	PIOn_0 ~ PIOn_11的輸入/輸出數據
31：12	保留

4.2.2 方向寄存器 GPIOnDIR

11：0	PIOn_0 ~ PIOn_11的輸入/輸出方向? ?0為輸入， 1為輸出? 位數0-11與0-11引腳一一對應
31：12	保留

4.2.3 中斷觸發寄存器 GPIOnIS

? ? ? ? 相較于基地址偏移量0x8004 即0x500n 8004

11：0	PIOn_x? ? 0為邊沿觸發，1為電平觸發
31：12	保留

4.2.4 中斷雙邊沿觸發寄存器?GPIOnIBE

? ? ? ? 相較于基地址偏移量0x8008 即0x500n 8008

11：0

0為通過4.2.5中寄存器GPIOnIEV控制PIOn_x的中斷

1為通過PIOn_x上雙邊沿觸發中斷

31：12

保留

4.2.5 中斷事件寄存器 GPIOnIEV

????????相較于基地址偏移量0x800C?即0x500n 800C

11：0

0為上升沿或者高電平觸發中斷

1為下降沿或者低電平觸發中斷

具體邊沿還是電平看4.2.3中GPIOnIS的設置

31：12

保留

4.2.6 中斷屏蔽寄存器 GPIOnIE

????????相較于基地址偏移量0x8010?即0x500n 8010

11：0

0為中斷被屏蔽

1為中斷不被屏蔽

31：12

保留

4.2.7 原始中斷狀態寄存器 GPIOnIRS

? ? ? ??相較于基地址偏移量0x8014?即0x500n 8014

? ? ? ? 屏蔽之前的中斷狀態

11：0

0為無中斷

1為滿足中斷要求

31：12

保留

4.2.8 屏蔽中斷狀態寄存器 GPIOnMIS

????????相較于基地址偏移量0x8018?即0x500n 8018

? ? ? ? 考慮了屏蔽操作之后是否有中斷

11：0

0為無中斷，或者中斷被屏蔽

1為滿足中斷要求

31：12

保留

4.2.9 中斷清除寄存器 GPIOnIC

????????相較于基地址偏移量0x801C?即0x500n 801C

11：0

0無操作

1為清除PIOn_x上的邊沿檢測邏輯

31：12

保留

4.3 LPC上的GPIO按鍵

? ? ? ? 按鍵按下引腳低電平，不按是高電平

4.4 按鍵控制LED閃爍頻率

任務：

1.?BUTTON（PIO3_5）按鍵按下，閃爍頻率為1Hz，再次按下，恢復閃爍頻率為0.5Hz；

2. WEAKUP（PIO1_4）按鍵按下，閃爍頻率為2Hz，再次按下，恢復閃爍頻率為0.5Hz；

3. 適當考慮按鍵防抖功能。? ? ? ? ? ??

思路：

? ? ? ? 對于閃爍頻率的修改，首先考慮用什么控制LED閃爍，結合上章可以用SysTick，然后按鍵按下改變SysTick周期即可

? ? ? ? 對于按鍵防抖，由于按鍵固有的物理結構，按下后彈簧一上一下會影響中斷，需要用延時函數過濾抖動。

抖動時間大概10ms這樣，我們可以用個延時函數過濾掉這個抖動過程，延時20ms就足夠了

代碼：

利用之前寫過的函數即可，復制個新工程，然后main文件里代碼如下

#include <LPC11xx.h>
#include "LED.h"//延時ms函數 // 太粗糙了，而且要根據機器指令與時鐘周期關系調整，也就防抖延時用一下
__inline void delay_ms(uint32_t a)    //約1ms延時函數 
{                           uint32_t i;while( a -- != 0){for(i = 0; i<5500; i++);}             
}int flag1 = 0, flag2 = 0; // 判斷botton 和 wakeup 按鍵上一次狀態
int main()
{LED_Init(); // PIO1_4LPC_IOCON->PIO1_4 &= ~(0x1F);  // 清除之前的配置LPC_IOCON->PIO1_4 |= 0x00;     // 配置為GPIO功能LPC_GPIO1->DIR &= ~(1UL << 4);// 設置GPIO方向為輸入LPC_GPIO1->IS &= ~(0x1 << 4); // 清除第 4 位，設置為邊沿觸發LPC_GPIO1->IBE &= ~(0x1 << 4); // 清除第 4 位，設置為單邊沿觸發LPC_GPIO1->IEV &= ~(0x1 << 4); // 清除第 4 位，設置為低電平觸發LPC_GPIO1 -> IE |= (0x1<<4); // 使能端口中斷LPC_IOCON->PIO1_4 |= (1UL << 5);          // 使能滯后模式LPC_GPIO1->IC |= (1UL << 4); // 清除中斷標志位NVIC_EnableIRQ(EINT1_IRQn); // 使能GPIO1中斷// PIO3_5LPC_IOCON->PIO3_5 &= ~(0x1F);   // 清除之前的配置LPC_IOCON->PIO3_5 |= 0x00;      // 配置為GPIO功能LPC_GPIO3->DIR &= ~(1UL << 5);// 設置GPIO方向為輸入LPC_GPIO3->IS &= ~(0x1 << 5); // 清除第 5 位，設置為邊沿觸發LPC_GPIO3->IBE &= ~(0x1 << 5); // 清除第 5 位，設置為單邊沿觸發LPC_GPIO3->IEV &= ~(0x1 << 5); // 清除第 5 位，設置為低電平觸發LPC_GPIO3 -> IE |= (0x1<<5); // 使能端口中斷LPC_IOCON->PIO3_5 |= (1UL << 5);  // 使能滯后模式LPC_GPIO3->IC |= (1UL << 5); //清除中斷標志NVIC_EnableIRQ(EINT3_IRQn);SysTick_Config(SystemCoreClock/100); // 0.01s進一次中斷 1s翻轉一次 0.5 Hzwhile(1){}
}void SysTick_Handler() /// 系統節拍定時器中斷函數
{static unsigned long ticks;if(ticks++ >= 99){ticks = 0;LED_Toggle();}
}// GPIO3_5的中斷服務函數，處理BUTTON按鍵按下事件
void PIOINT3_IRQHandler(void)
{if((LPC_GPIO3->MIS & (1UL << 5)) == (1UL << 5))// 檢查是否是PIO3_5的中斷{ delay_ms(20); // 消抖while((LPC_GPIO3->DATA & (1UL << 5)) == 0);delay_ms(20);if(flag1)SysTick_Config(SystemCoreClock/100); // 0.01s進一次中斷 1s翻轉一次 0.5 Hzelse SysTick_Config(SystemCoreClock/200); // 0.005s進一次中斷 0.5s翻轉一次 1 Hzflag1 = !flag1;LPC_GPIO3->IC |= (1UL << 5);          // 清除中斷標志}
}
// GPIO1_4的中斷服務函數，處理WAKEUP按鍵按下事件
void PIOINT1_IRQHandler(void)
{if((LPC_GPIO1->MIS & (1UL << 4)) == (1UL << 4)) // 檢查是否是PIO1_4的中斷{delay_ms(20);while((LPC_GPIO1->DATA & (1UL << 4)) == 0);delay_ms(20);if(flag2)SysTick_Config(SystemCoreClock/100); // 0.01s進一次中斷 1s翻轉一次 0.5 Hzelse SysTick_Config(SystemCoreClock/400); // 0.0025s進一次中斷 0.2s翻轉一次 2 Hz flag2 = !flag2;LPC_GPIO1->IC |= (1UL << 4);           // 清除中斷標志}
}

模塊化一下，新建Button.c Button.h文件，便于之后移植工程

main.c

#include <LPC11xx.h>
#include "LED.h"
#include "Button.h"int main()
{LED_Init(); WAKEUP_Init();Button_Init();while(1){}
}void SysTick_Handler() /// 系統節拍定時器中斷函數
{static unsigned long ticks;if(ticks++ >= 99){ticks = 0;LED_Toggle();}
}

Button.c

#include "Button.h"
int flag1 = 0, flag2 = 0; // 判斷botton 和 wakeup 按鍵上一次狀態//延時ms函數 // 太粗糙了，而且要根據機器指令與時鐘周期關系調整，也就防抖延時用一下
__inline void delay_ms(uint32_t a)    //約1ms延時函數 
{                           uint32_t i;while( a -- != 0){for(i = 0; i<5500; i++);}             
}void WAKEUP_Init(void)
{LPC_SYSCON -> SYSAHBCLKCTRL |= (1UL << 6) | (1UL << 16); // 使能GPIO時鐘和IO時鐘// PIO1_4LPC_IOCON->PIO1_4 &= ~(0x1F);  // 清除之前的配置LPC_IOCON->PIO1_4 |= 0x00;     // 配置為GPIO功能LPC_GPIO1->DIR &= ~(1UL << 4);// 設置GPIO方向為輸入LPC_GPIO1->IS &= ~(0x1 << 4); // 清除第 4 位，設置為邊沿觸發LPC_GPIO1->IBE &= ~(0x1 << 4); // 清除第 4 位，設置為單邊沿觸發LPC_GPIO1->IEV &= ~(0x1 << 4); // 清除第 4 位，設置為低電平觸發LPC_GPIO1 -> IE |= (0x1<<4); // 使能端口中斷LPC_IOCON->PIO1_4 |= (1UL << 5);          // 使能滯后模式LPC_GPIO1->IC |= (1UL << 4); // 清除中斷標志位NVIC_EnableIRQ(EINT1_IRQn); // 使能GPIO1中斷
}void Button_Init(void)
{LPC_SYSCON -> SYSAHBCLKCTRL |= (1UL << 6) | (1UL << 16); // 使能GPIO時鐘和IO時鐘// PIO3_5LPC_IOCON->PIO3_5 &= ~(0x1F);   // 清除之前的配置LPC_IOCON->PIO3_5 |= 0x00;      // 配置為GPIO功能LPC_GPIO3->DIR &= ~(1UL << 5);// 設置GPIO方向為輸入LPC_GPIO3->IS &= ~(0x1 << 5); // 清除第 5 位，設置為邊沿觸發LPC_GPIO3->IBE &= ~(0x1 << 5); // 清除第 5 位，設置為單邊沿觸發LPC_GPIO3->IEV &= ~(0x1 << 5); // 清除第 5 位，設置為低電平觸發LPC_GPIO3 -> IE |= (0x1<<5); // 使能端口中斷LPC_IOCON->PIO3_5 |= (1UL << 5);  // 使能滯后模式LPC_GPIO3->IC |= (1UL << 5); //清除中斷標志NVIC_EnableIRQ(EINT3_IRQn);
}// GPIO3_5的中斷服務函數，處理BUTTON按鍵按下事件
void PIOINT3_IRQHandler(void)
{if((LPC_GPIO3->MIS & (1UL << 5)) == (1UL << 5))// 檢查是否是PIO3_5的中斷{ delay_ms(20); // 消抖while((LPC_GPIO3->DATA & (1UL << 5)) == 0);delay_ms(20);if(flag1)SysTick_Config(SystemCoreClock/100); // 0.01s進一次中斷 1s翻轉一次 0.5 Hzelse SysTick_Config(SystemCoreClock/200); // 0.005s進一次中斷 0.5s翻轉一次 1 Hzflag1 = !flag1;LPC_GPIO3->IC |= (1UL << 5);          // 清除中斷標志}
}
// GPIO1_4的中斷服務函數，處理WAKEUP按鍵按下事件
void PIOINT1_IRQHandler(void)
{if((LPC_GPIO1->MIS & (1UL << 4)) == (1UL << 4)) // 檢查是否是PIO1_4的中斷{delay_ms(20);while((LPC_GPIO1->DATA & (1UL << 4)) == 0);delay_ms(20);if(flag2)SysTick_Config(SystemCoreClock/100); // 0.01s進一次中斷 1s翻轉一次 0.5 Hzelse SysTick_Config(SystemCoreClock/400); // 0.0025s進一次中斷 0.2s翻轉一次 2 Hz flag2 = !flag2;LPC_GPIO1->IC |= (1UL << 4);           // 清除中斷標志}
}

Button.h

#ifndef _BUTTON_H_
#define _BUTTON_H_#include <LPC11xx.h>void WAKEUP_Init(void);
void Button_Init(void);#endif