STM32之beep、多文件、延遲、按鍵以及呼吸燈

一、Beep控制

原理圖分析：

  • 蜂鳴器三極管控制引腳對應 MCU PB8。
  • 當前蜂鳴器對應的電路中，三極管是 NPN 三極管，當前【基極】存在小電流，當前三極管導通。要求對應 PB8 引腳對外輸出電壓 / 電流。
  • 當前 PB8 輸出高電平，當前三極管導通，BEEP 工作。PB8 提供一個低電平，三極管未導通，BEEP 不工作。當前 PB8 要求的 GPIO 工作模式必須是【推挽模式】。

代碼流程：

  • 時鐘使能，RCC->APB2ENR。
  • 設置當前 GPIO PB8 工作模式必須是【推挽模式】。需要通過 GPIOB->CRH 配置 PB8 引腳工作模式。需要配置的寄存器位置是【位 3:0】。
  • 利用 GPIOx_ODR 控制輸出電平情況。高電平 BEEP 工作，低電平 BEEP 停止工作。

代碼實現：

#include "stm32f10x.h"
/*
STM32 核心頭文件，標準頭文件，當前對應 STM32F10x 系列，
當前使用的芯片是 STM32F103ZET6
開發中，需要使用相關函數，相關類型，相關配置都在當前
頭文件中。
*/
void Delay(u32 tim);
int main(void)
{// 1. 時鐘使能，RCC 控制使用 GPIOB GPIO組RCC->APB2ENR = 0x01 << 3;// 2. 配置 GPIOB --> PB8 推挽模式，需要使用 CRHGPIOB->CRH &= ~(0x0F);GPIOB->CRH |= 0x03; // 推挽模式，同時輸出速度最高位 50MHz/*3. ODR 控制輸出高電平或者低電平高電平 BEEP 工作低電平 BEEP 不工作*/while (1){// 控制輸出高電平GPIOB->ODR |= 0x01 << 8;Delay(200000);// 控制輸出低電平GPIOB->ODR &= ~(0x01 << 8);Delay(200000);}
}
void Delay(u32 tim)
{while (tim--){for (int i = 0; i < 72; i++){}}
}

二、keil的多文件編程

????????將 LED 和 BEEP 控制模式進行函數封裝，同時利用多文件方式，將不同的模塊劃分為不同的文件，從而實現模塊化開發。
需要創建不同模塊的 .c 和 .h。同時完成 Keil5 工程配置。
估計模塊需求創建新文件，需要提供 .c 和 .h：

  • 利用 Ctrl + N 創建新文件。
  • Ctrl + S 保存當前文件。
  • 后續操作如圖。

代碼實現：

led.c:

#include "led.h"/*** @brief LED初始化函數：配置GPIO引腳為推挽輸出模式*/
void Led_Init(void)
{// 1. 使能GPIOB和GPIOE時鐘RCC->APB2ENR |= 0x01 << 3;  // GPIOB時鐘使能RCC->APB2ENR |= 0x01 << 6;  // GPIOE時鐘使能// 2. 配置PB5為推挽輸出模式（50MHz）GPIOB->CRL &= ~(0x0F << 20);  // 清除PB5原有配置GPIOB->CRL |= 0x03 << 20;     // 配置PB5為推挽輸出// 3. 配置PE5為推挽輸出模式（50MHz）GPIOE->CRL &= ~(0x0F << 20);  // 清除PE5原有配置GPIOE->CRL |= 0x03 << 20;     // 配置PE5為推挽輸出// 4. 默認輸出高電平，LED初始狀態為熄滅GPIOB->ODR |= 0x01 << 5;  // PB5輸出高電平，LED0滅GPIOE->ODR |= 0x01 << 5;  // PE5輸出高電平，LED1滅
}/*** @brief 控制LED0的亮滅* * @param flag 1-點亮LED0，0-熄滅LED0*/
void Led0_Ctrl(u8 flag)
{if (flag){// 輸出低電平，點亮LED0GPIOB->ODR &= ~(0x01 << 5);}else{// 輸出高電平，熄滅LED0GPIOB->ODR |= 0x01 << 5;}
}/*** @brief 控制LED1的亮滅* * @param flag 1-點亮LED1，0-熄滅LED1*/
void Led1_Ctrl(u8 flag)
{if (flag){// 輸出低電平，點亮LED1GPIOE->ODR &= ~(0x01 << 5);}else{// 輸出高電平，熄滅LED1GPIOE->ODR |= 0x01 << 5;}
}/*** @brief 實現LED0和LED1交替閃爍效果*/
void Led_Blink(void)
{Led0_Ctrl(1);  // 點亮LED0Led1_Ctrl(0);  // 熄滅LED1Delay_ms(500); // 延時500msLed0_Ctrl(0);  // 熄滅LED0Led1_Ctrl(1);  // 點亮LED1Delay_ms(500); // 延時500ms
}

led.h:

#ifndef _LED_H
#define _LED_H#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"/*** @brief 當前開發板中 DS0 和 DS1 LED 燈配置初始化*/
void Led_Init(void);/*** @brief DS0 對應的 LED0 燈控制函數* * @param flag 控制標志：1-LED0亮，0-LED0滅*/
void Led0_Ctrl(u8 flag);/*** @brief DS1 對應的 LED1 燈控制函數* * @param flag 控制標志：1-LED1亮，0-LED1滅*/
void Led1_Ctrl(u8 flag);/*** @brief LED0 和 LED1 交替閃爍*/
void Led_Blink(void);#endif

三、__Nop()函數實現延時操作

  1. delay.h：頭文件

    • 使用條件編譯防止重復引用（#ifndef _DELAY_H?等）
    • 聲明了微秒級延時（Delay_us）和毫秒級延時（Delay_ms）函數
    • 包含函數注釋，說明功能和參數含義

  2. delay.c：源文件

    • 實現了頭文件中聲明的兩個延時函數
    • Delay_us：通過連續調用 72 個?__NOP()?空操作實現約 1 微秒的延時（基于 STM32F103ZET6 的 72MHz 主頻設計）
    • Delay_ms：通過循環調用?Delay_us(1000)?實現毫秒級延時（1 毫秒 = 1000 微秒）

使用時，只需在需要延時的地方調用這兩個函數即可，例如：

  • Delay_us(500)：延時 500 微秒
  • Delay_ms(100)：延時 100 毫秒

????????該延時模塊采用純寄存器級操作，不依賴系統滴答定時器，適合在初始化階段或對延時精度要求不極高的場景使用。

delay.c:

#include "delay.h"/*** @brief 微秒級延時函數* * @param us 要延時的微秒數* @note 基于STM32F103ZET6的72MHz主頻設計，1個__NOP()占用約13.889ns*       72個__NOP()約占用1us（72 * 13.889ns ≈ 1000ns）*/
void Delay_us(u32 us)
{while (us--){// 連續調用72個空操作，實現約1us的延時__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();}
}/*** @brief 毫秒級延時函數* * @param ms 要延時的毫秒數* @note 基于微秒延時函數實現，1ms = 1000us*/
void Delay_ms(u32 ms)
{while (ms--){Delay_us(1000);  // 調用1000次微秒延時，實現1ms延時}
}

delay.h:

#ifndef _DELAY_H
#define _DELAY_H
#include "stm32f10x.h"/*** @brief 延時微秒控制函數，延時單位是 us** @param us 延時微秒時間（取值范圍：0~4294967295）*/
void Delay_us(u32 us);/*** @brief 延時毫秒控制函數，延時單位是 ms** @param ms 延時毫秒時間（取值范圍：0~4294967295）*/
void Delay_ms(u32 ms);#endif

四、可編程按鍵控制

原理圖分析：

  • 根據原理圖分析，KEY0、KEY1、KEY2 按鍵按下之后，當前電路接地，對應低電平。
  • KEY_UP 按鍵按下之后，當前電路接 3.3V，對應高電平。
  • 如果想要通過按鍵按下之后的電平切換作為按鍵判斷條件。KEY0、KEY1、KEY2 對應 MCU 引腳默認【高電平】，KEY_UP 對應 MCU 引腳默認【低電平】。
  • KEY0、KEY1、KEY2 對應 MCU 引腳為【上拉輸入模式】。
  • KEY_UP 對應 MCU 引腳為【下拉輸入模式】。

KEY0、KEY1、KEY2 引腳對應關系：

  • KEY0 ==> PE4；KEY1 ==> PE3；KEY2 ==> PE2。

KEY_UP 引腳對應關系：

  • KEY_UP ==> PA0。

開發流程：

  • 時鐘使能，需要使能的 GPIO 組為 GPIOE 和 GPIOA
    • RCC->APB2ENR 使用 GPIOE 和 GPIOA
  • 控制 GPIO 工作模式
    • PA0【下拉輸入模式】
    • PE2 ~ PE4【上拉輸入模式】
  • 利用 GPIOx_IDR 寄存器，讀取對應引腳的電平狀態，判斷對應按鍵是否按下。
    • PA0 對應 KEY_UP 按下，電平狀態從低電平切換到高電平狀態。
    • PE2 ~ PE4 對應 KEY2、KEY1、KEY0 按下，電平狀態從高電平切換到低電平狀態。

寄存器文檔分析：

代碼實現：

key.c:

#include "key.h"/*** @brief 按鍵初始化函數* 配置KEY0(PE4)、KEY1(PE3)、KEY2(PE2)為上拉輸入* 配置KEY_UP(PA0)為下拉輸入*/
void Key_Init(void)
{// 使能GPIOA和GPIOE時鐘RCC->APB2ENR |= (1 << 2);  // 使能GPIOA時鐘RCC->APB2ENR |= (1 << 6);  // 使能GPIOE時鐘// 配置PE2、PE3、PE4為上拉輸入GPIOE->CRL &= ~(0x0F << (2*4));  // 清除PE2配置GPIOE->CRL &= ~(0x0F << (3*4));  // 清除PE3配置GPIOE->CRL &= ~(0x0F << (4*4));  // 清除PE4配置GPIOE->CRL |= (0x08 << (2*4));   // PE2: 上拉輸入(1000)GPIOE->CRL |= (0x08 << (3*4));   // PE3: 上拉輸入(1000)GPIOE->CRL |= (0x08 << (4*4));   // PE4: 上拉輸入(1000)GPIOE->ODR |= (1 << 2);    // PE2上拉GPIOE->ODR |= (1 << 3);    // PE3上拉GPIOE->ODR |= (1 << 4);    // PE4上拉// 配置PA0為下拉輸入GPIOA->CRL &= ~(0x0F << (0*4));  // 清除PA0配置GPIOA->CRL |= (0x08 << (0*4));   // PA0: 下拉輸入(1000)// PA0默認下拉，無需額外配置ODR
}/*** @brief 獲取按鍵狀態* @return 按鍵值，分別對應KEY0、KEY1、KEY2、KEY_UP或無按鍵*/
u8 Key_GetValue(void)
{// 檢測KEY0(PE4)if (!(GPIOE->IDR & (1 << 4)))    // 低電平表示按下{Delay_ms(10);                // 消抖if (!(GPIOE->IDR & (1 << 4))){while (!(GPIOE->IDR & (1 << 4)));  // 等待釋放return KEY0_VALUE;}}// 檢測KEY1(PE3)if (!(GPIOE->IDR & (1 << 3)))    // 低電平表示按下{Delay_ms(10);                // 消抖if (!(GPIOE->IDR & (1 << 3))){while (!(GPIOE->IDR & (1 << 3)));  // 等待釋放return KEY1_VALUE;}}// 檢測KEY2(PE2)if (!(GPIOE->IDR & (1 << 2)))    // 低電平表示按下{Delay_ms(10);                // 消抖if (!(GPIOE->IDR & (1 << 2))){while (!(GPIOE->IDR & (1 << 2)));  // 等待釋放return KEY2_VALUE;}}// 檢測KEY_UP(PA0)if (GPIOA->IDR & (1 << 0))       // 高電平表示按下{Delay_ms(10);                // 消抖if (GPIOA->IDR & (1 << 0)){while (GPIOA->IDR & (1 << 0));      // 等待釋放return KEY_UP_VALUE;}}return NO_KEY_PRESSED;  // 無按鍵按下
}

key.h:

#ifndef _KEY_H
#define _KEY_H
#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"// 按鍵值定義
#define KEY0_VALUE     (0)    // KEY0按鍵對應返回值
#define KEY1_VALUE     (1)    // KEY1按鍵對應返回值
#define KEY2_VALUE     (2)    // KEY2按鍵對應返回值
#define KEY_UP_VALUE   (3)    // 上拉按鍵對應返回值
#define NO_KEY_PRESSED (4)    // 無按鍵按下返回值// 函數聲明
void Key_Init(void);          // 按鍵初始化函數
u8 Key_GetValue(void);        // 獲取按鍵值函數#endif

main.c:

#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "delay.h"int main(void)
{// 初始化外設Delay_Init();  // 延時初始化Led_Init();    // LED初始化Key_Init();    // 按鍵初始化while (1){u8 key_value = Key_GetValue();  // 獲取按鍵值// 根據按鍵值控制LEDswitch (key_value){case KEY0_VALUE:Led0_Ctrl(1);  // 打開LED0break;case KEY1_VALUE:Led0_Ctrl(0);  // 關閉LED0break;case KEY2_VALUE:Led1_Ctrl(1);  // 打開LED1break;case KEY_UP_VALUE:Led1_Ctrl(0);  // 關閉LED1break;default:// 無按鍵操作時無需處理break;}}
}

五、閃爍燈與呼吸燈

完整代碼：

led.c:

#include "led.h"void Led_Init(void)
{//RCC對PB端口和PE端口時鐘使能RCC->APB2ENR |= (0x01 << 3 | 0x01 << 6);//GPIO寄存器配置GPIOB->CRL &= ~(0xf << 20);GPIOE->CRL &= ~(0xf << 20);GPIOB->CRL |= (0x1 << 20);GPIOE->CRL |= (0x1 << 20);
}
void Led_Ctrl(int value)
{if(value){GPIOB->ODR &= ~(0x1 << 5);GPIOE->ODR &= ~(0x1 << 5);}else{GPIOB->ODR |= (0x1 << 5);GPIOE->ODR |= (0x1 << 5);}
}
void Led_Blink(void)
{//低電平LED0燈亮 高電平LED1燈滅 GPIOB->ODR &= ~(0x1 << 5);GPIOE->ODR |= (0x1 << 5);Delay_ms(300);//高電平LED0燈滅 低電平LED1燈亮GPIOB->ODR |= (0x1 << 5);GPIOE->ODR &= ~(0x1 << 5);Delay_ms(300);
}
void Led_Breath(void)
{int j = 0;while(1){GPIOB->ODR &= ~(0x1 << 5);GPIOE->ODR |= (0x1 << 5);Delay_us(5000 - j);GPIOE->ODR &= ~(0x1 << 5);GPIOB->ODR |= (0x1 << 5);Delay_us(j);j += 10;if(j == 5000){break;}}j = 0;while(1){GPIOE->ODR &= ~(0x1 << 5);GPIOB->ODR |= (0x1 << 5);Delay_us(5000 - j);GPIOB->ODR &= ~(0x1 << 5);GPIOE->ODR |= (0x1 << 5);Delay_us(j);j += 10;if(j == 5000){break;}}
}

led.h:

#ifndef __LED_H
#define __LED_H#include "stm32f10x.h"
#include <stdio.h>
#include "delay.h"void Led_Init(void);
void Led_Ctrl(int value);
void Led_Blink(void);
void Led_Breath(void);#endif

main.c:

#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"int main(void)
{Led_Init();while(1){//Led_Ctrl(3);Led_Blink();//Led_Breath();}
}

代碼解析：

一、Led_Blink(void)?函數：LED 交替閃爍功能

該函數實現?兩個 LED 燈（LED0 和 LED1）固定頻率交替亮滅?的效果，具體邏輯如下：

?

  1. 初始狀態設置

    • GPIOB->ODR &= ~(0x1 << 5);：將 GPIOB 端口的第 5 位（PB5）置為低電平（假設 LED0 接 PB5，低電平點亮），此時 LED0 亮。
    • GPIOE->ODR |= (0x1 << 5);：將 GPIOE 端口的第 5 位（PE5）置為高電平（假設 LED1 接 PE5，高電平熄滅），此時 LED1 滅。

  2. 延時保持

    • Delay_ms(300);：維持 “LED0 亮、LED1 滅” 的狀態 300 毫秒。

  3. 狀態反轉

    • GPIOB->ODR |= (0x1 << 5);：PB5 置為高電平，LED0 滅。
    • GPIOE->ODR &= ~(0x1 << 5);：PE5 置為低電平，LED1 亮。

  4. 再次延時

    • Delay_ms(300);：維持 “LED0 滅、LED1 亮” 的狀態 300 毫秒。
?

效果總結：
LED0 和 LED1 以?600 毫秒為一個周期?交替閃爍（各亮 300ms，滅 300ms），狀態切換清晰、節奏固定，類似 “紅綠燈交替” 的效果。

二、Led_Breath(void)?函數：LED 呼吸燈效果

該函數通過?改變 LED 亮滅時間的占空比，實現兩個 LED 燈（LED0 和 LED1）交替 “呼吸”（亮度逐漸變化）的效果，具體分為兩個階段：

階段 1：LED0 逐漸變暗，LED1 逐漸變亮

  • 初始化變量?j = 0，通過?while(1)?循環逐步調整亮滅時間：

    • 先讓 LED0 亮（PB5 低電平）、LED1 滅（PE5 高電平），并延時?5000 - j?微秒（隨j增大，此延時逐漸減小）。
    • 再讓 LED0 滅（PB5 高電平）、LED1 亮（PE5 低電平），并延時?j?微秒（隨j增大，此延時逐漸增大）。
    • 每次循環?j += 10，直到?j = 5000?時退出循環。

    過程解析：

    • 初始時?j=0：LED0 亮 5000us（常亮），LED1 滅 0us（常滅）→ LED0 最亮，LED1 最暗。
    • 隨著j增大：LED0 亮的時間縮短、滅的時間增長 → 亮度逐漸降低；LED1 亮的時間增長、滅的時間縮短 → 亮度逐漸升高。
    • 結束時?j=5000：LED0 亮 0us（常滅），LED1 亮 5000us（常亮）→ LED0 最暗，LED1 最亮。
階段 2：LED1 逐漸變暗，LED0 逐漸變亮

  • 重置?j = 0，再次進入?while(1)?循環，邏輯與階段 1 對稱：

    • 先讓 LED1 亮（PE5 低電平）、LED0 滅（PB5 高電平），延時?5000 - j?微秒（隨j增大而減小）。
    • 再讓 LED1 滅（PE5 高電平）、LED0 亮（PB5 低電平），延時?j?微秒（隨j增大而增大）。
    • 直到?j = 5000?時退出循環。

    過程解析：

    • 初始時?j=0：LED1 常亮，LED0 常滅 → LED1 最亮，LED0 最暗。
    • 隨著j增大：LED1 亮度逐漸降低，LED0 亮度逐漸升高。
    • 結束時?j=5000：LED1 常滅，LED0 常亮 → LED1 最暗，LED0 最亮。
?

效果總結：
兩個 LED 燈交替實現 “呼吸” 效果：

?
  • 先 LED0 從最亮逐漸變暗至熄滅，同時 LED1 從熄滅逐漸變亮至最亮；
  • 再 LED1 從最亮逐漸變暗至熄滅，同時 LED0 從熄滅逐漸變亮至最亮。
    整體效果類似人呼吸時的 “明暗漸變”，過渡平滑自然。

https://github.com/0voice

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HEVC&#xff08;H.265&#xff09;與HVC1的關系及區別可歸納如下&#xff1a;一、技術定義差異?HEVC&#xff08;H.265&#xff09;?國際標準化組織制定的通用視頻編碼標準&#xff0c;由ITU-T和ISO/IEC聯合開發?1支持8K分辨率&#xff0c;壓縮效率較H.264提升約50%?1?HV…
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Java獲取被nginx代理的emqx客戶端真實ip

Java獲取被nginx代理的emqx客戶端真實ip

Java獲取被nginx代理的emqx客戶端真實ip 契機 ? 使用nginx作為負載均衡&#xff08;Load Balancing&#xff09;的時候&#xff0c;發現真實ip無法獲取。幾經折騰終于拿到真實ip&#xff0c;又發現被代理的端口又無法使用非代理模式連接&#xff0c;由于之前暴露的docker端口有…
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Jenkins自動化部署服務到Kubernetes環境

Jenkins自動化部署服務到Kubernetes環境

在現代軟件開發中，持續集成和持續部署(CI/CD)已成為提高開發效率和軟件質量的關鍵實踐。本文將介紹如何使用Jenkins自動化部署服務到Kubernetes環境，并重點介紹Maven與私服的配置。 環境準備 在開始之前，請確保您已準備好以下環境： Jenkins服務器 Kubernetes集群 Docker鏡…
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OpenAI重新開源！gpt-oss-20b適配昇騰并上線魔樂社區

OpenAI重新開源！gpt-oss-20b適配昇騰并上線魔樂社區

2025年8月5日&#xff0c;OpenAI發布了兩款全新的開源權重語言模型&#xff0c;均為混合專家&#xff08;MoE&#xff09;架構&#xff0c;其規模設計可在消費級GPU和云端的多種硬件上高效運行。這些模型采用 Apache 2.0 許可協議&#xff0c;因此可用于蒸餾到其他推理模型中、…
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SpringCloud入門(簡潔明了)

SpringCloud入門(簡潔明了)

目錄 一.創建微服務項目 (一)環境準備 (二)項目結構圖 (三)流程 二. Nacos (一)注冊中心 1.服務注冊 2.服務發現 3.編寫微服務API 4.遠程調用基本實現 5.負載均衡 6.LoadBalanced注解式注解均衡 7.注冊中心宕機&#xff0c;遠程調用還能成功嗎 (二)配置中心 1.基…
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集成算法學習筆記

集成算法學習筆記

一、集成算法簡介1. 核心思想類比“多個專家綜合判斷優于單個專家”&#xff0c;通過構建并結合多個個體學習器&#xff0c;提升模型的泛化能力&#xff08;降低過擬合風險、提高預測準確性&#xff09;&#xff0c;完成復雜的學習任務。2. 個體學習器與結合模塊個體學習器&…
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讓Chrome信任自簽名證書

讓Chrome信任自簽名證書

讓Chrome信任自簽名證書&#xff08;Unix系列OS&#xff09; 背景 想在本地測試自己寫的基于HTTPS連接的Web應用&#xff0c;跑在3001端口。但使用Chrome瀏覽器訪問https://localhost:3001時顯示連接不安全。解決了但沒解決 使用mkcert一鍵創建證書&#xff1a; mkcert localho…
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[江科大庫]基于 OpenMV 的矩形識別與 STM32 串口通信（電子設計大賽實用教程）

[江科大庫]基于 OpenMV 的矩形識別與 STM32 串口通信（電子設計大賽實用教程）

?? 基于 OpenMV 的矩形識別與 STM32 串口通信（電子設計大賽實用教程） 一、前言 在本科生電子設計大賽中，經常會遇到圖像識別相關的任務，例如： 識別 矩形框（如識別一個 A4 紙、黑色標記框等）； 將識別結果傳輸到 STM32 單片機，用于后續控制（舵機、移動小車、機械臂…
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