在STM32上通过按键实现呼吸灯和流水灯两种模式的切换

只看该作者 · 2024-5-31 23:41

本帖最后由合同圣诞节fy 于 2024-6-1 08:40 编辑

在STM32上通过按键实现呼吸灯和流水灯两种模式的切换，可以遵循以下步骤。这涉及到配置按键的输入、LED的输出以及定时器的使用来控制LED的亮度和切换模式。

硬件连接
假设使用一个按键和多个LED：

一个按键连接到一个GPIO输入引脚。
多个LED连接到多个GPIO输出引脚。
软件设计
按键检测：

配置按键为GPIO输入，并启用中断或轮询检测按键状态。
每次按键按下时，切换模式。
模式切换：

使用一个变量来存储当前模式（呼吸灯模式或流水灯模式）。
在按键中断服务例程或轮询检测函数中，切换该变量的值。
呼吸灯：

使用PWM（脉宽调制）来控制LED的亮度，实现呼吸效果。
配置一个定时器来生成PWM信号。
流水灯：

使用定时器中断或延时函数，依次点亮和熄灭LED，实现流水效果。

只看该作者 · 2024-6-1 08:40

代码实现
以下是一个基于STM32 HAL库的示例代码：

硬件初始化
c

#include "stm32f4xx_hal.h"

#define NUM_LEDS 4 // 假设有4个LED

// LED引脚和端口定义
GPIO_TypeDef* LED_PORT[NUM_LEDS] = {GPIOA, GPIOA, GPIOA, GPIOA};
const uint16_t LED_PIN[NUM_LEDS] = {GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_3};

// 按键引脚和端口定义
#define BUTTON_PORT GPIOC
#define BUTTON_PIN GPIO_PIN_13

// 当前模式
volatile uint8_t mode = 0; // 0: 呼吸灯模式, 1: 流水灯模式

// 初始化GPIO
void GPIO_Init(void)
{
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

// 初始化LED引脚
GPIO_InitStruct.Pin = LED_PIN[0] | LED_PIN[1] | LED_PIN[2] | LED_PIN[3];
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

// 初始化按键引脚
GPIO_InitStruct.Pin = BUTTON_PIN;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
HAL_GPIO_Init(BUTTON_PORT, &GPIO_InitStruct);

// 启用按键中断
HAL_NVIC_SetPriority(EXTI15_10_IRQn, 2, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn);
}

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按键中断处理
c

// 按键中断处理函数
void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(BUTTON_PIN);
}

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
if (GPIO_Pin == BUTTON_PIN)
{
mode = !mode; // 切换模式
}
}

只看该作者 · 2024-6-1 08:41

定时器和PWM配置
c

TIM_HandleTypeDef htim2;
TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC;

void TIM2_Init(void)
{
__HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();

htim2.Instance = TIM2;
htim2.Init.Prescaler = 84 - 1; // 1 MHz
htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
htim2.Init.Period = 1000 - 1; // 1 kHz
htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
HAL_TIM_PWM_Init(&htim2);

sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
sConfigOC.Pulse = 0;
sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim2, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);

HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);
}

只看该作者 · 2024-6-1 08:41

主程序
c

int main(void)
{
HAL_Init();
SystemClock_Config();
GPIO_Init();
TIM2_Init();

uint32_t pwm_value = 0;
uint32_t direction = 1;  // 1: 增加, 0: 减少
uint32_t led_index = 0;

while (1)
{
      if (mode == 0)  // 呼吸灯模式
      {
         // 调整PWM值
         if (direction)
         {
            pwm_value += 1;
            if (pwm_value >= 1000)
            {
                  direction = 0;
            }
         }
         else
         {
            pwm_value -= 1;
            if (pwm_value == 0)
            {
                  direction = 1;
            }
         }
         __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, pwm_value);
      }
      else  // 流水灯模式
      {
         // 依次点亮和熄灭LED
         HAL_GPIO_WritePin(LED_PORT[led_index], LED_PIN[led_index], GPIO_PIN_SET);
         HAL_Delay(100);
         HAL_GPIO_WritePin(LED_PORT[led_index], LED_PIN[led_index], GPIO_PIN_RESET);

         led_index++;
         if (led_index >= NUM_LEDS)
         {
            led_index = 0;
         }
      }

      HAL_Delay(10);  // 小延时，避免CPU占用过高
}
}

只看该作者 · 2024-6-1 08:42

代码说明
GPIO初始化：配置LED引脚为输出模式，按键引脚为中断输入模式。
按键中断处理：按键按下时切换模式。
定时器和PWM初始化：配置定时器2用于PWM输出控制LED亮度。
主循环：
根据当前模式执行不同的LED控制逻辑。
呼吸灯模式下，通过PWM调节LED亮度。
流水灯模式下，依次点亮和熄灭LED。
通过以上步骤，可以在STM32上通过按键实现呼吸灯和流水灯两种模式的切换。如果需要更复杂的效果或更高的精度，可以进一步调整定时器配置和PWM参数。

只看该作者 · 2024-7-31 00:26

使用一个变量来存储当前模式：

c
复制代码
typedef enum { MODE_BREATHING, MODE_RUNNING } led_mode_t;
led_mode_t current_mode = MODE_BREATHING;

只看该作者 · 2024-7-31 00:35

在按键中断服务例程中切换模式：

c
复制代码
void EXTIx_IRQHandler(void) {
if (EXTI_GetITStatus(EXTI_LineX) != RESET) {
current_mode = (current_mode == MODE_BREATHING) ? MODE_RUNNING : MODE_BREATHING;
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_LineX);
}
}

只看该作者 · 2024-8-28 12:22

breathe_led 函数能通过调整 PWM 占空比控制 LED 亮度。