ESE模块4 GPIO 通用输入输出

本节将学习GPIO 简单的输入和输出。GPIO（也称为通用输入/输出）是控制器中最简单也是最重要的配置。但即便如此，IO也有各种各样的类型和配置选项，有输入、输出、上拉、下拉、推挽等。GPIO用来做开关控制是最常见的应用场景。我们通过下图简要讨论按钮输入的细节。只要不按下按钮，按钮就相当于天线，并与控制器连接。再重复一下，如果未按下该按钮，其连接到控制器的部分充当天线，天线接收干扰信号并将发送到控制器。这些干扰可以通过上拉电阻或下拉电阻来防止。

开放式CMOS输入是各种电子干扰的敏感接收器。实际上，输入提供了随机信号。解决这个问题的方法是使用所谓的上拉或下拉电阻。这些电阻将导线拉向一个定义的电位，并消除了干扰。以前，这些上拉电阻是明确地集成在电路中的（可以说是通过焊接铁活性化）。现代控制器配有内部上拉和下拉电阻。这些电阻只需在需要时通过软件简单地激活即可。

要开发一个微控制器应用程序，当按下按钮时，LED会点亮。

任务是：

当用户按下按钮时，LED应该点亮。否则，LED处于关闭状态。请开发一种解决方案，功能按钮连接Pin A0，LED连接Pin B0。

如果上个类图没有关闭，请在图的上下文菜单（鼠标右键）中选择菜单项“向上”。如果该项目已关闭，请重新打开SiSy UML项目。执行以下准备工作：

创建一个新的类图
目标语言ARM C ++
目标平台STM32F042 mySTM32板灯HAL
下载PEC应用程序（XMC，STM32，AVR）的图表模板应用程序基本结构
分配STM32F0的驱动程序包
（可选)模板stm32F042_48Mhz

任务是当按下功能键时，LED就会点亮。如果我们遵循面向对象的概念，则功能键是系统的另一个组件。如前所述，我们将UML中的系统组件映射为类。这里再次是与此任务相关的系统组件：

按钮和LED必须连接到控制器。我们已经知道聚合和此建模的关系。这里再以图片形式直观描述各个抽象步骤：

现实世界→想象的模型→UML模型

我们已经知道用于输出的PecPinOutput库块。对于简单的输入按钮，我们可以使用库中的PecPinInput。我们看一下这个库组件，就会发现它适合该任务。

此外我们必须要想到使用PullUp来抑制此引脚，我们使用pinPullUp库块。

注意：抽象=现实世界→想象模型（语言）→UML模型=软件构造图

该实现应包括以上概述中描述的元素。此外引脚B0连接到IndicatorLED，引脚A0连接到FunctionKey，分别都表示实现关系。可以通过资源管理器找到相应的PEC块。建议使用PecPinOutput和PecPinInput上的小问号。得到以下设计图帮助实现设计：

我们将行为逻辑重新安装到控制器类的onWork（）操作中。请在源文本中编写所需的注释，有助于理清思路。

Controller::onWork():void

// continuous event from the Mainloop
// WENN Funktionstaste gedrückt DANN  如果按下功能键
 
 
//      AnzeigeLED an  指示灯点亮
// SONST  则
//      AnzeigeLED aus  指示灯熄灭

然后，我们可以输入相应的C ++代码。

Controller::onWork():void

// continuous event from the Mainloop
// WENN Funktionstaste gedrückt DANN  如果按下功能键
if (functionKey.getState()==0) 
{
	indicatorLED.on(); // AnzeigeLED an  指示灯点亮
}
else   // SONST  则
{
	indicatorLED.off(); // AnzeigeLED aus 指示灯熄灭
}

现在我们在此基础上延伸一下任务，只有按住按钮时LED才闪烁。

Controller::onWork():void

// continuous event from the Mainloop
if (functionKey.getState()==0) 
{
	indicatorLED.toggle();
	waitMs(200);
}
else 
{
	indicatorLED.off();
}

翻译程序。将可执行程序传送到控制器的程序存储器中。

1. 创建（编译和链接）
2. 烧录
3. 将针脚B0连接到红色LED上，并将按钮连接到针脚A0

1. 创建并打开类图
2. 选择用于PEC应用程序的模板，加载STM32F0并插入驱动程序包
3. 在导航器/资源管理器中找到PEC块
4. 将所需的库元素拖到图中
5. 将类相互连接（聚合，实现）
6. 在操作中创建必要的源代码
7. 在类图中创建并刻录ARM应用程序

扩展应用程序使用引脚A1连接到另一个按钮，任务如下：

如果按下功能键，LED应点亮
如果按了附加键，LED应闪烁
如果同时按下两个按钮，则附加按钮具有优先权
如果未按任何键，则显示LED熄灭

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led 按钮 button 闪烁

ESE模块4 GPIO 通用输入输出

任务

准备

解决路径

实现

测试

总结

练习

Embedded UML / Embdedded Low Code