STM32：按键模块 传感器模块 以及 相关C语言知识（详细讲解）

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按键

传感器模块

C语言知识

C语言数据类型

C语言宏定义

C语言typedef

C语言结构体

C语言枚举

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按键

常见的输入设备，按下导通，松手断开

按键抖动：由于按键内部使用的是机械式弹簧片来进行通断的，所以在按下和松手的瞬间会伴随有一连串的抖动，所以要对这一连串的抖动进行处理，最简单的方式就是加延时，把抖动的时间耗过去。

传感器模块

传感器元件（光敏电阻/热敏电阻/红外接收管等）的电阻会随外界模拟量的变化而变化，通过与定值电阻分压即可得到模拟电压输出，再通过电压比较器进行二值化即可得到数字电压输出。

N1为传感器，R1是用来和传感器进行分压的，当N1的阻值增大，N1的下拉作用增强，AO输出电压减小，极端情况下，N1的电阻无穷大，强下拉作用，AO输出电压为0，上拉作用同理，就是N1的电阻小于R1时，体现为上拉作用，极端情况下，当N1的电阻为0时，体现为强上拉，AO输出为VCC。

上拉下拉电阻工作原理模型 ：

• 电阻作用类比 ：将 AO 输出端类比为屋里水平杆子，R1 上拉电阻比作拴在屋顶的弹簧，下拉电阻比作拴在地面的弹簧，电阻阻值大小对应弹簧拉力强弱，电路中的电压类比为杆子高度。

• 单弹簧作用结果 ：只有上拉弹簧时，杆子被拉到屋顶，电路中间点电压为 VCC；只有下拉弹簧时，杆子被拉到地面，电路中间点电压为 GND。

• 双弹簧相互作用 ：两个弹簧相互拉扯时，中间输出端向拉力强的一端偏移，偏移程度取决于两弹簧弹力之差；弹力一致，杆子处于居中位置，电路输出二分之 VCC 的电压。

• 阻值变化影响 ：上拉电阻阻值小，拉力强，输出电压变高；下拉电阻阻值小，输出电压变低；阻值为 0 时相当于短接，拉力无穷大；上下拉电阻阻值都为 0 则电源短路，应避免。

• 上拉下拉电阻在单频机电路应用 ：

  • 电阻特性分类 ：在单频机电路中有弱上拉、弱下拉、强上拉、强下拉等情况，强和弱指电阻值大小即弹簧弹力大小。

  • 连接方向含义 ：上拉是接到 VCC，即杆子拉向屋顶；下拉是接到 GND，即杆子拉向地面。

  • 输出电压情况 ：最终输出电压由弹簧拉扯决定，可用此感知和弹簧模型分析上拉和下拉电阻相关问题以加深理解 。

C2为一个滤波电容，是给中间的输出电压进行滤波的，用来滤除一些干扰，保证输出电压的平滑（在电路中一般一端接地，一端接在电路中，遇到之后可以考虑是不是滤波电容）如果滤波电容，说明并不是电路的主要框架，是为了保持电路稳定的，在分析的时候就可以不看它。

• 数字输出：模块支持对AO进行二值化的数字输出，由LM393芯片完成，此芯片有两个独立电压比较器电路 ，工作原理与运算放大器有关。

• 运算放大器作比较器：

  • 同向大于反向：当同向输入端电压大于反向输入端电压时，输出瞬间升为最大值即接VCC。

  • 同向小于反向：当同向输入端电压小于反向输入端电压时，输出瞬间降为最小值即接GND，以此实现模拟电压二值化。

• 数字输出实际应用： -

  • 电位器作用：同向输入端接AO模拟电压，负端接电位器，拧动电位器可生成可调阈值电压，与模拟电压比较后输出数字电压DO

  • 指示灯与排针：左边为电源指示灯（通电就来亮）和DO输出指示灯（用来指示DO的输出电平，低电平点亮，高电平熄灭），DO输出接引脚输出端（3引脚），P1排针分别为VCC、GND、DO和AO 。

  • R5上拉电阻：是为了保证默认的输出为高电平。

• 不同传感器模块：

  • 光敏与热敏：对于光敏电阻传感器和热敏电阻传感器，N1分别为光敏电阻和热敏电阻。

  • 红外传感器：红外传感器的N1为红外接收管，还有发射管发射红外光，接收光强度以模拟电压表示，部分模块电位器换为两个电阻分压实现固定阈值二值化 ，有的用于检测通断，有的用于寻迹小车。

  • 下面传感器分别为光敏电阻，热敏电阻， 红外传感器（左，通常用来检视通断）和 红外传感器（向下发射红外光可用于与循迹小车）

  • 

• 按键的四种接法：

  • 下接按键一：按键常用接法，选gpio口如PA0通过按键接GND，按键按下PA0为低电平，松手PA0悬空，要求PA0为上拉输入模式

  • 下接按键二：外部接上拉电阻，按键松手时引脚因上拉作用为高电平，按下为低电平，PA0可配置为浮空或上拉输入。 如果配置为上拉输入时，两个上拉电阻共同作用，高电平更稳定，但是当按键按下时，强行拉到低时，损耗也会大一些。

  • 上接按键一：PA0通过按键接3.3伏，要求PA0配置为下拉输入模式，按键按下为高电平，松手为低电平。

  • 上接按键二：在上述接法基础外接下拉电阻，PA0可配置为下拉输入或浮空输入模式。

  • 上面两种接法按键按下为低电平，松手为高电平。

  • 下面两种接法按键按下为高电平，松手为低电平。

• 传感器模块电路：

  • 供电与端口连接：VCC接3.3伏，GND接GND供电，DO数字输出接如PA0端口用来读取数据量，AO模拟输出后续学ADC模数转换器时再处理。

C语言知识

C语言数据类型

关键字	位数	表示范围	stdint关键字	ST关键字
char	8	-128 ~ 127	int8_t	s8
unsigned char	8	0 ~ 255	uint8_t	u8
short	16	-32768 ~ 32767	int16_t	s16
unsigned short	16	0 ~ 65535	uint16_t	u16
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unsigned long	32	0 ~ 4294967295
long long	64	-(2^64)/2 ~ (2^64)/2-1	int64_t
unsigned long long	64	0 ~ (2^64)-1	uint64_t
float	32	-3.4e38 ~ 3.4e38
double	64	-1.7e308 ~ 1.7e308

C语言宏定义

C语言typedef

C语言结构体

C语言枚举

枚举只能在他给定的参数类表中赋值。如果week = 100；会报警告。