一、前言

上一篇中，通过点亮LED实现了GPIO的“输出控制”，但一个完整的嵌入式系统必须具备双向交互的能力。本篇我们将正式跨入“输入”控制，详细讲解如何使用STM32CubeMX配置GPIO的上拉输出和下拉输入模式，并编写经典的按键控制LED灯控制；同时，我们还会分析机械按键不可避免的硬件抖动问题，并分析如何用软件轮询来消除抖动，实现单片机从数字相应到事件触发的转变。

二、按键检测原理

引脚配置成输出上拉模式

硬件电路中有一个硬性规定，引脚不能悬空，如果单片机的引脚什么都不接，它的输入阻抗极高。这时候，周围的空间电磁波、手指靠近、甚至板子上的微笑静电，都能轻易的改变这个引脚的电平。单片机去读取它时，一会儿读到1，一会读到0，处于严重的不稳定状态。为了解决这个问题，引脚在没有外部信号主动输入时，必须有一个明确的默认状态。最常用的按键接线方式是：案件的一端接单片机引脚，另一端直接接地。这时候如果单片机内部配置为输出上拉模式，就不会出现不稳定的状态。如下图所示

当按键没有被按下时，引脚通过内部的上拉电阻接到VDD。因为引脚内部输入阻抗极大，几乎没有电流流动，引脚电压被“拉”在VDD附近。单片机读取到的电平是稳定的高电平（1）。

当按键按下时，引脚直接与地接通。此时，外部地的驱动能力远远大于内部上拉电阻的阻抗，引脚电平被强行拽到0V。单片机读取到的电平是稳定的低电平（0）。

按键抖动

1、为什么会产生抖动

我们平时用的按键，内部其实是两片微小的弹性金属片。当你按下按键时，金属片由于自身弹性和机械惯性，并不会瞬间死死贴在一起，而是在接触的刹那间发生连续的、微小的肉眼不可见的机械弹跳。这就好比一个乒乓球从高处掉到地上，不会立刻粘在地上，而是会上下弹跳几下才最终静止。同理，当按键松开时，金属片断开的瞬间也会产生类似的弹跳。

2. 抖动带来的危害

电平毛刺： 在机械弹跳期间，引脚电平会在高低电平之间疯狂来回切换（形成一串电平毛刺），这个过程通常持续 5ms 到 10ms。

误判后果： 如果你不做任何处理，单片机就会把这串毛刺误认为是你连续快速按下了好几次按键。本来你只想给 LED 翻转一次状态，结果由于抖动，单片机检测到了 5 次动作，LED 疯狂翻转了 5 次，最终亮灭状态完全随机，体验极差。

3. 如何解决抖动

在实际开发中，消抖主要有两种路线：

 硬件消抖

在按键两端并联一个 0.1μF 左右的电容。利用电容充放电的“惰性”平滑掉高频的电平毛刺，把突变的波形变成平缓的电压过渡，从而在硬件上直接滤除抖动。

软件消抖

第一次检测： 发现引脚电平变低了（疑似按键按下）。

延时等待： 强制延时 10~20ms（利用 HAL_Delay），主动跳过这一段机械抖动期。

第二次确认： 延时结束后，再次读取引脚电平。如果依然是低电平，说明这次不是噪声干扰，而是真的有人按下了按键，此时才执行相应的控制逻辑。

此篇代码所用的方法就是软件消抖。

三、软件配置

CubeMX 配置步骤：

先新建工程，芯片选择stm32f103c8t6，右上角start

设置调试接口

设置引脚参数

最小系统板上有一颗板载LED，接在PC13引脚上

按键要接在PA9引脚上，这里选择输入模式

配置完成后点击右上角生成代码，CubeMX就帮我们配置好了

这是硬件接线图

四、代码展示

GPIO_PinState HAL_GPIO_WritePin（GPIOx，GPIO_Pin）

这个编程接口的作用是读取当前IO口的电平值，它还有一个返回值，类型是GPIO_PinState，是一个枚举类型，用来返回IO引脚的读数：GPIO_PIN_RESET----0，GPIO_PIN_SET----1

while (1)
  {
	    if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_9)==GPIO_PIN_SET)
		{
			HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_13,GPIO_PIN_SET);
		}else
		{
			HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_13,GPIO_PIN_RESET);
		}
  }

这里实现的功能是按键按下就点亮板载LED，松开就熄灭，如果要实现按下一次按键再松开就改变LED状态的话，需要对按键实行软件消抖

while (1)
  {
	if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_9)== GPIO_PIN_RESET)// 检测按键按下（低电平有效）
	{
		HAL_Delay(20);// 按下消抖
		if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_9)== GPIO_PIN_RESET)// 确认按键按下
		{
			HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_13);// 翻转LED
			
			while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_9) == GPIO_PIN_RESET);// 等待按键释放
			HAL_Delay(20); // 释放消抖
		}
		
	}
	  
		
	  
	  
	  
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }

这里就实现了对按键的消抖，同时按下按键并松开就会改变LED当前的状态。

五、总结

本篇实现了从“输出”向“输入”人机交互的跨越。核心逻辑是利用 STM32 内部的输入上拉（Pull-up）模式，为 PA9（按键引脚） 提供稳定的默认高电平，防止悬空干扰；针对机械按键不可避免的硬件抖动（5~10ms 毛刺），我们在 while(1) 循环中引入了 20ms 软件延时消抖 与 死等松手机制，精准控制 PC13（板载 LED 驱动引脚） 的电平翻转。虽然这种“轮询法”会因阻塞死等而浪费 CPU 资源，但它建立起了输入检测的完整底层逻辑。