Pyboard基礎功能探索---按鍵、GPIO

板載按鍵KEY 

 1.獲取板載按鍵引腳名稱

>>> help(pyb.Pin.board)
object <class 'board'> is of type type
...
 SW -- Pin(Pin.cpu.B3, mode=Pin.IN, pull=Pin.PULL_UP)
...

板載用戶按鍵別名：SW，芯片定義的名稱是B3.

2.獲取Switch類里面的方法

>>> help(pyb.Switch)
object <class 'Switch'> is of type type
  value -- <function>
  callback -- <function>

 3.基本用法

>>> switch = pyb.Switch()  #構造一個Switch的對象
>>> switch()  #等價於switch.value()
False
>>> switch()
True
>>> switch.value()  #獲取按鍵當前狀態，True表示按下，False表示沒有按下
False
>>> switch.value()
True
>>> switch.callback(lambda:pyb.LED(1).toggle())  #匿名函數
>>> def toggle_led():  #定義用於回調的函數
...     if switch.value():
...         pyb.delay(10)
...         if switch.value():
...             pyb.LED(2).toggle()
...             while switch.value():pass
...
...
...
>>> switch.callback(toggle_led)  #此處用於回調的函數里面是沒有括號的

 switch.callback()是回調函數，功能類似C語言里的中斷函數，當按下按鍵時將自動執行這個回調函數。

在pyboard中，只定義了一個用戶按鍵。如果開發板上有多個按鍵，就需要自己去控制，而不能使用pyb.Switch（）了。具體方法學習下面GPIO知識點就會了。

 GPIO的使用

按鍵和LED其實就代表了GPIO的兩種最基本的使用方法：輸入和輸出，下面就完整地介紹GPIO的使用。

首先我們需要導入pyb中的Pin模塊，然后就可以定義一個Pin對象，及其使用的引腳和功能。

獲取Pin類里面的方法和相關的類

>>> help(pyb.Pin)
object <class 'Pin'> is of type type
  init -- <function>
  value -- <function>
  off -- <function>
  on -- <function>
  irq -- <function>
  low -- <function>
  high -- <function>
  name -- <function>
  names -- <function>
  af_list -- <function>
  port -- <function>
  pin -- <function>
  gpio -- <function>
  mode -- <function>
  pull -- <function>
  af -- <function>
  mapper -- <classmethod>
  dict -- <classmethod>
  debug -- <classmethod>
  board -- <class 'board'>
  cpu -- <class 'cpu'>

 構造一個X1引腳的實例以及相關的操作方法

>>> x1 = pyb.Pin('X1')  
>>> x1
Pin(Pin.cpu.A0, mode=Pin.IN)
>>> x1.init(pyb.Pin.OUT)
>>> x1
Pin(Pin.cpu.A0, mode=Pin.OUT)
>>>

上面代碼中，x1就是Pin類的一個實例或者叫做一個對象，'X1'是這個GPIO的別名，它的芯片定義的名稱是Pin.cpu.A0也就是'A0'。我們使用這個Pin類里面的方法，x1.init(pyb.Pin.OUT)引腳的初始化操作也就是將引腳設置成輸入或輸出。

在MicroPython中，可以用init（）函數的功能：將GPIO設置輸入或者輸出模式，其中的輸入可以設置內部的上拉下拉電阻狀態，而輸出還可以設置推挽方式輸出和開漏輸出：

>>> x1.init(pyb.Pin.OUT_PP)  #設置為推挽方式輸出
>>> x1.init(pyb.Pin.OUT_OD)  #設置為開漏方式輸出
>>> x1.init(pyb.Pin.IN)  #設置為輸入
>>> x1.init(pyb.Pin.IN,pull=pyb.Pin.PULL_UP)  #設置為輸入並使用內部上拉電阻
>>> x1.init(pyb.Pin.IN,pull=pyb.Pin.PULL_DOWN)  #設置為輸入並使用內部下拉電阻

 上面的Pin可以用from pyb import Pin導入，這樣子做的好處：使代碼簡潔。

>>> from pyb import Pin
>>> x1 = Pin('A0')
>>> x1

Pin(Pin.cpu.A0, mode=Pin.IN)
>>> x1.init(Pin.OUT_PP)

>>> x1
Pin(Pin.cpu.A0, mode=Pin.OUT)

>>> x1.init(Pin.IN)

>>> x1
Pin(Pin.cpu.A0, mode=Pin.IN)

>>> x1.init(Pin.IN,Pin.PULL_UP)
>>> x1
Pin(Pin.cpu.A0, mode=Pin.IN, pull=Pin.PULL_UP)
>>>

需要下拉電阻時設置pull參數為：pull=PULL_DOWN，而不需要上拉下拉電阻時就設置pull=PULL_NONE。

上面是將 GPIO 的定義和模式分開設置的，這樣比較好理解。但是通常情況下，我們會將它們放在一起定義，這樣更加簡潔高效，如：

>>> from pyb import Pin
>>> x1 = Pin(Pin.cpu.A0,Pin.OUT_PP)

>>> x1
Pin(Pin.cpu.A0, mode=Pin.OUT)

>>> x1 = Pin(Pin.cpu.A0,Pin.IN,pull=Pin.PULL_UP)

>>> x1
Pin(Pin.cpu.A0, mode=Pin.IN, pull=Pin.PULL_UP)

對於GPIO的輸出值（1/0）我們可以控制其高低電平，而輸入是不可以的（除非你設置它的內部上拉電阻和下拉電阻）：

>>> x1 = Pin('X1',Pin.IN)
>>> x1
Pin(Pin.cpu.A0, mode=Pin.IN)
>>> x1.high()
>>> x1
Pin(Pin.cpu.A0, mode=Pin.IN)
>>> x1.value()
0
>>> x1.init(Pin.OUT)
>>> x1
Pin(Pin.cpu.A0, mode=Pin.OUT)
>>> x1.high()
>>> x1.value()
1

 GPIO的輸入測試部分

>>> x5 = Pin('X5',Pin.IN)
>>> x5.value()
0
>>> x5.value()
1
>>> x5.value()
0
>>> x5.value()
0
>>> x5.value()
0
>>> x5.value()
0
>>> x5.value()
0
>>> x5.value()
0
>>> x5.value()
1
>>> x5.value()
0
>>> x5.init(Pin.IN,pull=Pin.PULL_UP)
>>> x5()
1
>>> x5()
1
>>> x5()
1
>>> x5()
1
>>> x5()
1
>>> x5()
1
>>> x5()
1
>>> x5()
1
>>> x5.init(Pin.IN,pull=Pin.PULL_DOWN)
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5.init(Pin.IN,pull=Pin.PULL_NONE)
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
1
>>> x5()
0
>>> x5()
1
>>> x5()
0

 結論：對於輸入模式下的通用輸入引腳（Pin.IN)的電平狀態是不確定的,而使用上拉電阻時電平狀態一直是高電平狀態，使用下拉電阻時就一直是低電平，而Pin.PULL_NONE和通用輸入是一樣的，引腳的電平狀態也無法確定。（高阻態）

GPIO的輸出測試部分

>>> x5 = Pin('X5',Pin.OUT)
>>> x5
Pin(Pin.cpu.A4, mode=Pin.OUT)
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5.init(Pin.OUT_PP)
>>> x5
Pin(Pin.cpu.A4, mode=Pin.OUT)
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5.high()
>>> x5()
1
>>> x5.low()
>>> x5()
0
>>> x5.on()
>>> x5()
1
>>> x5.off()
>>> x5()
0
>>> x5.init(Pin.OUT_OD)
>>> x5
Pin(Pin.cpu.A4, mode=Pin.OPEN_DRAIN)
>>> x5()
0
>>> x5.high()
>>> x5()
1
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
1
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
1
>>> x5()
0
>>> x5()
0
>>> x5()
0

 結論：GPIO輸出模式通用模式時的輸出電平一直為低電平，相關輸出操作方法（GPIO輸出相關的方法：x1.high()、x1.low()、x1.on()、x1.off()）也是可以直接使用的，但是在開漏模式下輸出引腳的電平狀態是不確定的，需要外接一個上拉電阻，才可以輸出穩定的高電平。

推挽輸出：可以輸出高、低電平。

開漏輸出：輸出端相當於三極管的集電極，要得到穩定的電平狀態只能是依靠上拉電阻得到穩定的高電平，電壓取決於你的上拉電阻，所有好處是可以輸出可以調節的電壓。

像上面電平一直浮動的狀態叫做高阻態。

 

  詳細說明地址：推挽輸出和開漏輸出

 引腳中斷的方法：

Pin.irq(handler=None, trigger=(Pin.IRQ_FALLING | Pin.IRQ_RISING), priority=1, wake=None, hard=False)

 中斷相關資料地址：https://www.cnblogs.com/iBoundary/p/11508565.html

對於GPIO的引腳電平狀態我們可以使用value()或者直接x1()讀取

 af，當mode是Pin.AF_PP或Pin.AF_OD時，可以選擇第二功能索引或名稱

 af_list()

返回GPIO的第二功能列表，如：

>>> pyb.Pin.af_list(pyb.Pin('X1'))
[Pin.AF1_TIM2, Pin.AF1_TIM2, Pin.AF2_TIM5, Pin.AF3_TIM8, Pin.AF7_USART2, Pin.AF8_UART4]

 通過這個函數，我們可以具體查看一個GPIO有哪些第二功能。

af()

 返回GPIO第二功能索引值，如果沒有使用第二功能將返回0，否則返回實際的索引值。

 注意這個索引值並不是對應af_list（）函數返回的列表，而是控制器手冊中的第二功能映射表。PYB V10使用的控制器是STM32F405RG，可以參考它的數據手冊第61頁的“Table 9.Alternate function mapping”。

如，PA11是AF10_OTG_FS_DM功能：

>>> pyb.Pin.af_list(pyb.Pin('A11'))
[Pin.AF1_TIM1, Pin.AF7_USART1, Pin.AF9_CAN1]
>>> pyb.Pin.af(pyb.Pin('A11'))
10

SC

 

 手冊地址：https://www.st.com/resource/en/datasheet/stm32f405rg.pdf

gpio()

當前GPIO關聯寄存器的基本地址。

mode()

設置或獲取GPIO的模式，mode含義可以參考init（）函數中相關參數的說明。

name()

返回GPIO的名稱。

names()

返回GPIO和別名。

pin()

返回引腳在端口中的序號。

port()

返回端口序號。

>>> sw.port()
1

端口A的序號是0，端口B的序號是1，端口C的序號是2，以此類推。按鍵sw對應的引腳是B3，因此返回值是1。

pull()

引腳的上拉狀態。具體參數含義參考init（）函數中pull參數。