STM32マイコン_16(レジスタ操作でスイッチ入力)

STM32：レジスタ操作でスイッチ入力

1.本日の内容

　(1) レジスタを読み込みスイッチを入力する。

　(2) レジスタ操作により、スイッチを押すとLEDをONにするプログラムを作成する。

　　STM32マイコン(nucleo f401RE)を使用する。

・目次

2.内容

​​(1) やる内容の詳細​

　・STM32マイコン(nucleo f401RE)を使用して、スイッチを押した時にLEDを点灯

　　1秒後に消灯するプログラムを作成する。

　・ただLEDを消灯するわけではなく、LEDの点灯を検知し、点灯したら1秒後消灯する。

(2) 使用部品​

個数	部品名	型番
1	USBケーブル	​​USBミニBタイプ​
1	mbed（マイコンボード)	​​nucleo f401RE

(3) STM32CubeMXの設定、プログラムを出力

　　CubeMXの設定は下記記事の

　「(3)STM32CubeMXの設定、プログラムを出力」を参照

　　→STM32マイコン_5(スイッチ入力とLED点灯、消灯) - Project_OKI’s diary

(4) AtricTrueStdioでプログラム作成

　(a) プログラムの作成

/* USER CODE BEGIN 3 */
//スイッチ(PC_13)が押されたとき、動作
if(!(GPIOC -> IDR & 0b0010000000000000)){
	LED1_GPIO_Port->ODR |= GPIO_ODR_OD5;  //PA5プルアップ
	
	if(GPIOA -> IDR & 0b0000000000100000){ //PA5がHighになったら実行
		HAL_Delay(1000);
		LED1_GPIO_Port->ODR = 0b0000000000000000;//プルダウン
	}
}
 /* USER CODE END 3 */

 

(5) プログラム説明

　(a) GPIOC -> IDR & 0b0010000000000000

　　　・PC13のHIGH/LOWを確認する。

　　　・IDRが入力用レジスタ

　　　・PC13の為、GPIOCを指定する。
　　　・PC13のため、0b0010000000000000と13bit目をHighにする。

　　　　これにより、そのポートのHigh,Lowを読み出し出来る。

　　　・mbedの回路上、GPIOC -> IDR & 0b0010000000000000が0の時スイッチがONということになる。

　　　・if(!xxx)で、反転している。

　　　→参考：C言語基礎知識21(演算子)

　※RM0368の8.4.5を参照

　　→ここからダウンロードできる：STM32/STM8 マイクロコントローラ リファレンス マニュアル(日本語)

　(b) LED1_GPIO_Port->ODR |= GPIO_ODR_OD5;

　　→PA5のLED1をONにする。

　　→参照：STM32マイコン_15(レジスタ操作でLED点滅2)

　(c) GPIOA -> IDR & 0b0000000000100000

　　　・PA5のHIGH/LOWを確認する。

　　　・PA5なので、GPIOAを指定

　　　・IDRが入力用レジスタ

　　　・PA5なので、0b0000000000100000と5bit目を1にしている。

　　　・PA5がHIGHになった時、GPIOA -> IDR & 0b0000000000100000は1になる。

　(d) CubeMXでKEY1と作成しているため、(b)と同様に

 　　GPIOC -> IDR & 0b0010000000000000　は

　　KEY1_GPIO_Port->IDR & KEY1_Pin

　　と書いてもよい。

　　STM32f401xe.hで、#defineを用いて、別名に置き換えている。

　　CubeMXで作成した場合、自動的にそのファイルがインクルードされる。

　　CubeMXにて、KEY1と名前を指定しておくと、ポート位置が変わっても、

　　プログラムを変更せずにすむ。

 

(6) プログラム作成(レジスタを用いた入力用関数作成)

　・スイッチを押すと点灯し1秒後消灯するプログラム

 /* USER CODE BEGIN 0 */
 ///base:GPIOのベース pin:ピンBIT指定 戻り：0/1
 #define InGPIO(port,pin) 　((((port->IDR)&(pin))==0)?0:1)
 #define KEY1　　　　　　　InGPIO(KEY1_GPIO_Port,KEY1_Pin)
 /* USER CODE END 0 */
 
 /* USER CODE BEGIN 3 */
 if(KEY1==0){
    LED1_GPIO_Port->ODR |= GPIO_ODR_OD5;      //PA5プルアップ
    HAL_Delay(1000);			      //1000ms wait
    LED1_GPIO_Port->ODR &= ~GPIO_ODR_OD5      //PA5プルダウン
 }
 /* USER CODE END 3 */

(7) プログラムの説明

　(a) ((((port->IDR)&(pin))==0)?0:1)　

　　・*1

　　　→指定したpinの入力を確認

　　　→pinがHighの時1、LOWの時0

　　・(((port->IDR)&(pin))==0)が真の時0

　　・*2==0が偽の時1

　　　を返す。

　　参考：C言語基礎知識21(演算子)

　　上記　KEY1_GPIO_Port->IDR & KEY1_PinのKEY1_GPIO_PortとKEY1_Pinを

　　port、pinとして、汎用的に使用できる。

　　#defineで置き換えることにより、

　　(4)の入力はInGPIO(KEY1_GPIO_Port,KEY1_Pin)と出来る。

 

　(b)  if(KEY1==0){

　　・#defineで宣言されたKEY1の値を確認

　　・キーが押されたときKEY1 = 0となり{　}を実行する。

 

　(c) InGPIO(KEY1_GPIO_Port,KEY1_Pin)

　　・portをKEY1_GPIO_Portに設定

　　・pinをKEY1_Pinに設定

　　   (CubeMXでKEY1と指定)

　　・KEY1_GPIO_PortはGPIOCの事(main.hで#defineによって宣言)

　　・KEY1_PinはGPIO_PIN_13の事(main.hで#defineによって宣言)

 

3.関連記事

関連記事一覧：

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組み込みC言語：

・STM32マイコン学習_1(環境の導入：CubeMXとTrueStdio) - Project_OKI’s diary

・STM32マイコン_2(UART通信：TeraTermにHellow表示) - Project_OKI’s diary

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・STM32マイコン_5(スイッチ入力とLED点灯、消灯) - Project_OKI’s diary

その他： 

・CubeIDEの使い方(起動～デバック実行) - Project_OKI’s diary

C言語：

・組み込みの為のC言語基礎知識1(printf) - Project_OKI’s diary

・C言語基礎知識2(for分で処理を繰り返す) - Project_OKI’s diary

・C言語基礎知識3(配列) - Project_OKI’s diary

・C言語基礎知識4(if文) - Project_OKI’s diary

・C言語基礎知識5(switch文) - Project_OKI’s diary

 

データシート：

・UM1725｜デザイン/サポート｜STM32, STM8ファミリはSTの32bit／8bit汎用マイクロコントローラ製品

・RM0368｜デザイン/サポート｜STM32, STM8ファミリはSTの32bit／8bit汎用マイクロコントローラ製品

・NUCLEO-F401RE | Mbed

*1:port->IDR)&(pin

*2:port->IDR)&(pin