如何详细设计STM32单片机控制外部按键的电路硬件布局和连接步骤及代码？

在STM32单片机中控制外部按键通常涉及以下几个步骤：

**硬件布局和连接步骤：**
1. **硬件准备：**
- STM32开发板
- 一个外部按键（例如，SPST类型的）
- LED（用于确认按键状态，可选）

2. **连接硬件：**
- 将按键的常闭触点连接到STM32的GPIO输入引脚，通常选择IO口的中断输入模式，如PA0、PB0等。
- 如果有LED，将其阳极连接到GPIO的另一个引脚作为输出，阴极通过电阻接到VCC，如PA1。

3. **上拉下拉电阻（可选）：**为了防止按钮处于不确定状态，可以在输入端口加上一个上拉或下拉电阻，这取决于您的系统需求。如果你希望保持低电平有效，可以选择上拉；反之，则不需要。

4. **电源和地线：**确保所有组件都连接到相同的电源和地线上。

**软件部分（代码示例）：**
使用Keil MDK或者STM32CubeIDE这样的集成开发环境编写代码，以下是基础的C语言示例：

#include "stm32f10x.h" // 包含STM32的头文件

// 定义按键和LED GPIO口
#define KEY_PIN GPIO_Pin_0
#define KEY_PORT GPIOA
#define LED_PIN GPIO_Pin_1
#define LED_PORT GPIOA

// 初始化GPIO
void GPIO_Config(void) {
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE); // 启动GPIOA时钟
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY_PIN | LED_PIN; // 配置按键和LED的引脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 输入复用推挽模式（若无按键则改为GPIO_Mode_IN_FLOATING）
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; // 推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; // 上拉/下拉无用
    
    GPIO_Init(KEY_PORT, &GPIO_InitStructure);
}

// 按键中断服务函数
void EXTI0_IRQHandler(void) {
    if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET) { // 检查是否按键按下
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); // 清除中断标志
        
        GPIO_SetBits(LED_PORT, LED_PIN); // LED点亮，表示按键按下
        while (GPIO_ReadInputDataBit(KEY_PORT, KEY_PIN)); // 等待按键释放
        GPIO_ResetBits(LED_PORT, LED_PIN); // LED熄灭
    }
}

int main(void) {
    GPIO_Config(); // 初始化GPIO
    NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn); // 开启EXTI0中断

    while (1) {
        // 主循环，此处可以添加其他功能处理
    }
}

//