单片机按键控制LED灯高级技巧：按键消抖、LED调光，打造更流畅的用户体验

# 1. 单片机按键控制LED灯原理

单片机控制LED灯，是单片机入门中最经典的应用之一。其原理是利用单片机的IO口输出高低电平，控制LED灯的通断。

当单片机IO口输出高电平时，LED灯点亮；当单片机IO口输出低电平时，LED灯熄灭。这种控制方式简单易懂，但存在一个问题：按键按下时，由于机械抖动，会导致IO口电平在短时间内产生多次变化，从而导致LED灯闪烁。为了解决这个问题，需要对按键进行消抖处理。

# 2. 按键消抖技巧

按键消抖是消除按键在按下或释放时产生的抖动信号，从而得到稳定的按键信号。按键消抖技巧主要分为软件消抖和硬件消抖两种。

### 2.1 软件消抖

软件消抖通过软件编程的方式来消除按键抖动。

#### 2.1.1 延时消抖

延时消抖是最简单的软件消抖方法，通过在按键按下或释放后等待一段时间，来消除抖动信号。

while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0) == 0)
{
    delay_ms(10);
}

**代码逻辑逐行解读：**

1. `GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0)`：读取 GPIOA 的第 0 引脚的输入数据，判断按键是否按下。
2. `delay_ms(10)`：延迟 10 毫秒。

**参数说明：**

* `GPIOA`：GPIO 端口地址。
* `GPIO_Pin_0`：GPIO 引脚编号。
* `delay_ms(10)`：延迟时间，单位为毫秒。

#### 2.1.2 滤波消抖

滤波消抖通过对按键信号进行滤波处理，来消除抖动信号。

uint8_t key_state = 0;
uint8_t key_debounce = 0;

void key_scan(void)
{
    key_state = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0);
    if (key_state != key_debounce)
    {
        key_debounce = key_state;
    }
}

**代码逻辑逐行解读：**

1. `key_state = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0)`：读取 GPIOA 的第 0 引脚的输入数据，判断按键是否按下。
2. `if (key_state != key_debounce)`：如果当前按键状态与上一次按键状态不同，则更新上一次按键状态。

**参数说明：**

* `key_state`：当前按键状态。
* `key_debounce`：上一次按键状态。

### 2.2 硬件消抖

硬件消抖通过硬件电路的方式来消除按键抖动。

#### 2.2.1 电容消抖

电容消抖通过在按键两端并联一个电容，来消除按键抖动。

**电路原理：**

当按键按下时，电容开始充电，充电时间常数由电容值和按键电阻决定。当电容充电到一定程度时，按键信号稳定。

#### 2.2.2 RC滤波消抖

RC滤波消抖通过在按键两端并联一个电阻和一个电容，来消除按键抖动。

**电路原理：**

当按键按下时，电容开始充电，充电时间常数由电阻值和电容值决定。当电容充电到一定程度时，按键信号稳定。

# 3.1 PWM调光

#### 3.1.1 PWM原理

脉宽调制（PWM）是一种通过改变脉冲宽度来调节输出功率的技术。在PWM中，脉冲的周期保持不变，而脉冲的宽度根据所需的输出功率进行调整。脉冲宽度越宽，输出功率越大。

PWM的原理图如下：

graph LR
subgraph PWM
    A[PWM信号] --> B[负载]
end

#### 3.1.2 单片机实现PWM调光

使用单片机实现PWM调光需要使用单片机的定时器外设。