按下C的GPIO按钮

Question

我在嵌入式领域相对较新，所以我可能是个新手。

我无法理解C语言中的示例程序的语法，该示例程序检查是否按下了按钮，如果按下则打开LED。我正在使用STM32F207VCT6（Cortex-M3）微控制器。

我很难理解的程序部分如下：

if(!(GPIOA->IDR & (1<<4)))
  Key=1;

端口4 from GPIOA被设置为带上拉寄存器的输入。按下该按钮后，该信号将到达GND。IDR是输入数据寄存器。

所以我的问题是：

我不明白这段代码中为什么需要!在if语句中使用NOT符号。而且我不知道在中进行什么比较if，因为没有相等的迹象。有人可以帮我吗？

PS：我已经知道这(1<<4)是将位1左移四次的按位操作。

Answer 1

STM32F207VCT6中每个端口有16个引脚。该操作试图确定端口A的单个引脚编号4的状态。让我们扩展每个部分以更好地了解发生了什么。

我们从表达式开始：

if(!(GPIOA->IDR & (1<<4)))

我们正在使用16位数字来说明这16个引脚。扩展这一点，我们得到：

if(!(GPIOA->IDR & ((0000 0000 0000 0001) << 4)))

您已经知道这<<是按位左移。应用这个我们得到：

if(!(GPIOA->IDR & (0000 0000 0001 0000)))

扩展IDR，我将对X不关心?的位使用，对于要测试的未知位使用a：

if(!((XXXX XXXX XXX? XXXX) & (0000 0000 0001 0000)))

接下来，我们有一个&按位与运算符。如果您还记得AND真值表：

&   0 1
    - -
0 | 0 0
1 | 0 1

因此我们有以下操作：

  XXXX XXXX XXX? XXXX
& 0000 0000 0001 0000
---------------------
  0000 0000 000? 0000

如果端口A中的位4为a 0，则结果将为0000 0000 0000 0000。如果端口A中的位4为a 1，则结果将为0000 0000 0001 0000。

如果按下开关，则输入将被拉至GND，并且位4将被设置为0。如果未按下该开关，则内部上拉电阻会将输入拉高，并且位4将设置为1。

因此，我们有两种可能性：

//Button is pressed
if(!(0000 0000 0000 0000))

要么：

//Button is not pressed
if(!(0000 0000 0001 0000))

现在，重要的是要知道这!是逻辑 NOT运算符。用于反转true并false在条件语句。使用C语言理解这一点也很重要：

逻辑运算符（&&，||，!等）和条件测试语句（if，while）假设零是假的，其他所有的值是true。

重点矿

因此，我们真正拥有的是：

//Button is pressed
if(!(false))

要么：

//Button is not pressed
if(!(true))

应用NOT：

//Button is pressed
if(true)
    Key=1;

要么：

//Button is not pressed
if(false)
    Key=1;