/* USER CODE BEGIN Header */
/**
******************************************************************************
* @file : main.c
* @brief : Main program body
******************************************************************************
* @attention
*
* Copyright (c) 2025 STMicroelectronics.
* All rights reserved.
*
* This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
* in the root directory of this software component.
* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
*
******************************************************************************
*/
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
/* USER CODE END Includes */
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
/* USER CODE END PTD */
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
/* USER CODE END PM */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PV */
// --- Визначення пінів для зручності ---
// Рядки (Входи з підтяжкою)
#define ROW_1_PORT GPIOA
#define ROW_1_PIN GPIO_PIN_8
#define ROW_2_PORT GPIOA
#define ROW_2_PIN GPIO_PIN_9
#define ROW_3_PORT GPIOA
#define ROW_3_PIN GPIO_PIN_10
#define ROW_4_PORT GPIOA
#define ROW_4_PIN GPIO_PIN_11
// Стовпці (Виходи)
#define COL_1_PORT GPIOB
#define COL_1_PIN GPIO_PIN_12
#define COL_2_PORT GPIOB
#define COL_2_PIN GPIO_PIN_13
#define COL_3_PORT GPIOB
#define COL_3_PIN GPIO_PIN_14
#define COL_4_PORT GPIOB
#define COL_4_PIN GPIO_PIN_15
// Світлодіоди (Виходи)
#define LED_LSB_PORT GPIOB // D1 (PB8)
#define LED_LSB_PIN GPIO_PIN_8
#define LED_2_PORT GPIOB // D2 (PB7)
#define LED_2_PIN GPIO_PIN_7
#define LED_3_PORT GPIOB // D3 (PB6)
#define LED_3_PIN GPIO_PIN_6
#define LED_MSB_PORT GPIOB // D4 (PB5)
#define LED_MSB_PIN GPIO_PIN_5
// --- Карта клавіатури (0-15) ---
// (Відповідає скануванню [Row][Col])
const uint8_t keymap[4][4] = {
{0, 1, 2, 3}, // Рядок 0 (PA8)
{4, 5, 6, 7}, // Рядок 1 (PA9)
{8, 9, 10, 11}, // Рядок 2 (PA10)
{12, 13, 14, 15} // Рядок 3 (PA11)
};
// --- Змінні для усунення дрижання та логіки "останньої клавіші" ---
#define DEBOUNCE_TIME_MS 20 // 20 мс згідно з лабораторною
// Змінні стану
uint16_t current_key_mask = 0x0000; // 16-бітна маска, що показує, які клавіші натиснуті ЗАРАЗ
uint16_t stable_key_mask = 0x0000; // Маска клавіш, що пройшли "debounce"
uint16_t previous_stable_mask = 0x0000; // Попередній стабільний стан (для виявлення нових натискань)
uint16_t debounce_buffer = 0x0000; // Буфер для перевірки стабільності
uint32_t last_debounce_time = 0; // Час останньої зміни стану
uint8_t key_to_display = 0; // Останнє значення для виведення на світлодіоди
// Масиви для портів і пінів для сканування
GPIO_TypeDef* row_ports[4] = {ROW_1_PORT, ROW_2_PORT, ROW_3_PORT, ROW_4_PORT};
uint16_t row_pins[4] = {ROW_1_PIN, ROW_2_PIN, ROW_3_PIN, ROW_4_PIN};
GPIO_TypeDef* col_ports[4] = {COL_1_PORT, COL_2_PORT, COL_3_PORT, COL_4_PORT};
uint16_t col_pins[4] = {COL_1_PIN, COL_2_PIN, COL_3_PIN, COL_4_PIN};
/* USER CODE END PV */
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
/**
* @brief Виводить 4-бітне значення на 4 світлодіоди.
* @param value: Значення від 0 до 15.
*/
void write_leds(uint8_t value) {
// Виведення бітів на відповідні піни згідно вашої схеми
// PB8 = Біт 0 (LSB)
HAL_GPIO_WritePin(LED_LSB_PORT, LED_LSB_PIN, (value & 0x01) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET);
// PB7 = Біт 1
HAL_GPIO_WritePin(LED_2_PORT, LED_2_PIN, (value & 0x02) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET);
// PB6 = Біт 2
HAL_GPIO_WritePin(LED_3_PORT, LED_3_PIN, (value & 0x04) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET);
// PB5 = Біт 3 (MSB)
HAL_GPIO_WritePin(LED_MSB_PORT, LED_MSB_PIN, (value & 0x08) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET);
}
/**
* @brief Сканує всю матрицю і повертає 16-бітну маску всіх натиснутих клавіш.
* @retval 16-бітна маска (uint16_t), де кожен біт (0-15) відповідає клавіші.
*/
uint16_t scan_keypad(void) {
uint16_t key_mask = 0x0000; // Початково жодна клавіша не натиснута
// Цикл по стовпцях (виходи)
for (int col = 0; col < 4; col++) {
// 1. "Заземлити" (активувати) поточний стовпець
HAL_GPIO_WritePin(col_ports[col], col_pins[col], GPIO_PIN_RESET);
// 2. Зчитати всі рядки (входи)
for (int row = 0; row < 4; row++) {
// 3. Якщо рядок притягнутий до землі (0) - клавіша натиснута
if (HAL_GPIO_ReadPin(row_ports[row], row_pins[row]) == GPIO_PIN_RESET) {
// Отримуємо номер клавіші (0-15) з карти
uint8_t key_value = keymap[row][col];
// Встановлюємо відповідний біт у масці
key_mask |= (1 << key_value);
}
}
// 4. Повернути стовпець у високий стан (деактивувати)
HAL_GPIO_WritePin(col_ports[col], col_pins[col], GPIO_PIN_SET);
}
return key_mask; // Повертає маску всіх натиснутих клавіш
}
/* USER CODE END PFP */
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
/* USER CODE END 0 */
/**
* @brief The application entry point.
* @retval int
*/
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
// Встановлюємо початковий стан стовпців (всі HIGH)
HAL_GPIO_WritePin(COL_1_PORT, COL_1_PIN, GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_WritePin(COL_2_PORT, COL_2_PIN, GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_WritePin(COL_3_PORT, COL_3_PIN, GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_WritePin(COL_4_PORT, COL_4_PIN, GPIO_PIN_SET);
// Погасити всі світлодіоди на старті
write_leds(0);
key_to_display = 0;
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
/* Infinite loop */
while (1)
{
// 1. Отримати поточний стан всіх клавіш
current_key_mask = scan_keypad();
// 2. Логіка "Debounce" (Усунення дрижання)
// Якщо стан змінився, скидаємо таймер
if (current_key_mask != debounce_buffer) {
debounce_buffer = current_key_mask;
last_debounce_time = HAL_GetTick();
}
// 3. Перевірка на стабільність стану (пройшло 20 мс)
if ((HAL_GetTick() - last_debounce_time) > DEBOUNCE_TIME_MS) {
// Стан стабільний протягом 20 мс
// Перевіряємо, чи це НОВИЙ стабільний стан
if (current_key_mask != stable_key_mask) {
// Оновлюємо стани
previous_stable_mask = stable_key_mask; // Зберігаємо старий стан
stable_key_mask = current_key_mask; // Фіксуємо новий стабільний стан
// 4. ЛОГІКА "ОСТАННЬОЇ НАТИСНУТОЇ"
// Знаходимо, які клавіші є НОВИМИ (їх натиснули зараз, але не тримали до цього)
// (Біти, які є в stable_key_mask, але не було в previous_stable_mask)
uint16_t newly_pressed_keys = stable_key_mask & ~previous_stable_mask;
if (newly_pressed_keys != 0) {
// Якщо є нові натиснуті клавіші, знаходимо "останню"
// (просто беремо ту, що має найбільший номер, 0-15)
uint8_t last_pressed_key_value = 0;
for (int i = 0; i < 16; i++) {
if ((newly_pressed_keys >> i) & 1) {
last_pressed_key_value = i; // Перезаписуємо, доки не знайдемо останню
}
}
// Оновлюємо значення для виводу
key_to_display = last_pressed_key_value;
// Виводимо номер клавіші на світлодіоди
write_leds(key_to_display);
}
// Якщо newly_pressed_keys == 0, це означає, що клавіші
// тільки відпускали, але не натискали нових.
// У цьому випадку key_to_display не змінюється,
// і світлодіоди продовжують показувати останнє значення (згідно з вимогою лаби).
}
}
// 5. Невелика затримка для стабільності
// (Основний цикл опитування кожні ~5 мс)
HAL_Delay(5);
}
/* USER CODE END 3 */
}
/**
* @brief System Clock Configuration
* @retval None
*/
void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
/** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
* in the RCC_OscInitTypeDef structure.
*/
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
*/
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
/**
* @brief GPIO Initialization Function
* @param None
* @retval None
*/
static void MX_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
/* USER CODE BEGIN MX_GPIO_Init_1 */
/* USER CODE END MX_GPIO_Init_1 */
/* GPIO Ports Clock Enable */
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
/*Configure GPIO pin Output Level */
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_SET);
/*Configure GPIO pin Output Level */
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);
/*Configure GPIO pins : PB12 PB13 PB14 PB15
PB5 PB6 PB7 PB8 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15
|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_8;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
/*Configure GPIO pin : PA8 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
/*Configure GPIO pins : PA9 PA10 PA11 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
/* USER CODE BEGIN MX_GPIO_Init_2 */
/* USER CODE END MX_GPIO_Init_2 */
}
/* USER CODE BEGIN 4 */
/* USER CODE END 4 */
/**
* @brief This function is executed in case of error occurrence.
* @retval None
*/
void Error_Handler(void)
{
/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
/* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
__disable_irq();
while (1)
{
}
/* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}
#ifdef USE_FULL_ASSERT
/**
* @brief Reports the name of the source file and the source line number
* where the assert_param error has occurred.
* @param file: pointer to the source file name
* @param line: assert_param error line source number
* @retval None
*/
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
/* USER CODE BEGIN 6 */
/* User can add his own implementation to report the file name and line number,
ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
/* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */