STM32---中断

中断框图

一.中断

中断：当有中断请求时，CPU会停止处理当前的任务，转而去处理中断任务。

中断输入线有19/20根（互联型号20根）。

分类：系统异常（10个）和外部中断（60个）

F103 系统异常清单

二.NVIC

中断，我们首先要了解NVIC(嵌套向量中断控制器) 。

属于内核中的外设，控制着整个芯片中断相关的功能。比较主优先级和子优先级，谁的数字小谁的优先级越高，若主优先级和子优先级都相同，则比较硬件中断编号。

1.寄存器

在配置中断的时候我们一般只用 ISER、ICER 和 IP 这三个寄存器，ISER 用来使能中断，ICER 用 来失能中断，IP 用来设置中断优先级。

固件库文件 core_cm3.h 的固件库函数一般不用。

2.优先级

<1>定义

NVIC 有一个专门的寄存器：中断优先级寄存器 NVIC_IPRx，用来配置外部中断的优先级，IPR 宽度为 8bit，在 F103 中，只使用了高 4bit。

用于表达优先级的这 4bit，又被分组成抢占优先级和子优先级。

<2>分组

 设置优先级分组可调用库函数 NVIC_PriorityGroupConfig() 实现，有关 NVIC 中断相关的库函数都在库文件 misc.c 和 misc.h 中。

3.中断编程逻辑

  1. 使能外设某个中断；
  2. 初始化 NVIC_InitTypeDef 结构体（在misc.h中），配置中断优先级分组，设置抢占优先级和子优先级，使能中断请求。
  3. 编写中断服务函数。

 

a.NVIC_IROChannel：用来设置中断源，不同的中断中断源不一样；

b. NVIC_IRQChannelPreemptionPriority：抢占优先级，具体的值要根据优先级分组来确定，具体参考表格优先级分组真值表 优先级分组真值表。

c. NVIC_IRQChannelSubPriority：子优先级，具体的值要根据优先级分组来确定，具体参考表格优先级分组真值表 优先级分组真值表。

d. NVIC_IRQChannelCmd：中断使能（ENABLE）或者失能（DISABLE）。操作的是 NVIC_ISER和 NVIC_ICER 这两个寄存器。

 注：中断服务函数，可以理解为中断时CPU要处理的任务。函数名称都在启动文件中，为方便管理一般都会写在it.c里面。

注意：NVIC_PriorityGroupConfig 是整个程序中只需要设置一次。

三.EXTI---外部中断/事件控制器

1.简介

管理了控制器的 20 个中断/事件线。可以实现输入信号的上升沿检测和下降沿的检测，挂载到APB2总线。

中断和事件的区别：

产生中断线路目的是把输入信号输入到 NVIC，进一步会运行中断服务函数，实现功能，这样是软件级的。而产生事件线路目的就是传输一个脉冲信号给其他外设使用，并且是电路级别的信号传输，属于硬件级的。

2.中断/事件线

EXTI 有 20 个中断/事件线，每个 GPIO 都可以被设置为输入线。

3.EXTI初始化结构体（stm32f10x_exti.h ）

A.EXTI_Line：EXTI 中断/事件线选择，可选 EXTI0 至 EXTI19，可参考表 EXTI 中断 _ 事件线选择。

B. EXTI_Mode：EXTI 模式选择，可选为产生中断 (EXTI_Mode_Interrupt) 或者产生事件 (EXTI_Mode_Event)。

C. EXTI_Trigger：EXTI 边沿触发事件，可选上升沿触发 (EXTI_Trigger_Rising)、下降沿触发 ( EXTI_Trigger_Falling) 或者上升沿和下降沿都触发 ( EXTI_Trigger_Rising_Falling)。

D. EXTI_LineCmd：控制是否使能 EXTI 线，可选使能 EXTI 线 (ENABLE) 或禁用 (DISABLE)。

4.EXTI编程步骤

  1. 初始化要连接到EXTI的GPIO;
  2. 初始化EXTI用于产生中断/事件；
  3. 初始化NVIC，用于处理中断；
  4. 编写中断服务函数；
  5. 编写main函数。

注意：NVIC的中断源（IRQ_Channel）：中大容量EXTI4_IRQN以上应注意，使用EXTI9-5_IRQN或者EXTI15-10_IRQN。

四.中断实验

按键控制LED的亮灭

exti.c

#include "exti.h"/*** @brief  配置嵌套向量中断控制器NVIC* @param  无* @retval 无*/
static void NVIC_Configuration(void)
{NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;/* 配置NVIC为优先级组1 *//* 提示 NVIC_PriorityGroupConfig() 在整个工程只需要调用一次来配置优先级分组*/NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);/* 配置中断源：按键1 */NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = KEY1_INT_EXTI_IRQ;/* 配置抢占优先级 */NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;/* 配置子优先级 */NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;/* 使能中断通道 */NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}/*** @brief  配置 IO为EXTI中断口，并设置中断优先级* @param  无* @retval 无*/
void EXTI_Key_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;/*开启按键GPIO口的时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(KEY1_INT_GPIO_CLK,ENABLE);/* 配置 NVIC 中断*/NVIC_Configuration();/*--------------------------KEY1配置-----------------------------*//* 选择按键用到的GPIO */	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY1_INT_GPIO_PIN;/* 配置为浮空输入 */	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(KEY1_INT_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);/* 选择EXTI的信号源 */GPIO_EXTILineConfig(KEY1_INT_EXTI_PORTSOURCE, KEY1_INT_EXTI_PINSOURCE); EXTI_InitStructure.EXTI_Line = KEY1_INT_EXTI_LINE;/* EXTI为中断模式 */EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;/* 上升沿中断 */EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;/* 使能中断 */	EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
}

exti.h

#ifndef _EXTI_H
#define _EXTI_H#include "stm32f10x.h"//引脚定义
#define KEY1_INT_GPIO_PORT         GPIOB
#define KEY1_INT_GPIO_CLK          (RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_AFIO)
#define KEY1_INT_GPIO_PIN          GPIO_Pin_1
#define KEY1_INT_EXTI_PORTSOURCE   GPIO_PortSourceGPIOB
#define KEY1_INT_EXTI_PINSOURCE    GPIO_PinSource1
#define KEY1_INT_EXTI_LINE         EXTI_Line1
#define KEY1_INT_EXTI_IRQ          EXTI1_IRQn#define KEY1_IRQHandler            EXTI1_IRQHandlervoid EXTI_Key_Init(void);//注意：这几个中断参数需一致#endif

led.c

#include "led.h"/*** @brief  初始化控制LED的IO* @param  无* @retval 无*/
void led_gpio_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;RCC_APB2PeriphClockCmd(LED0_GPIO_CLK,ENABLE);//注意需要用到的总线GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = LED0_GPIO_PIN;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(LED0_GPIO_PORT,&GPIO_InitStruct);GPIO_ResetBits(LED0_GPIO_PORT,LED0_GPIO_PIN);
}

led.h

#ifndef _LED_H
#define _LED_H#include "stm32f10x.h"#define LED0_GPIO_CLK			RCC_APB2Periph_GPIOB
#define LED0_GPIO_PORT 		GPIOB
#define LED0_GPIO_PIN			GPIO_Pin_5/******************************************************************************************/
/* LED端口定义 */
#define LED0(x)   do{ x ? \GPIO_SetBits(LED0_GPIO_PORT, LED0_GPIO_PIN) : \GPIO_ResetBits(LED0_GPIO_PORT, LED0_GPIO_PIN); \}while(0)      /* LED0翻转 */#define digitalToggle(p,i) {p->ODR ^=i;} //输出反转状态#define LED0_Toggle	digitalToggle(LED0_GPIO_PORT,LED0_GPIO_PIN)void led_gpio_Init(void);#endif

stm32f10x_it.c

/********************************************************************************* @file    Project/STM32F10x_StdPeriph_Template/stm32f10x_it.c * @author  MCD Application Team* @version V3.6.0* @date    20-September-2021* @brief   Main Interrupt Service Routines.*          This file provides template for all exceptions handler and *          peripherals interrupt service routine.******************************************************************************* @attention** Copyright (c) 2011 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.********************************************************************************//* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "stm32f10x_it.h"
#include "led.h"
#include "exti.h"/** @addtogroup STM32F10x_StdPeriph_Template* @{*//* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
/* Private functions ---------------------------------------------------------*//******************************************************************************/
/*            Cortex-M3 Processor Exceptions Handlers                         */
/******************************************************************************//*** @brief  This function handles NMI exception.* @param  None* @retval None*/
void NMI_Handler(void)
{
}/*** @brief  This function handles Hard Fault exception.* @param  None* @retval None*/
void HardFault_Handler(void)
{/* Go to infinite loop when Hard Fault exception occurs */while (1){}
}/*** @brief  This function handles Memory Manage exception.* @param  None* @retval None*/
void MemManage_Handler(void)
{/* Go to infinite loop when Memory Manage exception occurs */while (1){}
}/*** @brief  This function handles Bus Fault exception.* @param  None* @retval None*/
void BusFault_Handler(void)
{/* Go to infinite loop when Bus Fault exception occurs */while (1){}
}/*** @brief  This function handles Usage Fault exception.* @param  None* @retval None*/
void UsageFault_Handler(void)
{/* Go to infinite loop when Usage Fault exception occurs */while (1){}
}/*** @brief  This function handles SVCall exception.* @param  None* @retval None*/
void SVC_Handler(void)
{
}/*** @brief  This function handles Debug Monitor exception.* @param  None* @retval None*/
void DebugMon_Handler(void)
{
}/*** @brief  This function handles PendSVC exception.* @param  None* @retval None*/
void PendSV_Handler(void)
{
}/*** @brief  This function handles SysTick Handler.* @param  None* @retval None*/
void SysTick_Handler(void)
{
}void KEY1_IRQHandler(void)
{//确保是否产生了EXTI Line中断if(EXTI_GetITStatus(KEY1_INT_EXTI_LINE) != RESET) {// LED1 取反		LED0_Toggle;//清除中断标志位EXTI_ClearITPendingBit(KEY1_INT_EXTI_LINE);     }  
}/******************************************************************************/
/*                 STM32F10x Peripherals Interrupt Handlers                   */
/*  Add here the Interrupt Handler for the used peripheral(s) (PPP), for the  */
/*  available peripheral interrupt handler's name please refer to the startup */
/*  file (startup_stm32f10x_xx.s).                                            */
/******************************************************************************//*** @brief  This function handles PPP interrupt request.* @param  None* @retval None*/
/*void PPP_IRQHandler(void)
{
}*//*** @}*/

main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "exti.h"int main()
{led_gpio_Init();/* 初始化EXTI中断，按下按键会触发中断，*  触发中断会进入stm32f4xx_it.c文件中的函数*  KEY1_IRQHandler和KEY2_IRQHandler，处理中断，反转LED灯。*/EXTI_Key_Init();/* 等待中断，由于使用中断方式，CPU不用轮询按键 */while(1){}
}

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