零基础国产GD32单片机编程入门(二)GPIO输入中断含源码

文章目录

- 一.概要
- 二.可嵌套的向量中断控制器 (NVIC)
- 三.中断向量表
- 四.中断优先级详解
- 五.GD32外部中断控制器(EXTI)
- - 1.EXTI简介
  - 2.EXTI在中断向量表的位置
  - 3.EXTI外部中断产生的信号流向
  - 4.EXTI中断产生后的中断服务程序
- 六.GPIO输入中断的例程实验
- 七.工程源代码下载
- 八.小结

一.概要

中断是指单片机正在处理某个事件A，发生了另一件事件B，请求单片机迅速去处理（中断发生），单片机暂时停止当前的工作（中断响应），转去处理事件B（中断服务），待单片机处理事件B完成后，再回到原来的事件A（断点）继续执行，这一过程称之为中断。
GD32单片机的中断系统支持多种中断类型，包括内部中断和外部中断。内部中断通常由处理器内部的事件引发，如定时器溢出、除零错误等，而外部中断则由外部硬件或设备触发的事件引发，如按键按下、传感器触发等。

二.可嵌套的向量中断控制器 (NVIC)

CortexM3当中有一个强大而方便的NVIC即嵌套向量中断控制器(Nested Vectored Interrupt Controller)，它是属于Cortex内核的器件，中断向量表中60多个中断都由它来处理。NVIC是Cortex-M3核心的一部分，Cortex-M3的向量中断统一由NVIC管理。

NVIC的核心功能是中断优先级分组、中断优先级的配置、读中断请求标志、清除中断请求标志、使能中断、清除中断等，它控制着GD32中断向量表中中断号为0-67的68个中断！外部中断信号从核外发出，信号最终要传递到NVIC(嵌套向量中断控制器)。NVIC跟内核紧密耦合，它控制着整个芯片中断的相关功能。

三.中断向量表

在中断向量表里给我们列出了各种外部中断

下图是内核的中断
在这里插入图片描述

外设相关的外部中断
在这里插入图片描述

四.中断优先级详解

中断优先级分为抢占优先级和子优先级两部分，用于确定中断的响应顺序和执行顺序。抢占优先级用于确定中断的响应优先级，而子优先级用于确定中断的实际执行优先级。当多个中断同时触发时，系统会优先处理抢占优先级较高的中断，而在相同抢占优先级的情况下，会根据子优先级来确定中断的执行顺序
在这里插入图片描述

五.GD32外部中断控制器(EXTI)

1.EXTI简介

GD32单片机的外部中断/事件控制器（External Interrupt/Event Controller，简称EXTI），使得微控制器能够高效地响应外部事件并执行相应的任务，EXTI允许GD32微控制器对外部事件进行监测和响应，这些事件可以是来自GPIO引脚的电平变化信号。当外部事件发生时，EXTI能够立即唤醒微控制器，并执行预定义的中断服务程序（ISR）或者事件处理函数，我们接下去对EXTI外部中断进行详细介绍。
EXTI（中断/事件控制器）包括20个相互独立的边沿检测电路并且能够向处理器内核产生中断请求或唤醒事件。EXTI有三种触发类型：上升沿触发、下降沿触发和任意沿触发。EXTI中的每一个边沿检测电路都可以独立配置和屏蔽。

2.EXTI在中断向量表的位置

GPIO口外部中断在中断向量表中分配了16个中断向量（EXTI0~EXTI4）
在这里插入图片描述

GPIO对应的外部中断，例如PA0,PB0,PC0对应的中断服务程序都是EXTI0_IRQHandler，一般设计只能选择其中一个引脚作为EXTI0中断输入脚。
在这里插入图片描述

3.EXTI外部中断产生的信号流向

如下图是外部中断的信号流向

1.外部中断可以是GPIO的任意一个引脚，就是高低电平信号输入脚。
2.外部信号经过一个边沿检测电路，通过极性控制器选择边沿，检测到了就在后面的或门处给个1，中断屏蔽寄存器设置为1表示开放中断，电路输出的信号会被保存到挂起寄存器(EXTI_PD)内，出来的信号发送到内核NVIC中请求产生中断，并跳转到中断服务函数。

在这里插入图片描述

4.EXTI中断产生后的中断服务程序

中断向量表中的中断服务函数就是下面几个，中断产生后就会跳入相应函数，我们应用程序就可以对中断后需要做的事进行修改。
在这里插入图片描述

我们应用过程中一般在gd32f10x_it.c中对中断服务函数进行应用修改就可以

void EXTI0_IRQHandler(void)
{exti_interrupt_flag_clear(EXTI_0);IntFlag=0x55;
}

六.GPIO输入中断的例程实验

硬件准备：

STLINK接GD32F103C8T6开发板，STLINK接电脑USB口。

在这里插入图片描述

实验原理：通过板子的 PA0 引脚配置成中断输入引脚，PB4 引脚配置成输出，按下按键，PA0 引脚就会进入一次外部中断，检测到外部中断，改变 PB4 输出电平的高低，从而实现 LED 灯的亮灭。

主要代码：

#include "gd32f10x.h"
#include "gd32f10x_libopt.h"
#include "systick.h"uint8_t IntFlag;//是否产生中断标志
void EXTI0_IRQHandler(void)//外部中断0中断服务程序
{exti_interrupt_flag_clear(EXTI_0);IntFlag=0x55;//中断标志产生
}
extern uint8_t IntFlag;
int main(void)
{rcu_apb2_clock_config(RCU_APB2_CKAHB_DIV1);//设置主频108M(#define __SYSTEM_CLOCK_108M_PLL_HXTAL         (uint32_t)(108000000)),8M外部晶振  (#define HXTAL_VALUE    ((uint32_t)8000000))systick_config();//配置1ms SysTickrcu_periph_clock_enable(RCU_AF);//AF时钟使能 gpio_pin_remap_config(GPIO_SWJ_NONJTRST_REMAP, ENABLE);//下载口NJTRST引脚当做普通I/O口rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOB);//GPIOB时钟打开gpio_init(GPIOB, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_4);//PB4配置成输出//配置PA0外部中断rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_IPD, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_0);/* enable and set key EXTI interrupt to the lowest priority */nvic_irq_enable(EXTI0_IRQn, 2U, 0U);//外部中断0使能/* connect key EXTI line to key GPIO pin */gpio_exti_source_select(GPIO_PORT_SOURCE_GPIOA, GPIO_PIN_SOURCE_0);//PA0作为外部中断0/* configure key EXTI line */exti_init(EXTI_0, EXTI_INTERRUPT, EXTI_TRIG_RISING);//上升沿中断exti_interrupt_flag_clear(EXTI_0);while(1){if(gpio_input_bit_get(GPIOA,GPIO_PIN_0)==SET && IntFlag==0x55)//如果产生中断，按键被按下，灯闪烁{delay_1ms(100);gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_4);//LED灯灭delay_1ms(100);gpio_bit_reset(GPIOB, GPIO_PIN_4);//LED灯亮}}}