一小时彻底掌握stm32中断。

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修改于 2020-07-31 14:29:07

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文章被收录于专栏：linux基础

在STM32中执行中断主要分三部分： ==1.配置NVIC_Config()函数 2.配置EXTI_Config()函数 3.编写中断服务函数== （注：本文章所用代码为中断按键代码，实现了按键进入中断从而控制LED亮灭）了解10904更多92304加

==配置NVIC_Config()函数==

NVIC 是嵌套向量中断控制器，控制着整个芯片中断相关的功能，它跟内核紧密耦合，是内核里面的一个外设。 NVIC_Config()函数代码如下：了解10904更多92304加

static void NVIC_Config(void) /* 主要是配置中断源的优先级与打开使能中断通道 */
{
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct ;
    
    /* 配置中断优先级分组(设置抢占优先级和子优先级的分配)，在函数在misc.c */
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1) ;
    
    /* 配置初始化结构体 在misc.h中 */
    /* 配置中断源 在stm32f10x.h中 */
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = KEY1_EXTI_IRQN ;
    /* 配置抢占优先级 */
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1 ;
    /* 配置子优先级 */
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0 ;
    /* 使能中断通道 */
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE ;
    /* 调用初始化函数 */
    NVIC_Init(&NVIC_InitStruct) ;
    
    /* 对key2执行相同操作 */
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = KEY2_EXTI_IRQN ;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1 ;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1 ;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE ;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStruct) ;
    
}

配置NVIC_Config()的目的是选择中断源的优先级以及打开中断通道，主要功能通过配置NVIC初始化结构体==NVIC_InitStruct==来完成。通俗的讲，STM32中有很多中断，而当有多个中断同时发生时就涉及到中断执行的先后问题了，所以引入了中断优先级的概念，中断优先级越高中断就越先执行。在这里我们只讨论外部中断的优先级，在 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。优先级高低的比较包括抢占优先级和子优先级，先比较抢占优先级，如果抢占优先级相同就比较子优先级，从而得出中断之间的优先级高低。==NVIC的主要任务就是给对应的中断源分配中断优先级。== 中断优先级分配的原理繁杂，但固件库编程的好处就是化繁为简，我们只需要按照NVIC_InitStruct（）中的内容进行配置就行。

接下来简单讲解一下NVIC_Config()函数的内容： ==1.首先设置中断优先级分组== 中断优先级分组其实是确立一个大纲，中断优先级寄存器 NVIC_IPRx中有4个位用来确定优先级，中断优先级的分组就是把这4个位分配在抢占优先级和子优先级中。比如设定一个位配置抢占优先级，其余三个位配置子优先级。通过函数==NVIC_PriorityGroupConfig() ;== 实现分组，详细代码如下：

1 /**
2 * 配置中断优先级分组：抢占优先级和子优先级
3 * 形参如下：
4 * @arg NVIC_PriorityGroup_0: 0bit for 抢占优先级
5 *                            4 bits for 子优先级
6 * @arg NVIC_PriorityGroup_1: 1 bit for 抢占优先级
7 *                            3 bits for 子优先级
8 * @arg NVIC_PriorityGroup_2: 2 bit for 
9 *                            2 bits for 子优先级
10 * @arg NVIC_PriorityGroup_3: 3 bit for 抢占优先级
11 *                           1 bits for 子优先级
12 * @arg NVIC_PriorityGroup_4: 4 bit for 抢占优先级
13 *                           0 bits for 子优先级
14 * @注意 如果优先级分组为 0，则抢占优先级就不存在，优先级就全部由子优先级控制
15 */
16 void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup)
17 {
18 // 设置优先级分组
19 SCB->AIRCR = AIRCR_VECTKEY_MASK | NVIC_PriorityGroup;
20 }

2.优先级分组完毕后，是==配置NVIC初始化结构体==

typedef struct {
2 uint8_t NVIC_IRQChannel; // 中断源
3 uint8_t NVIC_IRQChannelPreemptionPriority; // 抢占优先级
4 uint8_t NVIC_IRQChannelSubPriority; // 子优先级
5 FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd; // 中断使能或者失能
6 } NVIC_InitTypeDef;

初始化结构体的作用是，收集中断源的信息（包括配置的是哪一个中断源、中断源的抢占优先级是多少、中断源的子优先级是多少、中断源的使能是否开启）。 NVIC_IROChannel：用来设置中断源，不同的中断中断源不一样，且不可写错，即使写错了程序也不会报错，只会导致不响应中断。 ==stm32f10x.h 头文件里面的 IRQn_Type 结构体定义，这个结构体包含了所有的中断源。== NVIC_IRQChannelPreemptionPriority和NVIC_IRQChannelSubPriority 分别设置抢占优先级和子优先级，具体的值要根据中断优先级分组来确定。 NVIC_IRQChannelCmd：设置中断使能（ENABLE）或者失能（DISABLE），相当于一个电源总开关。 3.最后借助NVIC初始化函数将NVIC初始化结构体中的信息写入相应的寄存器中 （体现了固件库编程的优点，不需要我们深入到寄存器层次去，只需要掌握相应函数的配置即可）

==配置EXTI_Config()函数==

EXTI（External interrupt/event controller）：外部中断/事件控制器，管理了控制器的 20个中断/事件线。每个中断/事件线都对应有一个边沿检测器，可以实现输入信号的上升沿检测和下降沿的检测。 EXTI 可以实现对每个中断/事件线进行单独配置，可以单独配置为中断或者事件，以及触发事件的属性。按我的理解，EXTI是一个有着多达20个接口的控制器，它可以为每一个接入接口的信号源配置中断（或事件）线、设置信号的检测方式、设置触发事件的性质，也就是说，==传入EXTI的仅仅是一个信号，EXTI的功能就是根据信号传入的“线”对信号做出相应的处理，然后将处理后的信号转向NVIC。== 就像一个分拣机器，传入的东西经过筛选处理被送往不同的地方，只是EXTI分拣的是信号罢了。 ==如果说NVIC是配置中断源，那么EXTI就是向NVIC传送中断信号。==

EXTI功能框图：

在这里插入图片描述

EXTI 可分为两大部分功能，一个是产生中断，另一个是产生事件，线路1-2-4-5是产生中断的流程，20/代表着有20条相同的线路。

接下来讲解一下EXTI_Config()函数代码：

void EXTI_Config() /* 主要是连接EXTI与GPIO */
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct ;
    EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct ;
    
    NVIC_Config();

    /* 初始化要与EXTI连接的GPIO */
    /* 开启GPIOA与GPIOC的时钟 */
    RCC_APB2PeriphClockCmd(KEY1_EXTI_GPIO_CLK | KEY2_EXTI_GPIO_CLK, ENABLE) ;
    
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = KEY1_EXTI_GPIO_PIN ;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING ;
    GPIO_Init(KEY1_EXTI_GPIO_PORT , &GPIO_InitStruct) ;
    
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = KEY2_EXTI_GPIO_PIN ;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING ;
    GPIO_Init(KEY2_EXTI_GPIO_PORT , &GPIO_InitStruct) ;
    
    /* 初始化EXTI外设 */
    /* EXTI的时钟要设置AFIO寄存器 */
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE) ;
    /* 选择作为EXTI线的GPIO引脚 */
    GPIO_EXTILineConfig( KEY1_GPIO_PORTSOURCE , KEY1_GPIO_PINSOURCE) ;
    /* 配置中断or事件线 */
    EXTI_InitStruct.EXTI_Line = KEY1_EXTI_LINE ;
    /* 使能EXTI线 */
    EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE ;
    /* 配置模式：中断or事件 */
    EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt ;
    /* 配置边沿触发 上升or下降 */
    EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising ;
    EXTI_Init(&EXTI_InitStruct) ;
    
    GPIO_EXTILineConfig( KEY2_GPIO_PORTSOURCE , KEY2_GPIO_PINSOURCE) ;
    EXTI_InitStruct.EXTI_Line = KEY2_EXTI_LINE ;
    EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE ;
    EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt ;
    EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling ;
    EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
}

代码可大体分为三部分：配置GPIO相应引脚、配置EXTI并连接GPIO引脚、传入NVIC_Config() ==1.配置GPIO相应引脚== 该代码是通过按键产生一个电平信号，然后经EXTI处理传入NVIC产生中断的，所以要配置连接按键的GPIO引脚，主要是设置相应的引脚模式为浮空输入 。老规矩，先开启相应GPIO的时钟，然后配置引脚初始化结构体，再利用初始化函数将初始化结构体写入寄存器中。 ==2.配置EXTI并连接GPIO引脚== 要操作外设，首先要打开相关的时钟，==EXTI挂载在APB2总线上，并且开启时钟时要操作AFIO寄存器== ，准备工作就绪后连接GPIO相应的引脚到EXTI中，前面说了EXTI有20个接口，所以特定的引脚有特定的接口，所以要根据GPIO_EXTILineConfig()；函数选择用作EXTI线的GPIO引脚，函数说明如下

/**
  * @brief  Selects the GPIO pin used as EXTI Line.
  * @param  GPIO_PortSource: selects the GPIO port to be used as source for EXTI lines.
  *   This parameter can be GPIO_PortSourceGPIOx where x can be (A..G).
  * @param  GPIO_PinSource: specifies the EXTI line to be configured.
  *   This parameter can be GPIO_PinSourcex where x can be (0..15).
  * @retval None
  */
void GPIO_EXTILineConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource)
{
  uint32_t tmp = 0x00;
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_EXTI_PORT_SOURCE(GPIO_PortSource));
  assert_param(IS_GPIO_PIN_SOURCE(GPIO_PinSource));
  
  tmp = ((uint32_t)0x0F) << (0x04 * (GPIO_PinSource & (uint8_t)0x03));
  AFIO->EXTICR[GPIO_PinSource >> 0x02] &= ~tmp;
  AFIO->EXTICR[GPIO_PinSource >> 0x02] |= (((uint32_t)GPIO_PortSource) << (0x04 * (GPIO_PinSource & (uint8_t)0x03)));
}

其实对应的==EXTI线就对应GPIO引脚号==，这样看起来还比较直观。连接好GPIO引脚与EXTI后就该配置EXTI的初始化结构体了，结构体如下：

typedef struct 
{
     uint32_t EXTI_Line; // 中断/事件线
     EXTIMode_TypeDef EXTI_Mode; // EXTI 模式
     EXTITrigger_TypeDef EXTI_Trigger; // 触发类型
     FunctionalState EXTI_LineCmd; // EXTI 使能
 } EXTI_InitTypeDef;

配置此结构体主要是：选择相应的==EXTI线== 、选择触发模式、选择产生的结果（中断还是事件）、是否使能EXTI线。 EXTI_Line：中断线选择，可选 EXTI_0 至 EXTI_19（一共20个）。既然刚才配置好了与GPIO引脚对应的EXTI线，所以初始化结构体中的EXTI线就是与GPIO连接的那个线。 EXTI_Mode： EXTI 模式选择，可选为产生中断或者产生事件。就是决定信号的发展方向，是产生中断呢？还是产生事件呢？此处是中断。 EXTI_Trigger： EXTI 边沿触发模式，可选上升沿触发、下降沿触发或者上升沿和下降沿都触发。触发信号。 EXTI_LineCmd：控制是否使能 EXTI 线，可选使能 EXTI 线或禁用。初始化结构体配置完毕后交由初始化函数写入相应的寄存器中。 ==3.传入NVIC_Config()== 之后就自动传入NVIC中了。。。

==编写中断服务函数==

到这里就万事俱备只欠东风了，中断的触发与处理及优先级定义都已经安排上了，最后一步就是编写中断函数的内容了，只要进入中断就会执行中断函数中的代码，所以这是收尾工作。STM32的中断服务函数不同于51单片机中的中断服务函数，STM32的所有中断函数都被偷偷安排了，==每个中断都有其固定的名字，只有找到这个名字，在这个固定的函数名下编写中断服务函数才是有效的==，所有中断函数的编写都要在==stm32f10x_it.c== 中，如示：

在这里插入图片描述

从所给的信息可得知外设的中断服务函数的名字都存放在==startup_stm32f10x_xx.s== 中，而且是由汇编语言编写，如示：

在这里插入图片描述

可知EXTI线0到EXTI线4线都是单独的中断函数名、EXTI线5到EXTI线9共用一个中断函数名、EXTI线10线到EXTI线15线共用一个中断函数名。我们要做的就是==以相应的EXTI线的中断函数名字在stm32f10x_it.c中编写中断函数== 如下：

void EXTI0_IRQHandler(void)
{
    if(  EXTI_GetITStatus(KEY1_EXTI_LINE)!=RESET)
    {
        LED1_TOGGLE;   //LED1的亮灭状态反转
    }
        
    EXTI_ClearITPendingBit(KEY1_EXTI_LINE);
        
}


void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
    if(  EXTI_GetITStatus(KEY2_EXTI_LINE)!=RESET)
    {
        LED2_TOGGLE;   //LED2的亮灭状态反转
    }
        
    EXTI_ClearITPendingBit(KEY2_EXTI_LINE);
        
}

每次进入中断函数后，==靠ITStatus EXTI_GetITStatus(uint32_t EXTI_Line)读取中断是否执行== ，执行完之后要利用==void EXTI_ClearITPendingBit(uint32_t EXTI_Line)清除清除中断标志位，以免不断进入中断==

==大功告成==

到此完整的中断系统就已经完成，主函数只需调用即可！！！（附上主函数及俩个头文件） ==希望可以一起交流学习 qq:2723808286==

#include "stm32f10x.h"
#include "bsp_led.h"
#include "bsp_key.h"

int main(void)
{ 
    LED_GPIO_Config();
    EXTI_Config();
    
    while(1) 
    {
    }
}

#ifndef __BSP_KEY_H
#define __BSP_KEY_H

#include "stm32f10x.h"

#define KEY1_EXTI_GPIO_CLK      RCC_APB2Periph_GPIOA
#define KEY1_EXTI_GPIO_PORT     GPIOA
#define KEY1_EXTI_GPIO_PIN      GPIO_Pin_0
#define KEY1_EXTI_IRQN          EXTI0_IRQn      /* 对应着引脚号 */
#define KEY1_EXTI_LINE          EXTI_Line0      /* 中断、事件线对应引脚号 */
#define KEY1_GPIO_PORTSOURCE    GPIO_PortSourceGPIOA
#define KEY1_GPIO_PINSOURCE     GPIO_PinSource0
#define  KEY1_EXTI_IRQHANDLER       EXTI0_IRQHandler

#define KEY2_EXTI_GPIO_CLK      RCC_APB2Periph_GPIOC
#define KEY2_EXTI_GPIO_PORT     GPIOC
#define KEY2_EXTI_GPIO_PIN      GPIO_Pin_13
#define KEY2_EXTI_IRQN          EXTI15_10_IRQn
#define KEY2_EXTI_LINE          EXTI_Line13
#define KEY2_GPIO_PORTSOURCE    GPIO_PortSourceGPIOC
#define KEY2_GPIO_PINSOURCE     GPIO_PinSource13
#define  KEY2_EXTI_IRQHANDLER       EXTI15_10_IRQHandler


void EXTI_Config(void);
    
#endif

#ifndef __BSP_LED_H
#define __BSP_LED_H

#include "stm32f10x.h"



#define LED1_GPIO_CLK   RCC_APB2Periph_GPIOC   /*时钟*/
#define LED1_GPIO_PORT  GPIOC                  /*端口*/
#define LED1_GPIO_PIN   GPIO_Pin_2             /*引脚*/


#define LED2_GPIO_PIN   GPIO_Pin_3
#define LED2_GPIO_CLK   RCC_APB2Periph_GPIOC
#define LED2_GPIO_PORT  GPIOC

#define digitalTOGGLE(p,i)     {p->ODR ^=i;}
#define LED1_TOGGLE            digitalTOGGLE(LED1_GPIO_PORT,LED1_GPIO_PIN)
#define LED2_TOGGLE            digitalTOGGLE(LED2_GPIO_PORT,LED2_GPIO_PIN)  /* LED状态反转 */
 void LED_GPIO_Config(void);                   

#endif

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