stm32-中断的使用和原理

一 什么是中断 :
轮询机制 ：顾名思义，就是每轮都询问一次。比如 while 循环的每一次，就会执
行检查， 1. 此处串口是否有数据到来。 2. 每次都检测一下引脚状态 , 是否为低电
平。
本质是 while 循环每一次都把数据获取的函数或者寄存器执行一次，看看数据是
否发生变化。
**中断机制：**中断也是一种对于数据获取的调度方式。通过中断源来提醒 CPU ，数
据已经更新，可以读取新数据。

从上图可以观察到 NVIC 的有一部分是接到了 EXTI 的器件， EXTI ，中文名称 外
部中断 / 事件控制器 。这个器件有 16 根线路连接到了不同的引脚上。比如
PAO,PA1 等等。我们板子所有的 GPIO 引脚都连接着各自相应的 外部中断控制
器。
二，什么是外部中断
凡是要经过 EXTI 到达 NVIC 的中断，都叫做 " 外部中断 " 。内部中断不经过 EXTI 。
外部中断与内部中断路线示意如下

上图紫色线路为轮询机制。黑色线路部分为内部中断。红色线路部分为外部中断
思考：为什么要 EXTI 这个结构。引脚线路为什么不直接见到 NVIC 上去
原因1：因为 NVIC 处理的是中断信号，不是电平信号。 usart ， TIM ， IIC 这些芯片
内部器件本身就可以产生中断信号，因此就可以直接与NVIC 连接。但是，光突
突的 GPIO 本身就是一根电线，肯定不具备产生中断信号的功能。因此连接
EXTI ，依靠 EXTI 产生中断信号。
原因 2 ：中断通达数量比较少， EXTI 的多路复选的功能扩充了接口。一个 EXTI 可
以接 16 个 GPIO 引脚呢。
三，外部中断的使用
3.1 他是什么样子

着重注意 ** ： EXTI0 的 16 根引脚接的是 GPIO 所有组的第 0 个成员。 EXTI1 管着所
有 GPIO 组的第 1 个成员。。。。。。 EXTI16 管着所有 GPIO 组的第 16 个成员 .
因此：我们希望红外传感器（我接在 PF13 上）对人的感知，采用中断形式上
报。过程如下；
红外传感器数据传输到引脚 PF13 。所以，该引脚硬件连接在 EXTI13 上。 EXTI13
发送数据到 NVIC 上， core 内核调用相应中断服务函数。
3.2 外部中断如何使用。
3.2.1 任务分配

3.2.2 任务分配 pir 代码检查

void pir_init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN;
GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);
}
void pir_run()
{
if(PFin(13) == 1)
{
printf("有人靠近\n");
}
else
{
printf("周边没人\n");
}
}

3.2.3 确认引脚
从代码去人引脚 PF13 ， GPIO 的 F 组的第 13 个成员。
组号： GPIOF
成员号： GPIO_Pin_13
3.2.4 工程添加文件
点击位置
3.2.5 代码编写流程图

3.2.5.1 连接 PF13 与 EXTI13
函数解释：告诉程序你要用哪一个 EXTI ，并用哪一根引脚。
SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOx, EXTI_PinSourcex)
参数 1 ： EXTI_PortSourceGPIOx ，第几组。
参数 2 ： EXTI_PinSourcex ，第几根。
3.2.5.2EXTI 参数配置
函数解释：告诉程序让哪一个 EXTI 以什么形式工作。
EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct) ；
结构体名字 .EXTI_Line = 到底是哪一个
EXTI.EXTI_Line2/EXTI_Line3;
结构体名字 .EXTI_LineCmd = 是否开始工作。
结构体名字 .EXTI_Mode = 检测中断呢还是事件 ;
结构体名字 .EXTI_Trigger = 何种电平信号为依据 ;
3.2.5.3 优先级分组
NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup) ；
函数解释：对于四个比特位进行划分为两个数据段。不同的划分行为影响流程图
第四步的优先级配置。
参数 1 ： NVIC_PriorityGroup ，这里模仿了 IP 地址子网划分的思想，进行分组。
NVIC_PriorityGroup_0\NVIC_PriorityGroup_1\NVIC_PriorityGroup_2\NVIC_Pri
orityGroup_3\NVIC_PriorityGroup_4
3.2.5.4NVIC 参数配置
NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
函数解释：告诉 NVIC 检测拿一根电线（中断通道），以什么样子的 " 优先级
别 " 来处理
参数 1 ：第几根中断通道，以第几组优先级别（抢占优先级），第几成员优先级
别（响应优先级）来处理，

NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = 中断通道;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = 开始工作;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =抢占优先
级;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority =相应优先级

3.2.5.4 中断服务函数
void EXTI15_10_IRQHandler()
{
}
函数解释：中断出发后会调用这个函数。其中内容标准写法如下。

1. 查看标记位，确认中断。
2. 执行想要执行的内容。
3. 清楚标记位，并退出。
   3.2.6 代码验证和代码整理

void pir_interrupt_init()
{
//exti13与F13连接
SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOF,EXTI_PinSource13
);
//配置EXTI
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;
EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line13;
EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling;
EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
//分组模式
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =2;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority =2;
NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
}

中断服务函数展示如下：

static uint32_t i = 0;
void EXTI15_10_IRQHandler()
{
if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line13) != RESET)//确认中断事件
{
i++;
if(i%2 == 0)
{
printf("有人靠近\n");
}
else
{
printf("有人离开\n");
}
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line13);//清除挂起中断标志位
}
}

四，总结原理深化
中断根据中断信号来源不同，分为内部中断和外部中断。
外部中断：中断信号来自 "EXTI", 信号经过 EXTI 的，都是外部中断。否则都是内
部中断。
常见的外部中断： KEY 开关，触发类的传感器（ PIR ），警报设备和诱捕设备。
内部中断：不经过 EXTI 的就是内部中断，常见的内部中断有，定时器 TIM ，串口
usart ，主要是通信类的接口。