文章目录
- [STM32 中断系统](#STM32 中断系统)
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- [1. 中断](#1. 中断)
- [2. NVIC](#2. NVIC)
- [3. EXTI](#3. EXTI)
- [4. AFIO](#4. AFIO)
- [5. 中断配置步骤](#5. 中断配置步骤)
- [6. 外部中断代码](#6. 外部中断代码)
STM32 中断系统
1. 中断
- 目的 :中断系统是为使CPU具有对外界紧急事件的实时处理能力而设置的。
- 中断过程 :当CPU正在处理某事件的时候外界发生了紧急事件请求 (中断发生) ,要求CPU暂停当前的工作,转而去处理这个紧急事件 (中断响应和中断服务) ,处理完以后,再回到原来被中断的地方,继续原来的工作 (中断返回)。
- 中断系统:实现中断功能的部件称为中断系统,请求CPU中断的请求源称为中断源。微型机的中断系统一般允许有多个中断源,当几个中断源同时向CPU请求中断,要求它服务的时候,这就存在CPU优先响应哪个中断源请求的问题。因此设置中断优先级,CPU总是先响应优先级别最高的中断请求。
- 作用与意义 :
- 实时控制
- 故障处理
- 数据传输
2. NVIC
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什么是NVIC?
Nested vectored interrupt controller
即嵌套向量中断控制器,属于内核。支持256个中断,其中包含了16个系统中断和240个外部中断,并且具有256级的可编程中断设置。
对于STM32F103ZET6的系统中断 有
10
个,外部中断 有60
个,16
个中断优先级。特性:
- 68个可屏蔽中断通道
- 16个可编程的优先等级
- 低延时的异常和中断处理
- 电源管理的控制
- 系统控制寄存器的实现
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NVIC相关寄存器介绍
NVIC相关寄存器 位数 寄存器个数 备注 中断使能寄存器(ISER) 32 8 每个位控制一个中断 中断失能寄存器(ICER) 32 8 每个位控制一个中断 应用程序中断及复位控制寄存器(AIRCR) 32 1 位[10:8]控制优先级分组 中断优先级寄存器(IPR) 8 240 8个位对应一个中断,而STM32只使用高4位 -
工作原理
内核中断是不可屏蔽中断,直接由
SHPR
决定优先级,外部中断过来以后,会首先经过ISER
和ICER
寄存器进行使能或者失能,之后由IPR
寄存器确定优先级,然后去抢占CPU执行中断。
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中断优先级
- 抢占优先级:高抢占优先级可以打断正在执行的低抢占优先级中断
- 响应优先级:当抢占优先级相同时,响应优先级高的先执行,但是不能互相打断
- 自然优先级:中断向量表的优先级
- 抢占和响应优先级相同时,自然优先级高的先执行,数值越小,表示优先级越高
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优先级分组
优先级分组 AIRCR[10:8] IPRx bit[7:4]分配 分配结果 0 111 None :[7:4] 0位抢占优先级,4位响应优先级 1 110 [7] :[6:4] 1位抢占优先级,3位响应优先级 2 101 [7:6] :[5:4] 2位抢占优先级,2位响应优先级 3 100 [7:5] :[4] 3位抢占优先级,1位响应优先级 4 011 [7:4] :None 4位抢占优先级,0位响应优先级 -
NVIC的使用
- 设置中断分组
SCB_AIRCR
- 设置中断优先级
NVIC_IPRx
- 使能中断
NVIC_ISER
- 设置中断分组
3. EXTI
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什么是EXTI?
External interrupt/event Controller
即外部中断/事件控制器,由20个产生事件/中断请求的边沿检测器组成,非互联型产品有19个边沿检测器。每个输入线可以独立地配置输入类型和对应的触发事件。每个输入线都可以独立地被屏蔽。挂起寄存器保持着状态线的中断请求。 -
特性:
- 每个中断/事件都有独立地触发和屏蔽
- 每个中断线都有专用的状态位
- 支持多达20个软件的中断/事件请求
- 检测脉冲宽度低于APB2时钟宽度的外部信号
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框图
功能框图包含两条主线:一是由输入线到NVIC中断控制器,二是由输入线到脉冲发生器。这就是EXTI的两大功能,产生中断与产生事件,两者从硬件上就存在不同。
输入线是线路的信息输入端,它可以通过配置寄存器设置为任何一个GPIO口,或者是一些外设的事件。输入线一般都存在电平变化的信号。
①:边缘检测 ,上升沿触发选择寄存器 (
EXTI_RTSR
)和下降沿触发选择寄存器 (EXTI_FTSR
)。边沿检测电路以输入线作为信号输入端,如果检测到边缘跳变,就输出有效信号1,有效信号1会传输到②电路。②:软件触发,两个信号输入端分别为软件中断事件寄存器(EXTI_SWIER)和边沿检测电路的输入信号。或门电路只要输入有效信号1,就会把有效信号输入到③和④电路。通过对软件中断事件寄存器的读写操作就可以启动中断/事件线。
③:中断屏蔽/清除 ,两个信号输入端分别为中断屏蔽寄存器 (
EXTI_IMR
)和②电路,与门电路要求输入都为'1'才输出'1',这样子的情况下,如果中断屏蔽寄存器EXTI_IMR)设置为0时,不管从标号②电路输出的信号特性如何,最终标号③电路输出的信号都是0;假如中断屏蔽寄存器(EXTI_IMR)设置为1时,最终标号③电路输出的信号才由标号②电路输出信号决定,这样子就可以简单控制EXTI_IMR来实现中断的目的。标号④电路输出'1'就会把请求挂起寄存器(EXTI_PR)对应位置1。④:事件屏蔽 ,请求挂起寄存器 (
EXTI_PR
)的内容就输出到 NVIC 内,实现系统中断事件的控制。
4. AFIO
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Alternate Function IO
,即复用功能IO,主要用于重映射和外部中断映射配置寄存器
AFIO_EXTICR1~4
,配置EXTI中断线0~15具体对应哪个IO口 -
EXTI与IO对应关系
5. 中断配置步骤
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EXTI配置步骤:
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使能GPIO时钟
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设置GPIO工作模式
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使能AFIO
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设置EXTI和IO对应关系
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设置EXTI屏蔽,上下沿
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设置NVIC
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设计中断服务函数
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HAL库配置步骤:
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使能GPIO时钟
c__HAL_RCC_GPIOx_CLK_ENABLE();
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GPIO/AFIO/EXTI配置
cHAL_GPIO_Init();
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设置中断分组
cHAL_NVIC_SetPriorityGrouping();
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设置中断优先级
cHAL_NVIC_SetPriority();
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使能中断
cHAL_NVIC_EnableIRQ();
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设计中断服务函数
cEXTIx_IRQHandler();
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编写中断处理回调函数
cHAL_GPIO_EXTI_Callback();
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中断回调处理机制
6. 外部中断代码
Exti.h
c
#ifndef _EXTI_H
#define _EXTI_H
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
void exti_init(void);
#endif
EXTI.c
c
#include "./BSP/EXTI/exti.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
//外部中断初始化
void exti_init(void)
{
GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;
//1.打开GPIO的时钟
__HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
//2.配置GPIO
gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_4;
gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;
gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;
HAL_GPIO_Init(GPIOE, &gpio_init_struct);
gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_3;
gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;
gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;
HAL_GPIO_Init(GPIOE, &gpio_init_struct);
gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_2;
gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;
gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;
HAL_GPIO_Init(GPIOE, &gpio_init_struct);
gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_0;
gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;
gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLDOWN;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio_init_struct);
//4.设置中断优先级
HAL_NVIC_SetPriority(EXTI4_IRQn, 2, 0);
HAL_NVIC_SetPriority(EXTI3_IRQn, 3, 0);
HAL_NVIC_SetPriority(EXTI2_IRQn, 4, 0);
HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn, 5, 0);
//5.使能中断
HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI4_IRQn);
HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI3_IRQn);
HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI2_IRQn);
HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);
}
void EXTI4_IRQHandler(void)
{
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_4);
__HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_FLAG(GPIO_PIN_4);
}
void EXTI3_IRQHandler(void)
{
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_3);
__HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_FLAG(GPIO_PIN_3);
}
void EXTI2_IRQHandler(void)
{
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_2);
__HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_FLAG(GPIO_PIN_2);
}
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_0);
__HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_FLAG(GPIO_PIN_0);
}
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
delay_ms(20);
switch(GPIO_Pin)
{
case GPIO_PIN_0:
if(KEY_UP == 1)
LED0(0);
break;
case GPIO_PIN_2:
if(KEY2 == 0)
LED0(1);
break;
case GPIO_PIN_3:
if(KEY1 == 0)
LED1(0);
break;
case GPIO_PIN_4:
if(KEY0 == 0)
LED1(1);
break;
default :
break;
}
}
main.c
c
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
#include "./BSP/BEEP/beep.h"
#include "./BSP/EXTI/exti.h"
int main(void)
{
HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */
sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 设置时钟, 72Mhz */
delay_init(72); /* 延时初始化 */
led_init(); /* LED初始化 */
key_init(); //按键初始化
beep_init(); //蜂鸣器初始化
exti_init(); //外部中断初始化
while(1)
{
}
}
声明 :资料来源(战舰STM32F103ZET6开发板资源包)
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