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(); -
GPIO/AFIO/EXTI配置
cHAL_GPIO_Init(); -
设置中断分组
cHAL_NVIC_SetPriorityGrouping(); -
设置中断优先级
cHAL_NVIC_SetPriority(); -
使能中断
cHAL_NVIC_EnableIRQ(); -
设计中断服务函数
cEXTIx_IRQHandler(); -
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);
#endifEXTI.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）
- Cortex-M3权威指南(中文).pdf
- STM32F10xxx参考手册_V10（中文版）.pdf
- STM32F103 战舰开发指南V1.3.pdf
- STM32F103ZET6（中文版）.pdf
- 战舰V4 硬件参考手册_V1.0.pdf