STM32中断——外部中断

目录

一、概述

[二、外部中断(Extern Interrupt简称EXTI)](#二、外部中断(Extern Interrupt简称EXTI))

三、实例-对射式红外传感器

1、配置中断:

[2 、完整代码](#2 、完整代码)


一、概述

中断 :在主程序运行过程中,出现了特定的中断触发条件(中断源),使得CPU暂停当前正在运行的程序,转而去处理中断程序,处理完成后又返回原来被暂停的位置继续运行。

中断优先级:当有多个中断源同时申请中断时,CPU会根据中断源的轻重缓急进行裁决,优先响应更加紧急的中断源。

中断嵌套:当一个中断程序正在运行时,又有新的更高优先级的中断源申请中断,CPU再次暂停当前中断程序,转而去处理新的中断程序,处理完成后依次进行返回。

STM32中有68个可屏蔽中断通道,包含EXTI、TIM、ADC、USART、SPI、I2C、RTC等多个外设;使用NVIC统一管理中断,每个中断通道都拥有16个可编程的优先等级,可对优先级进行分组,进一步设置抢占优先级和响应优先级.

NVIC就是STM32中用来管理中断、分配优先级,被称为内嵌向量中断控制器。

可以根据医院中叫号的例子进行理解。如上图EXIT、TIM等等当作病人,NVIC当作叫号系统,CPU当作医生。根据病人的等级分配一个优先级,叫号系统看一下现在在排队的病人,优先叫紧急的病人,叫号系统会把该病人的号进行提前,然后医生就可以看病了。

NVIC的中断优先级由优先级寄存器的4位(0~15)决定,值越小,优先级越高,这4位可以进行切分,分为高 n 位的抢占优先级和低 4-n 位的响应优先级抢占优先级高的可以中断嵌套,响应优先级高的可以优先排队,抢占优先级和响应优先级均相同的按中断号排队

根据上面看病例子,响应优先级高的可以优先排队,就是病人很紧急的可以优先看病,可以插队看病。抢占优先级高的可以中断嵌套,就是,一个病人A正在看病,病人中来了个很紧急的病人B,这时病人B直接进到医生屋里,直接打断病人A看病,然后医生给病人B看,看完后,再给病人A看。

二、外部中断(Extern Interrupt简称EXTI)

1、EXTI可以监测指定GPIO口的电平信号,当其指定的GPIO口产生电平变化时,EXTI将立即向NVIC发出中断申请,经过NVIC裁决后即可中断CPU主程序,使CPU执行EXTI对应的中断程序

2、支持的触发方式:上升沿/下降沿/双边沿/软件触发

3、支持的GPIO口:所有GPIO口,但相同的Pin不能同时触发中断(这个就是如PA1和PB1或PA1、PB1、PC1,这种Pin一样的不能同时用,只能选择一个作为中断)

4、通道数:16个GPIO_Pin,外加PVD输出、RTC闹钟、USB唤醒、以太网唤醒

5、触发响应方式:中断响应/事件响应。触发引脚是中断响应,事件响应就是外部中断的信号就不会通向CPU了,而是通向其他外设,用来触发其他外设的操作。

如下图,经过AFIO中断引脚选择 后,只有一个16位通道,所以相同的Pin不能同时触发中断,只能选择其中一个。EXTI总共有20个输入信号(加了下面绿色蹭饭的四个),经过EXTI电路之后,分为两种输出,一种是NVIC,另一种是其他外设,在NVIC中外部中断5~9,10~15放在了一个通道中,也就是说,外部中断5~9,10~15可以触发同一个中断函数,在编程中,需要根据标志位来区分到底哪个中断进来。

最下面有20条输出线路到了其他外设,用来触发其他外设,也就是前面所说的事件响应

AFIO复用IO口

  • AFIO主要用于引脚复用功能的选择和重定义
  • 在STM32中,AFIO主要:复用功能引脚重映射、中断引脚选择

外部中断一些应用场景,其实是由突发信号来产生中断。

三、实例-对射式红外传感器

工作原理:

  • 有遮挡,输出高电平;无遮挡,输出低电平
  • 有输出状态指示灯,输出高电平灯灭,输出低电平灯亮

本实验是通过该红外传感器进行计数,计数值在OLED屏显示。

1、配置中断:

  • 配置时钟外设
cpp 复制代码
//使用的是B端
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
//AFIO外设,也是在RCC_APB2Periph总线中的
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
  • GPIO初始化
cpp 复制代码
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_14;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
  • 配置AFIO
cpp 复制代码
//通过AFIO,选出中断通道
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource14);
  • 配置EXTI
cpp 复制代码
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line14;                //B14
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;                  //使能
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;        //中断响应
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;    //下降沿
	
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);  //EXTI初始化
  • 配置NVIC
cpp 复制代码
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);  //先进行分组,用得分组2
	
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=EXTI15_10_IRQn;  //选10_15,用的是14
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;       //使能
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;  //抢占优先,中断少,可以随便设置
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;         //响应优先
	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);                     //NVIC初始化
  • 最后配置中断服务函数

中断服务函数格式和函数名是固定的,可以在起始文件进行查看。如下,一个是5---9通道,另外一个是10-15通道,这里用到的是10-15:

代码如下:

cpp 复制代码
void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
	
	if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line14)==SET)     //14通道发生中断时,会产生中断标志位,也就是高电平,通过EXTI_GetITStatus()读取
	{
		Delay_ms(10);                          //延时,防止抖动
		CountSensor_Num++;
		EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line14);   //清除中断标志位,如果不清除,会不断发生中断
		}
	}
	
	
}

2 、完整代码

分模块文件进行编程,如下:

CountSensor.c:

cpp 复制代码
#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"

uint16_t CountSensor_Num=0;

void CountSensor_Init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
	//配置外设
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);     //EXIT和NVIC是不需要开启始终,NVIC是内核的
   
   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_14;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
	
	//配置AFIO
	GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource14);
	
	//配置EXIT
	EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line14;
	EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;
	EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;
	EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;
	
	EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);  //EXTI初始化
	
	//配置NVIC
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=EXTI15_10_IRQn;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
	
}

uint16_t CountSensor_Get(void)
{
	return CountSensor_Num;
}


void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
	
	if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line14)==SET)  //判断14通道是否中断
	{
		if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line14)==SET)
		{
		Delay_ms(10);
		CountSensor_Num++;
		EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line14);   //清除中断标志位
		}
	}
	
	

CountSensor.h:

cpp 复制代码
#ifndef _COUNTSENSOR_H
#define _COUNTSENSOR_H

void CountSensor_Init(void);

uint16_t CountSensor_Get(void);

#endif

main.c:

cpp 复制代码
#include  "stm32f10x.h"                  // Device header
#include  "OLED.h"
#include  "delay.h"
#include  "CountSensor.h"


uint16_t CountSensor_GetNum=0;

int main(void)
{
	
   OLED_Init();
	CountSensor_Init();
	OLED_ShowString(1,1,"Count:");
	while(1) 
	{
     CountSensor_GetNum=CountSensor_Get();
     OLED_ShowNum(1,8,CountSensor_GetNum,4);
	
	
	}
	
}

OLED驱动代码和延时函数代码可以查看我之前写的文章。

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