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[二、外部中断(Extern Interrupt简称EXTI)](#二、外部中断(Extern Interrupt简称EXTI))
[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
//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
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
//通过AFIO,选出中断通道
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource14);
- 配置EXTI
cpp
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
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
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
#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
#ifndef _COUNTSENSOR_H
#define _COUNTSENSOR_H
void CountSensor_Init(void);
uint16_t CountSensor_Get(void);
#endif
main.c:
cpp
#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。