STM32理论 —— 存储、中断

Truffle7电子2025-10-17 16:46

文章目录

  • [1. 存储](#1. 存储)
    • [1.1 EEPROM芯片 - AT24Cxx](#1.1 EEPROM芯片 - AT24Cxx)
      • [1.1.1 写操作](#1.1.1 写操作)
      • [1.1.2 读操作](#1.1.2 读操作)
    • [1.2 代码应用例程](#1.2 代码应用例程)
    • [1.3 延长EEPROM寿命](#1.3 延长EEPROM寿命)
    • [1.4 关于存储器读写地址](#1.4 关于存储器读写地址)
  • [2. 中断](#2. 中断)
    • [2.1 STM32 的中断](#2.1 STM32 的中断)
    • [2.1 嵌套向量中断控制器 NVIC](#2.1 嵌套向量中断控制器 NVIC)
      • [2.1.1 中断优先级分组（中断管理方法）](#2.1.1 中断优先级分组（中断管理方法）)
      • [2.1.2 NVIC 参数结构体](#2.1.2 NVIC 参数结构体)
    • [2.2 外部中断/事件控制器 EXTI](#2.2 外部中断/事件控制器 EXTI)
    • [2.3 中断服务函数](#2.3 中断服务函数)
    • [2.4 STM32 中断优先级寄存器配置及其参考代码](#2.4 STM32 中断优先级寄存器配置及其参考代码)
    • [2.5 其他：](#2.5 其他：)

1. 存储

1.1 EEPROM芯片 - AT24Cxx

AT24Cxx常用的IIC通讯的EEPROM 器件；

数据存储根据地址高位在前低位在后的原则；

如使用芯片为AT24C02，最低地址位为0，最高地址位为255，地址为255的数据为0x77，地址为254的数据为0x86，则从地址255 连续读取两个字节时，读到的数据为0x7786；

❗❗❗注意在对芯片进行写入时，为避免数据错位覆盖，应提前规划好写入地址与写入的数据字节长度；

1.1.1 写操作

字节写操作
在该模式下，主器件发送IIC起始信号（通知从器件开始工作）和从器件地址信息（选择与哪个从器件进行通信）给从器件，从器件回应主器件以应答信号后，主器件发送CAT24WC01/02/04/08/16的字节地址（EEPROM内存储单元的地址），从器件回应主器件以应答信号后，主器件发送要写入的数据到被寻址的存储单元，CAT24WC01/02/04/08/16回应主器件以应答信号后，主器件发送IIC停止信号（通知从器件停止工作）给从器件。


页写操作
页写操作同理于字节写操作，只是写入一个字节后不产生停止信号，主器件被允许发送P个额外的字节（CAT24WC01：P=7，CAT24WC02/04/08/16：P=15，即使用写页操作下，CAT24WC0一次可写8个字节，CAT24WC02/04/08/16一次可写16个字节）。

注意，若在发送停止信号前主器件发送的字节超过P+1个，地址计数器将自动翻转，先前写入的数据将被覆盖。

1.1.2 读操作

字节读操作
在该模式下，主器件发送IIC起始信号（通知从器件开始工作）和从器件地址信息（选择与哪个从器件进行通信）给从器件，从器件回应主器件以应答信号后，主器件发送CAT24WC01/02/04/08/16的字节地址（EEPROM内存储单元的地址），CAT24WC01/02/04/08/16回应主器件以应答信号后，从器件向主器件返回所要求的一个字节数据，此后主器件不发送应答，但产生一个停止信号。


页读操作

页读操作就是在字节读操作读完一个字节后，主器件不发送停止信号给从器件，而是发送一个应答信号表示要求进一步读取下一个字节信号，直到主器件向从器件发送停止信号。

注意，若主器件读取的字节超过E个，地址计数器将自动翻转，计数器将翻转到零并继续输出字节数据。(24WC01，E=127；24WC02，E=255；24WC04，E=511；24WC08，E=1023；24WC16，E=2047；)

1.2 代码应用例程

代码备份位置：百度网盘 - 知识资源 - 电子工程 - 单片机 - AT24Cxx 源代码.rar

  1. AT24CXX_WriteOneByte();与AT24CXX_ReadOneByte();函数的应用例程，在AT24CXX 指定地址读写1个字节数据(最大值为0xFF)
c 复制代码 
		u8 write_data = 255;// 要写入的数据 
		u16 start_address = 0x0000; // 起始地址  
		u8 i2c_Channel = 0x01; // IIC通道或设备地址 
		u8 read_data = 0x00;
		
		delay_ms(1000);
		AT24CXX_WriteOneByte(start_address,write_data,i2c_Channel);
		delay_ms(1000);
		read_data = AT24CXX_ReadOneByte(start_address,i2c_Channel);
		delay_ms(1000);
    // 验证读取的数据是否与写入的数据一致  
    if (read_data == write_data) {  
        printf("Data read and written are the same.\n");  
    } else {  
        printf("Data read and written are different!\n");  
    } 
		Uart4_Printf("address 0x%04X: 0x%02X\n", start_address, read_data);
  1. AT24CXX_WriteLenByte();与AT24CXX_ReadLenByte();函数的应用例程，在AT24CXX 指定地址读写长度为Len 个字节的数据(最大值为0xFFFF FFFF)
c 复制代码 
		u32 write_data = 0xFFFFFFFF;// 要写入的数据 
		u16 start_address = 0x0000; // 起始地址  
		u8 i2c_Channel = 0x01; // IIC通道或设备地址 
		u32 read_data = 0x00;
		
		delay_ms(1000);
		AT24CXX_WriteLenByte(start_address,write_data,4,i2c_Channel);
		delay_ms(1000);
		read_data = AT24CXX_ReadLenByte(start_address,4,i2c_Channel);
		delay_ms(1000);
    // 验证读取的数据是否与写入的数据一致  
    // 验证数据  
    if (read_data == write_data) 
		{  
        Uart4_Printf("Data written and read are same.\n");  
    } 
		else 
		{  
        Uart4_Printf("Data written and read are different.\n");  
    } 
		Uart4_Printf("Written: 0x%08X, Read: 0x%08X\n", write_data, read_data);
  1. AT24CXX_Write();与AT24CXX_Read();函数的应用例程，功能与上面AT24CXX_WriteLenByte() 相同，只是传入参数改为指针类型，多用于数组
c 复制代码 
		int i = 0;
		u8 data_to_write[] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04}; // 要写入的数据  
		u16 start_address = 0x0000; // 起始地址
		u8 read_buffer[sizeof(data_to_write)]; // 读取数据的缓冲区
		u8 i2cChannel = 0x01; // IIC通道或设备地址 
		
		AT24CXX_Write(start_address, data_to_write,sizeof(data_to_write),i2cChannel);	
		delay_ms(1000);
		delay_ms(1000);
		AT24CXX_Read(start_address,read_buffer,sizeof(read_buffer),i2cChannel);
		delay_ms(1000);
		delay_ms(1000);
		
    // 验证读取的数据是否与写入的数据一致  
    if (memcmp(data_to_write, read_buffer, sizeof(data_to_write)) == 0) 
    {  
        Uart4_Printf("Data read and written are the same.\n");  
    } else {  
        Uart4_Printf("Data read and written are different!\n");  
    }  
  
    // 输出读取的数据 
    Uart4_Printf("Read data: ");  
    for (i = 0; i < sizeof(read_buffer); i++) 
		{  
        Uart4_Printf("0x%02X ", read_buffer[i]);  
    }  
    Uart4_Printf("\n");
	delay_ms(1000);
	delay_ms(1000);
  1. AT24CXX_WriteFloat();与AT24CXX_ReadFloat();函数的应用例程，在AT24CXX 指定地址开始读写float 型数据
c 复制代码 
		float dataToWrite = 3.14159f; // 要写入的数据 
		u16 start_address = 0x0000; // 起始地址  
    u8 bufferWrite[4];  
    u8 bufferRead[4];
		u8 i2c_Channel = 0x01; // IIC通道或设备地址 
		float dataRead;
    // 将float转换为字节数组  
    memcpy(bufferWrite, &dataToWrite, 4);
		
		delay_ms(1000);
		AT24CXX_WriteFloat(start_address, bufferWrite, i2c_Channel);  
		delay_ms(1000);
		AT24CXX_ReadFloat(start_address, bufferRead,i2c_Channel); 
		delay_ms(1000);
    // 将字节数组转换回float并验证  
    memcpy(&dataRead, bufferRead, 4); 
    // 验证数据是否一致  
    if(dataRead == dataToWrite)  
    {  
        Uart4_Printf("The read float is the same as the written float.\n");  
    }  
    else  
    {  
        Uart4_Printf("The read float is NOT the same as the written float.\n");   
    }
		Uart4_Printf("Original: %f, Read: %f\n", dataToWrite, dataRead);
  1. AT24CXX_Write_double();与AT24CXX_Read_double();函数的应用例程，在AT24CXX 指定地址开始读写double 型数据
c 复制代码 
		double dataToWrite = 3.14159265358979323846; // 要写入的数据 
		u16 start_address = 0x0000; // 起始地址  
		u8 i2c_Channel = 0x01; // IIC通道或设备地址 
		double dataRead = 0.0;
		
		delay_ms(1000);
		AT24CXX_Write_double(start_address, dataToWrite, i2c_Channel);  
		delay_ms(1000);
		dataRead = AT24CXX_Read_double(start_address, i2c_Channel); 
		delay_ms(1000);
    // 比较两个double值是否相等（由于浮点数的精度问题，不能直接比较）  
    if (dataRead == dataToWrite) {  
        Uart4_Printf("Data written and read are same.\n");  
    } else {  
        Uart4_Printf("Data written and read are different.\n");  
    }
		Uart4_Printf("Written: %f, Read: %f\n", dataToWrite, dataRead);
  1. 读取EEPROM 内所有数据
c 复制代码 
		// 读取EEPROM 内所有数据
		u8 i=0;
		u16 addr = 0; // 地址从0开始
		u8 i2c_Channel = 0x01; // IIC通道或设备地址 
		u8 dataRead;
		
		for(i=0;i<=EE_TYPE;i++) // EE_TYPE 为当前硬件AT24Cxx 的容量
		{
			Uart4_Printf("\r\n");
			delay_ms(10);
			dataRead = AT24CXX_ReadOneByte(addr+i,i2c_Channel);
			Uart4_Printf("addr%d - %d",i,dataRead);
		}
  1. 排查EEPROM 的读写功能
c 复制代码 
		u16 i=0;
		u16 addr = 0;
		u8 i2c_Channel = 0x01; // IIC通道或设备地址 
		u8 dataRead;
		
		// 全写入1
		for(i=0;i<=EE_TYPE;i++) // EE_TYPE 为当前硬件AT24Cxx 的容量
		{
			AT24CXX_WriteOneByte(addr+i,0xff,i2c_Channel);
			if(i==EE_TYPE){break;}
		}
//		// 全读取在串口查看
//		for(i=0;i<=EE_TYPE;i++)
//		{
//			Uart4_Printf("\r\n");
//			dataRead = AT24CXX_ReadOneByte(addr+i,i2c_Channel);
//			Uart4_Printf("addr%d - %d",i,dataRead);
//			if(i==EE_TYPE){break;}
//		}
		// 自动对比，有错误就报错
		for(i=0;i<=EE_TYPE;i++)
		{
			dataRead = AT24CXX_ReadOneByte(addr+i,i2c_Channel);
			if (dataRead != 0xff){Uart4_Printf("Error:addr%d - %d",i,dataRead);}
			if(i==EE_TYPE){break;}
		}
		Uart4_Printf("\r\n---------------------------------Write complete---------------------------------------------");
		// 全写入0
		for(i=0;i<=EE_TYPE;i++)
		{
			AT24CXX_WriteOneByte(addr+i,0x00,i2c_Channel);
			if(i==EE_TYPE){break;}
		}
//		// 全读取在串口查看
//		for(i=0;i<=EE_TYPE;i++)
//		{
//			Uart4_Printf("\r\n");
//			dataRead = AT24CXX_ReadOneByte(addr+i,i2c_Channel);
//			Uart4_Printf("addr%d - %d",i,dataRead);
//			if(i==EE_TYPE){break;}
//		}
		// 自动对比，有错误就报错
		for(i=0;i<=EE_TYPE;i++)
		{
			dataRead = AT24CXX_ReadOneByte(addr+i,i2c_Channel);
			if (dataRead != 0x00){Uart4_Printf("Error:addr%d - %d",i,dataRead);}
			if(i==EE_TYPE){break;}
		}
		Uart4_Printf("\r\n----------------------------Read complete--------------------------------------------------");

1.3 延长EEPROM寿命

对于Flash或EEPROM，读操作对其寿命影响不大，写操作（对Nand Flash则为块擦除）次数基本决定了存储器寿命；而且写入寿命在每个位之间是独立的。延长EEPROM寿命有以下几种方法：

  1. 不固定数据存放的地址，而是用一个固定的基地址加上EEPROM内的一个单元的内容(即偏移地址)作为真正的地址；若发现存储单元已坏(写入和读出的内容不同)，则偏移地址加1，重新写入。此方法有一弊端：当某一个EEPROM单元被写坏再用下一个单元时，后面到所有数据都会被覆盖。
  2. 从第一个存储单元开始存储数据N次，然后转到下一个单元再存N次，依次类推，当最后一个单元存放N次之后，再转到第一个单元重新开始。即不重复读写（擦写）某几个存储单元，尽量用到EEPROM上的所有存储单元，防止某几个存储单元反复擦写导致损坏。
  3. 对于一些需要上电初始化的数据，在每次写入EEPROM时，附带写入一个标志位。AT24CXX_WriteOneByte(DATA_FLAG_Addr,0x0A);，上电初始化EEPROM时，读取该位并进行比较，查看EEPROM是否被写入过；
c 复制代码 
temp = AT24CXX_ReadOneByte(DATA_FLAG_Addr);
if(temp==0x0A)
{
	// 读取EEPROM中的数据到对应变量中
}
else
{
	// 第一次上电，向EEPROM 写入一些数据的初始值
	...
	AT24CXX_WriteOneByte(DATA_FLAG_Addr,0x0A); // 写入标志位，表示该系统已写入过一些初始化数据
}

1.4 关于存储器读写地址

存储器写入首先不能超过存储器的最高数据位，如AT24C02是2k（256*8）即2k bit（256个字节）的存储芯片，其最高字节地址为256，最后一个位的地址为2048. 其次是每个地址要定义好用于存储多少位的数据，千万不能产生数据存储错乱，比如定义为用于存储一个字节数据的地址，却写入了两个字节数据，那么不仅在下次读该字节地址中的值产生错误，还会导致多出的一个字节数据写入到下一个字节数据地址里去，造成下一个字节数据地址的数据错乱。

c 复制代码 
#define xxx0_Addr	0 // xxx0_Addr该地址用于存储一个字节的数据
#define xxx1_Addr	8 // 那么下一个字节数据就要相隔一个字节，xxx1_Addr 该地址用于存储两个字节的数据
#define xxx1_Addr	16 // 那么下一个字节数据就要相隔两个字节，如此类推

参考：AT24C02使用详解

2. 中断

中断是指通过硬件来改变CPU 的运行方向。单片机在执行程序的过程中，外部设备向CPU 发出中断请求信号，要求CPU 暂时中断当前程序的执行而转去执行相应的处理程序，待处理程序执行完毕后，再继续执行原来被中断的程序。这种程序在执行过程中由于外界的原因而被中间打断的情况称为"中断"；

  • 主程序：原来正常运行的程序
  • 中断源：引起中断的原因，或者能发出中断请求的来源
  • 中断请求：中断源要求服务的请求称为中断请求(或中断申请)
  • 断点：主程序被断开的位置(或者地址)
  • 中断入口地址：中断服务程序的首地址
  • 中断服务程序：cpu响应中断后，转去执行的相应处理程序
  • 中断的特点 ：
    1. 同步工作：中断是CPU 和接口之间的信息传递方式之一，它使CPU 与外设同步工作，较好地解决了快速CPU 与慢速外设之间的匹配问题；
    2. 异常处理：针对难以预料的异常情况，如掉电、存储出错、运算溢出等，可以通过中断系统由故障源向CPU 发出中断请求，再由CPU 转到相应的故障处理程序进行处理；
    3. 实时处理：CPU 能够及时处理应用系统的随机事件，实时性大大增加；

2.1 STM32 的中断

Cortex-M3(CM3)内核MCU 最多支持256个中断，其中包含了16 个内核中断和240个可屏蔽中断，最多具有 256 级的可编程中断设置，根据不同型号单片机，其支持的中断数量不同 ，具体可查看对应芯片的数据手册中的中断向量表：

如：：STM32F1 系列芯片只用了CM3内核的部分资源，共有84个中断，包括16个内核中断和68个可屏蔽中断，具有16级可编程的中断优先级；而STM32F103系列又只有60个可屏蔽中断，如下图：

中断优先级数字越小，对应中断优先级越高；

STM32 外部中断功能实现细分如下图：

下面进行逐一讲解：

2.1 嵌套向量中断控制器 NVIC

NVIC（嵌套向量中断控制器） 控制整个芯片中断的相关功能；

2.1.1 中断优先级分组（中断管理方法）

STM32F1系列芯片通过配置应用中断与复位控制寄存器Application interrupt and reset control register AIRCR[10:8] 来对MCU 的中断优先级分组进行配置，中断优先级分组的作用就是决定把IP bit[7:4]这4个位如何分配给抢占优先级和子优先级 ；

  • 配置中断优先级的功能通过函数NVIC_PriorityGroupConfig() 实现，它定义在源文件misc.c中，其函数定义如下：
c 复制代码 
/**
  * @brief  Configures the priority grouping: pre-emption priority and subpriority.
  * @param  NVIC_PriorityGroup: specifies the priority grouping bits length. 
  *   This parameter can be one of the following values:
  *     @arg NVIC_PriorityGroup_0: 0 bits for pre-emption priority  级别最高
  *                                4 bits for subpriority
  *     @arg NVIC_PriorityGroup_1: 1 bits for pre-emption priority
  *                                3 bits for subpriority
  *     @arg NVIC_PriorityGroup_2: 2 bits for pre-emption priority
  *                                2 bits for subpriority
  *     @arg NVIC_PriorityGroup_3: 3 bits for pre-emption priority
  *                                1 bits for subpriority
  *     @arg NVIC_PriorityGroup_4: 4 bits for pre-emption priority
  *                                0 bits for subpriority
  * @retval None
  */
void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_NVIC_PRIORITY_GROUP(NVIC_PriorityGroup));
  
  /* Set the PRIGROUP[10:8] bits according to NVIC_PriorityGroup value */
  SCB->AIRCR = AIRCR_VECTKEY_MASK | NVIC_PriorityGroup;
}



// 如将MCU 的中断优先级分组配置为组0，即IP bit 第4~ 7位为0 位抢占优先级，4位响应优先级：
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);

中断优先级分组配置应该在MCU 初始化的同时配置好，中途不能对其进行修改，以免造成中断混乱；

  • 抢占优先级和响应优先级的区别 ：
    • 抢占 = 打断别人，高优先级的抢占优先级可以打断正在进行的低抢占优先级中断（值越小说明级越高）；
    • 响应 = 抢占优先级相同的中断，高响应优先级不可以打断低响应优先级的中断；
  • 若需要挂起/解挂中断，查看中断当前激活状态，分别调用相关函数；

应用举例：

  1. 假设MCU 设置中断优先级组为2，然后对以下三个中断进行配置：
  2. 中断4(FLASH中断 )抢占优先级为2，响应优先级为1
  3. 中断5(RCC中断)抢占优先级为3，响应优先级为0
  4. 中断6(EXTIO中断) 抢占优先级为2，响应优先级为0

则，3个中断的优先级顺序为: 中断6>中断4>中断5

2.1.2 NVIC 参数结构体

NVIC的所有需要配置的参数都列举在结构体NVIC_InitTypeDef中，它定义在源文件misc.c中，其结构体如下：

c 复制代码 
/** 
  * @brief  NVIC Init Structure definition  
  */

typedef struct
{
  uint8_t NVIC_IRQChannel;                    /* 中断源 !< Specifies the IRQ channel to be enabled or disabled.
                                                   This parameter can be a value of @ref IRQn_Type 
                                                   (For the complete STM32 Devices IRQ Channels list, please
                                                    refer to stm32f10x.h file) */

  uint8_t NVIC_IRQChannelPreemptionPriority;  /* 抢占优先级 !< Specifies the pre-emption priority for the IRQ channel
                                                   specified in NVIC_IRQChannel. This parameter can be a value
                                                   between 0 and 15 as described in the table @ref NVIC_Priority_Table */

  uint8_t NVIC_IRQChannelSubPriority;         /* 子优先级(响应优先级) !< Specifies the subpriority level for the IRQ channel specified
                                                   in NVIC_IRQChannel. This parameter can be a value
                                                   between 0 and 15 as described in the table @ref NVIC_Priority_Table */

  FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd;         /* 中断源使能 !< Specifies whether the IRQ channel defined in NVIC_IRQChannel
                                                   will be enabled or disabled. 
                                                   This parameter can be set either to ENABLE or DISABLE */   
} NVIC_InitTypeDef;

2.2 外部中断/事件控制器 EXTI

关于EXTI 的代码都在固件库的 stm32f10x_exti.h 和 stm32f10x_exti.c 文件中；

EXTI（External interrupt/event controller - 外部中断/事件控制器）：是 STM32 实现 "外部信号触发硬件响应" 的核心外设，既能触发 CPU 中断（如按键检测、传感器电平变化），也能直接联动其他外设（如触发 ADC 采样、定时器启动），无需 CPU 干预，大幅提升系统效率。

它管理着中断控制器的 20个中断/事件线。每个中断/事件线都对应有一个边沿检测器，可以实现输入信号的上升沿检测和下降沿的检测。 EXTI 可实现对每个中断/事件线进行单独配置，可单独配置为中断或者事件，以及触发事件的属性。

  • EXTI 的功能：
  1. 接收外部信号（GPIO 引脚、部分外设内部信号）；
  2. 按配置的 "触发条件"（上升沿、下降沿、双边沿）检测信号变化；
  3. 输出两种结果：
    • 中断请求：发送到 NVIC（嵌套向量中断控制器），最终触发 CPU 执行中断服务函数（ISR）；
    • 事件请求：直接以事件脉冲方式输出到其他外设（如 ADC、TIM、DMA），触发硬件联动（无 CPU 参与，"零延迟"）；
  • EXTI功能框图 ：其中标黄的 20/ 代表着有20条相同的线路
  • GPIO 与 EXTI_Line 的映射：STM32 的每个 GPIO 都可以作为外部中断的中断输入口，比如STM32F103 的中断控制器支持 19 个外部中断/事件请求。Line 是GPIO 的专用通道，两者实行固定映射规则，即所有 GPIO 端口的 Pin0 都映射到 Line0，Pin1 映射到 Line1，...，Pin15 映射到 Line15；

以STM32F103 的19 个外部中断为例：

  1. 线 0~15：对应外部 GPIO 口的输入中断。
  2. 线 16：连接到 PVD 输出。
  3. 线 17：连接到 RTC 闹钟事件。
  4. 线 18：连接到 USB 唤醒事件。

即stm32f103中外部GPIO 口的输入中断有16条线，但STM32 的GPIO却远远不止16个，其分配方式如下图：

以线 0 为例：它对应了 GPIOA.0、GPIOB.0、GPIOC.0、GPIOD.0、GPIOE.0、GPIOF.0、GPIOG.0 . 而中断线每次只能连接到 1个 GPIO 口上，这就需要通过配置来决定对应的中断线配置到哪个 GPIO 上；

  • 多GPIO 共享Line 的问题 ：同一 Line（如 Line0）可绑定多个 GPIO Pin（如 GPIOA_Pin0、GPIOB_Pin0），但不能同时使能多个 ；若需使用多个 GPIO Pin 触发中断，建议选择不同的 Line（如 GPIOA_Pin0→Line0，GPIOB_Pin1→Line1），或通过 "软件轮询" 在 ISR 中判断是哪个 Pin 触发（需读取 GPIO 电平）；
  • STM32 EXTI 中断向量表 ：

    从上图可知，IO 口外部中断在中断向量表中只分配了7个中断向量也就是只能使用7个中断服务函数；从表中可以看出，外部中断线5~ 9分配一个中断向量，共用一个服务函数；外部中断线10~ 15分配一个中断向量，共用一个中断服务函数；
  • EXTI 的典型应用场景：

  1. 按键检测（中断方式）:传统轮询方式会占用 CPU 资源，用 EXTI 中断可实现 "按键按下时才触发 CPU 处理"，大幅降低功耗；

    • 配置：GPIO 上拉输入（避免悬空误触发），EXTI 下降沿触发（按键按下时电平从高变低），ISR 中添加软件消抖，处理按键逻辑（如切换 LED 状态）。

  2. 传感器数据采集（硬件触发）:如红外传感器、光敏电阻等，当检测到信号变化时（如红外遮挡），通过 EXTI 触发 ADC 采样，无需 CPU 干预；

    • 配置：EXTI 事件模式（EMR 使能），触发 ADC 外部采样，采样完成后通过 DMA 将数据传输到内存，CPU 仅在 DMA 传输完成后读取数据。

  3. 外设联动（无 CPU 干预）:如定时器（TIM）的启动触发：用 EXTI 事件触发 TIM 的计数器启动，实现 "外部信号精准同步"（如电机控制中的位置信号触发 PWM 输出）；

    • 配置：EXTI 事件模式，TIM 的触发源选择 "EXTI 事件"，当 EXTI 检测到触发信号时，TIM 自动启动计数，无需 CPU 发送启动指令。

  4. 低功耗唤醒（STOP 模式唤醒）:STM32 进入 STOP 模式（低功耗模式）后，CPU 停止工作，仅部分外设（如 EXTI）保持运行，可通过 EXTI 中断唤醒 CPU；

    • 配置：选择支持低功耗唤醒的 GPIO Pin（如 PA0），EXTI 配置为上升沿触发，NVIC 使能中断，CPU 进入 STOP 模式后，当 PA0 检测到上升沿，EXTI 触发中断，唤醒 CPU 并恢复运行。

2.3 中断服务函数

中断被成功出发后，代码就会执行中断服务函数中的代码。

每个中断都有其固定的中断服务函数名，只有在这个函数名下编写中断服务函数才是有效的。所有中断服务函数都可在stm32f10x_it.c 的中断向量表中查找。其中EXTI线0到EXTI线4线都是单独的中断函数名、EXTI线5到EXTI线9共用一个中断函数名、EXTI线10线到EXTI线15线共用一个中断函数名。

c 复制代码 
// 例程
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
	if(EXTI_GetITStatus(KEY1_EXTI_LINE)!=RESET) // 读取中断是否执行
	{
		LED1_TOGGLE;   //LED1的亮灭状态反转
	}
	EXTI_ClearITPendingBit(KEY1_EXTI_LINE); //清除中断标志位
}

在 《STM32中文参考手册 V10》 - 第九章的表55 其它STM32F10xxx产品(小容量、中容量和大容量)的向量表中可查看所有的中断通道；

2.4 STM32 中断优先级寄存器配置及其参考代码

STM32 中断优先级配置一共设计以下7个寄存器：

  1. SCB_AIRCR：32 位寄存器，有效位为第8到10位，用于设置5种中断优先级分组；
  2. IP：240个8位寄存器，每个中断使用一个寄存器来确定优先级，每个8位寄存器有效位为第4到7位，用于设置抢占优先级与响应优先级；

如STM32F10x系列一共60个可屏蔽中断，那么它就只使用了IP[59]~IP[0l；

  1. ISER：8个32位寄存器，每个位控制一个中断的使能，写1使能，写0无效；

如STM32F10x系列一共60个可屏蔽中断，所以它只使用了其中的ISER[0]和ISER[1]； ISER[0]的bito~ bit31分别对应中断0~ 31、ISER[1]的bit0~ bit27对应中断32~ 59；

  1. ICER：8个32位寄存器，每个位控制一个中断的失能，写1失能，写0无效；

如STM32F10x系列一共60个可屏蔽中断，所以它只使用了其中的ICER[0]和ICER[1]； ICER[0]的bito~ bit31分别对应中断0~ 31、ICER[1]的bit0~ bit27对应中断32~ 59；

  1. ISPR：8个32位寄存器，每个位控制一个中断的挂起，写1失能，写0无效；

如STM32F10x系列一共60个可屏蔽中断，所以它只使用了其中的ISPR[0]和ISPR[1]； ISPR[0]的bito~ bit31分别对应中断0~ 31、ISPR[1]的bit0~ bit27对应中断32~ 59；

  1. ICPR：8个32位寄存器，每个位控制一个中断的解挂，写1失能，写0无效；

如STM32F10x系列一共60个可屏蔽中断，所以它只使用了其中的ICPR[0]和ICPR[1]； ICPR[0]的bito~ bit31分别对应中断0~ 31、ICPR[1]的bit0~ bit27对应中断32~ 59；

  1. IABR：8个32位寄存器，只读寄存器，每个位指示一个中断的激活状态，读1表示中断正在执行；

如STM32F10x系列一共60个可屏蔽中断，所以它只使用了其中的IABR[0]和IABR[1]； IABR[0]的bito~ bit31分别对应中断0~ 31、IABR[1]的bit0~ bit27对应中断32~ 59；

  • 参考代码：以配置中断5作为外部中断为例，GPIO 口选择PE9：
  1. 输入配置为浮空输入
  2. 若涉及到端口复用问题，还需要打开相应的端口复用时钟
c 复制代码 
void EXTI_Configuration(void) // 配置外部中断/事件
{
	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;  // 定义外部中断参数结构体
	
	GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE,GPIO_PinSource9); // 外部中断线配置，PE9
	
	EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line9; // 外部中断线
	EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; // 外部中断模式
	EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; //下降沿触发
	EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; // 使能外部中断
	EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); //初始化外部中断线参数
}


void NVIC_Configuration(void) // 配置NVIC
{
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;  // 定义中断配置参数结构体
	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);          // 设置中断组为0
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQn;       // 设置中断来源（中断通道） ，外部中断线5
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;  // 设置抢占优先级为 0
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=3;         // 设置子优先级为3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;           // 使能中断
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化NVIC参数
}

void EXTI_init(void) //外部中断初始化
{
	NVIC_Configuration();
	EXTI_Configuration();
}

void EXTI9_5_IRQHandler(void)   // 外部中断5 中断服务函数，记得中断服务函数的函数名是内核规定的，不是自定义的！
{
	if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line9) != RESET) // 注意这里不要写错NVIC的 EXTI9_5_IRQn ！！
	sprintfU4("外部中断5已被触发\r\n");
	EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line9); //清除 LINE9 上的中断标志位
}

2.5 其他：

  1. 基于CORTEX-M3内核的硬件因素，清除中断标志不会马上生效，需要一段时间，如果你的中断服务程序时间很短，就会出现中断重复进入的异常；这种情况，可以在程序中增加去抖动和延时功能；
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