STM32之中断 - 技术栈

1. 中断的基本概念

• 中断 - 是单片机应对突发事件的一种方式。如图:

• 常规程序在遇到突发事件(中断)的时候，就会打断当前正在执行的程序，转而去执行相应的中断响应程序，直到执行完之后，再回到常规程序被打断的位置(中断点)，继续执行常规程序。

2. 中断编程的举例，为什么要有中断？

• 假设有一个闪灯的程序和一个接收串口接收数据的程序，如图:

• 然后我们把这两个程序合并在main函数中，如图:

• 根据串口的框图

• 得出，在while中的程序的执行是从上而下执行的，而闪灯操作执行假设需要200ms，假如串口的波特率是设置为115200，1位起始位，8位数据位，1位停止位，得出每秒可以传输11520个字节，也就是说一个字节传输大概要0.1ms，也就是说这个程序的弊端就是来不及接收串口的数据，下一个数据就会覆盖上一个数据。

• 如何解决?

• 使用的是中断，在串口中有许多标志位，而这些标志(例如RXNE)是可以设置为可以中断产生的。

• 如果有数据来就会打断当前的闪灯程序，去执行相应的中断服务程序去接收数据。

•

3. 中断的优先级

3.1 中断优先级的概念

• 中断优先级 - 用数字表示中断的紧急程度

• 如图，一个是中断排队和一个是中断嵌套。

• 就算是先来的也可能被抢占。

3.2 中断优先级的表示方法

• 如图，这是中断结构的框图

• 中断基本是由片上外设产生的，基本每个片上外设都会有一个中断。

• NVIC:是通过优先级来管理中断 的，根据优先级决定让cpu执行那个中断，cpu在从中断向量表中找到对应的中断响应函数来执行。

3.2.1 放大NVIC，如图:

• 可知在NVIC里面，会对每个中断进行分组，抢占优先级是设置多少，子优先级是设置多少。注:值越低，优先级就越高。

• 中断可以设置这5个分组中的一个。常用是分组2。

3.3 抢占优先级与中断嵌套

• 中断嵌套 - 更高优先级的中断可以打断正在执行的中断(优先级低的)。如图:

• 中断嵌套的条件 - 新的中断的抢占优先级比原来中断的抢占优先级更高。

• 例子，如图:

3.4 子占优先级与中断排队

• 中断排队 - 优先级相仿(抢占优先级相仿)，等待前一个中断执行完之后才处理新的中断。

• 例子，如图:

3.5 例子，如图:

• 解析:

• 由于常规程序在执行的过程遇到了一个中断，所以这个中断会打断常规程序，转而去执行对应的中断响应函数，在执行函数的过程，又有一个中断触发，但是这个中断的抢占式优先级和当前的中断时一样的，所以新的中断不会抢占原来的中断，而是等待原来的中断执行完成后，再执行这个新的中断。但是再执行2中断的过程又触发4个中断，如上图，这四个新的中断只有5的抢占优先级比原来的2中断的抢占优先级高，所以当前的中断被5中断抢占，从而执行相应的中断响应函数。执行完之后，根据子优先级进行排队执行。

4. 实战

• 一些编程接口的介绍，如图:

• 这是配置NVIC，NVIC是管理中断，可以设置中断的使能，分组还有分组中的优先级。

• 设置分组，一般放在main的开头。

• 这是配置USART的中断，配置中断的触发的条件。

5. 代码

复制代码

#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"

uint32_t blinkTime = 1000;

void LED_Init();
void My_USART_Init();


int main(void)
{
    //设置中断分组
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
    LED_Init();
    My_USART_Init();
	while(1)
	{
        GPIO_WriteBit(GPIOC,GPIO_Pin_13,Bit_RESET);
        Delay(blinkTime);
        
        GPIO_WriteBit(GPIOC,GPIO_Pin_13,Bit_SET);
        Delay(blinkTime);
	}
}

void USART1_IRQHandler(){//中断响应函数
    
    if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE) == SET){//先判断是什么类型的中断
        uint8_t byte = USART_ReceiveData(USART1);
        if(byte == '0')
            blinkTime = 1000;
        else if(byte == '1')
            blinkTime = 200;
        else if(byte == '2')
            blinkTime = 50;
      USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_RXNE);
    }
}

void My_USART_Init(){
    //1.初始化GPIO
    GPIO_InitTypeDef gpio_initStruct = {0};
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
    
    //tx PA9
    //GPIO_InitTypeDef gpio_initStruct = {0};
    gpio_initStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    gpio_initStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    gpio_initStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
    GPIO_Init(GPIOA,&gpio_initStruct);
    //tx PA10
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
    gpio_initStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
    gpio_initStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_Init(GPIOA,&gpio_initStruct);
    
    //2.初始化USART
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);
    
    USART_InitTypeDef usart_initStruct = {0};
    
    usart_initStruct.USART_BaudRate = 115200;
    usart_initStruct.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
    usart_initStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;
    usart_initStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    usart_initStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    
    USART_Init(USART1,&usart_initStruct);
    
    //4.使能USART
    USART_Cmd(USART1,ENABLE);
    
    //5.配置USART中断
    USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);
    
    //6.初始化NVIC
    
    NVIC_InitTypeDef nvic_initStruct = {0};
    
    nvic_initStruct.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
    nvic_initStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    nvic_initStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    nvic_initStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    
    NVIC_Init(&nvic_initStruct);
    
    
}

void LED_Init(){
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);
    
    GPIO_InitTypeDef gpio_initStruct = {0};
    
    gpio_initStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;
    gpio_initStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
    gpio_initStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
    
    GPIO_Init(GPIOC,&gpio_initStruct);
}