STM32对于中断的简单理解

🧠 什么是中断？（生活化比喻）

想象一下，你正在家里专心看书（这代表单片机的主程序 main 函数在正常运行）。

突然，电话响了（这就是一个"中断信号"）。你不得不停下书本，去接电话（执行"中断服务函数"），和对方聊完后挂断电话，然后你回到刚才看的地方继续看书（返回主程序继续执行）。

这就是中断的核心逻辑：打断 -> 处理 -> 返回。

如果不使用中断，你就得每隔几秒钟放下书本去检查一下电话有没有响（这叫"轮询"）。这样效率极低，而且你根本看不进去书。而中断让单片机具备了"一心二用"的能力。

⚙️ STM32 中断系统的三大核心组件

在 STM32 内部，处理中断主要靠三个部分协作：

中断源 (Source)：谁在捣乱？
- 比如按键被按下、定时器时间到了、串口收到了数据。
EXTI (External Interrupt/Event Controller)：外部中断控制器
- 相当于家里的"分机线"。如果你有多个电话（比如客厅电话 PA0、卧室电话 PB0），EXTI 负责把它们接到同一条主线路上。
NVIC (Nested Vectored Interrupt Controller)：嵌套向量中断控制器
- 相当于你的"优先级处理大脑"。如果电话响了（高优先级），你必须立刻停下看书；如果门铃也响了（低优先级），你得等打完电话再去开门。

💻 手把手实战案例：按键控制 LED（标准库版）

我们来写一个简单的代码，实现：主程序让 LED 闪烁，同时随时响应按键按下，一旦按下 LED 状态翻转。

第一步：配置步骤（思维导图）

初始化外设：初始化 LED 引脚（输出）、按键引脚（输入）。
配置 EXTI：告诉单片机"我要监控这个按键引脚的变化"。
配置 NVIC：给这个中断分配一个优先级。
编写中断服务函数：写好"接电话"时要做的事。

第二步：代码实现

复制代码

include "stm32f10x.h"

// 1. 定义 LED 和按键的 GPIO
define LED_PIN GPIO_Pin_5
define LED_PORT GPIOA
define KEY_PIN GPIO_Pin_0
define KEY_PORT GPIOA

void GPIO_Config(void);
void EXTI0_Config(void);

int main(void)
{
    // 初始化硬件
    GPIO_Config();
    EXTI0_Config();

    while (1)
    {
        // 主程序：LED 慢闪，模拟在做其他工作
        GPIO_SetBits(LED_PORT, LED_PIN);    // 灯灭
        Delay(0x0FFFFF);                    // 延时
        GPIO_ResetBits(LED_PORT, LED_PIN);  // 灯亮
        Delay(0x0FFFFF);                    // 延时
        // 如果没有中断，按键必须在这里才能被检测到，响应很慢！
    }
}

// 2. 配置 GPIO
void GPIO_Config(void)
{
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
    // 配置 LED 为推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(LED_PORT, &GPIO_InitStructure);

    // 配置按键为上拉输入
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 上拉输入
    GPIO_Init(KEY_PORT, &GPIO_InitStructure);
}

// 3. 配置外部中断
void EXTI0_Config(void)
{
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

    // 连接 EXTI Line0 到 PA0 引脚
    GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);

    EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;           // 监控第 0 号线路
    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;   // 中断模式
    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; // 下降沿触发（按键按下通常是从高变低）
    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

    // 4. 配置 NVIC 优先级
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1); // 设置优先级分组

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;            // 选择中断通道
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;   // 抢占优先级最高
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;          // 子优先级
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

// 5. 中断服务函数 (ISR) - 这就是"接电话"的过程
// 注意：函数名是固定的，必须这么写，由启动文件定义
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
    // 1. 必须先判断是不是这个中断发生的（防止误判）
    if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET)
    {
        // 2. 在这里写你的处理逻辑
        // 比如：翻转 LED 状态
        GPIO_WriteBit(LED_PORT, LED_PIN, 
                      (BitAction)(1 - GPIO_ReadOutputDataBit(LED_PORT, LED_PIN)));
        
        // 3. 清除中断标志位 (非常重要！如果不清理，CPU 会认为还在响铃，一直进中断)
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
    }
}

// 简单的延时函数
void Delay(__IO uint32_t nCount)
{
    for(; nCount != 0; nCount--);
}

🔍 代码关键点分析

下降沿触发 (EXTI_Trigger_Falling)
- 按键未按下时是高电平，按下瞬间变成低电平。这个从"高"到"低"的变化叫下降沿。我们只在这个瞬间触发一次中断，避免按住不放导致反复触发多次。
清除标志位 (EXTI_ClearITPendingBit)
- 这是新手最容易忘记的一步！就像电话挂断后，电话机上的红灯必须熄灭。如果不手动清除，单片机会以为电话还在响，从而卡死在中断里出不来。
NVIC 优先级
- 如果你有多个中断（比如同时有按键和定时器），优先级高的会先处理。STM32 支持中断嵌套（高优先级打断低优先级）。

📌 总结

轮询 (Polling)：主动去查，"按键按了吗？按了吗？" ------ 效率低，实时性差。
中断 (Interrupt)：被动通知，"叮咚！按键按了！" ------ 效率高，实时性强。