STM32外部中断:精彩解析

目录

前言

一、外部中断是什么?

二、STM32外部中断概述

1. STM32的外部中断线

2. 外部中断线与IO引脚对应关系      

3. 中断向量与服务函数

三、STM32外部中断库函数配置

1. 常用库函数

2. 库函数配置一般步骤

总结


 

前言

本章讲解STM32的另一个重要的外设资源——外部中断;在前面已经讲过了NVIC中断优先级管理,相信大家对STM32的中断系统有了初步的了解,知道了如何给每一个内部的中断设置顺序,然而只有内部外设的中断信号还不够,有时候我们要监视外部的数据信号变化,这就需要外部中断了。


一、外部中断是什么?

首先我们要理解什么是中断。

想象一个场景:你在家里看书学习,这时候突然来电话了。你的做法是停止学习去接电话,电话打完再放下电话继续学习。这一个过程就体现了中断的思想。我们抽象一下,把自己想象成一个单片机系统,看书就是正在执行的主任务,如果没有外界干扰,这个系统会一直执行当前的主任务。而当外部有改变(电话响了)的时候,系统会第一时间响应,从主任务跳转到这个紧急任务中,这个突发的事件就是(外部)中断,而系统处理的紧急任务则是中断处理函数。当紧急任务(接电话)完毕之后,系统又会回到最初的主任务中。

这就是MCU的外部中断过程。

二、STM32外部中断概述

1. STM32的外部中断线

  • STM32的每个IO都可以作为外部中断输入。
  • STM32的中断控制器支持19个外部中断/事件请求:
  • 线0~15:对应外部IO口的输入中断。

    线16:连接到PVD输出。

    线17:连接到RTC闹钟事件。

    线18:连接到USB唤醒事件。

    每个外部中断线可以独立的配置触发方式(上升沿,下降沿或者双边沿触发),触发/屏蔽,专用的状态位。

    2. 外部中断线与IO引脚对应关系      

            这时候想必读者可能要问了,STM32供IO使用的中断线只有16个,但是STM32F10x系列的IO口多达上百个,STM32F103ZET6(112),STM32F103RCT6(51),那么中断线怎么跟IO口对应上呢?下图就是STM32的外部中断线和IO口的对应关系:

             对于每个中断线,我们可以设置相应的触发方式(上升沿触发,下降沿触发,边沿触发)以及使能。

    3. 中断向量与服务函数

    是不是16个中断线就可以分配16个中断服务函数呢?

    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。

    下面是中断服务函数列表:

     

    EXTI0_IRQHandler          

    EXTI1_IRQHandler

    EXTI2_IRQHandler          

    EXTI3_IRQHandler          

    EXTI4_IRQHandler          

    EXTI9_5_IRQHandler        

    EXTI15_10_IRQHandler      

    三、STM32外部中断库函数配置

    1. 常用库函数

    ①void GPIO_EXTILineConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource);

       //设置IO口与中断线的映射关系

       exp:  GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE,GPIO_PinSource2);

    ②void EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct);

     //初始化中断线:触发方式等

    ③ITStatus EXTI_GetITStatus(uint32_t EXTI_Line);

    //判断中断线中断状态,是否发生

    ④void EXTI_ClearITPendingBit(uint32_t EXTI_Line);

    //清除中断线上的中断标志位

    以上这四个函数是配置外部中断常用的库函数,第一个函数很好理解,就是配置IO口与中断线的映射关系的。我们重点讲解第二个函数:

    EXTI_Init函数:
    void EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct)

    其结构体成员变量如下:

    typedef struct
    {
      uint32_t EXTI_Line;   //指定要配置的中断线           
      EXTIMode_TypeDef EXTI_Mode;   //模式:事件 OR中断
      EXTITrigger_TypeDef EXTI_Trigger;//触发方式:上升沿/下降沿/双沿触发
      FunctionalState EXTI_LineCmd;  //使能 OR失能
    }EXTI_InitTypeDef;
    
    //实例:
    // EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line2;	 
    // EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;	
    // EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
    // EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    // EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

    可见由四部分组成,分别是中短线、中断模式(事件或者中断)、触发方式(上升沿、下降沿或者双边沿触发)以及使能位。
     

    2. 库函数配置一般步骤

    ①初始化IO口为输入。

           GPIO_Init();

    ②开启IO口复用时钟。

           RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);

    ③设置IO口与中断线的映射关系。

            void GPIO_EXTILineConfig();

    ④初始化线上中断,设置触发条件等。

           EXTI_Init();

    ⑤配置中断分组(NVIC),并使能中断。

           NVIC_Init();

    ⑥编写中断服务函数。

          EXTIx_IRQHandler();

    ⑦清除中断标志位

          EXTI_ClearITPendingBit();

    下面是配置外部中断的代码,其实现的功能是通过STM32单片机的外部中断0来捕获按键的电平变化,使按键按下时LED灯反转,按键和LED的源文件在前面的GPIO那一章有讲解。

    //exti.c源文件
    #include "exti.h"
    #include "led.h"
    #include "key.h"
    #include "delay.h"
    
    //外部中断0服务程序
    void EXTIX_Init(void)
    {
    	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;
    	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
    	
      KEY_Init();
    	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
    	
    	GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE,GPIO_PinSource4);
    	
    	EXTI_InitStruct.EXTI_Line=EXTI_Line4;
    	EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd=ENABLE;
    	EXTI_InitStruct.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;
    	EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;
    	
    	EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
    	
    	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=EXTI4_IRQn;
    	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd =ENABLE;
    	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =2;
    	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority =2;
    	
    	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
    }
    void EXTI4_IRQHandler(void)
    {
    	delay_ms(10);
    	if(KEY0){
    		LED0=!LED0;
    		LED1=!LED1;
    	}
    	EXTI_ClearFlag(EXTI_Line4);
    }
    
    //exti.h头文件
    
    #ifndef __EXTI_H
    #define __EXIT_H	 
    #include "sys.h"
     
    void EXTIX_Init(void);//外部中断初始化		 					    
    #endif
    
    
    //main.c源文件
    
    #include "led.h"
    #include "delay.h"
    #include "key.h"
    #include "sys.h"
    #include "usart.h"
    #include "exti.h"
    
     int main(void)
     {		
      int i=0;
    	delay_init();	    	 //延时函数初始化	  
    	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级,2位响应优先级
    	uart_init(115200);	 //串口初始化为115200
     	LED_Init();		  		//初始化与LED连接的硬件接口
    	KEY_Init();         	//初始化与按键连接的硬件接口
    	EXTIX_Init();		 	//外部中断初始化
    	LED0=0;					//点亮LED0
    	while(1)
    	{	    
    		printf("%d\r\n",i);	
    		delay_ms(5000);	
        i++;		
    	}
     }
    
     
     

     


    总结

    本章讲解的是STM32的外部中断,通过外部中断的原理、STM32外部中断概述以及外部中断库函数配置流程来详细讲述了STM32的外部中断这一外设,希望读者能够认真学习。

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