代码收藏家技术教程 2023-02-10

STM32中断详解与使用指南

一、中断介绍
1、中断概念
》》CPU执行程序时，由于发生了某种随机的事件（外部或内部），引起CPU暂时中断正在运行的程序，转去执行一段特殊的服务程序（中断服务子程序或中断处理程序），以处理该事件，该事件处理完后又返回被中断的程序继续执行，这一过程称为中断。引发中断的事件称为中断源。比如：看电视时突然门铃响，那么门铃响就相当于中断源，有些中断还能够被其它高优先级的中断所中断，那么这种情况又叫做中断的嵌套。
》》 STM32F10x芯片有84个中断通道，包括16个内核中断和68个可屏蔽中断，这些中断通道已按照不同优先级顺序固定分配给相应的外部设备。可以参考《STM32F10x中文参考手册》-9 中断和事件章节。
2、NVIC介绍
》》NVIC英文全称是Nested Vectored Interrupt Controller，中文意思就是嵌套向量中断控制器，它属于M3内核的一个外设，控制着芯片的中断相关功能。由于ARM给NVIC预留了非常多的功能，但对于使用M3内核设计芯片的公司可能就不需要这么多功能，于是就需要在NVIC上裁剪。ST公司的STM32F103芯片内部中断数量就是NVIC裁剪后的结果。
》》中断控制相关寄存器在固件库core_cm3.h文件NVIC结构体内。可打开任意库函数工程即可查看到。
3、中断优先级
》》STM32F103芯片支持60个可屏蔽中断通道，每个中断通道都具备自己的中断优先级控制字节（8位，但是STM32F103中只使用4位，高4位有效），用于表达优先级的高4位又被分为组成抢占式优先级和响应式优先级，通常也把响应优先级称为“亚优先级”或“副优先级”，每个中断源都需要被指定这两种优先级。
》》高抢占式优先级的中断事件会打断当前的主程序或中断程序运行，俗称中断嵌套。在抢占式优先级相同的情况下，高响应优先级的中断优先被响应。
》》当两个中断源的抢占式优先级相同时，这两个中断将没有嵌套关系，当一个中断到来后，如果正在处理另一个中断，这个后到来的中断就要等待前一个中断处理完之后才能被处理。如果这两个中断同时到达，则中断控制器根据他们的响应优先级高低来决定先处理哪一个；如果他们的抢占式优先级和响应优先级都相等，则根据他们在中断表中的排位顺序决定先处理哪一个。
》》STM32F103中指定中断优先级的寄存器位有4位，这4位的分组方式如下：（4个优先级描述位可以有5中组合方式）

设置优先级分组可调用库函数NVIC_PriorityGroupConfig（），在misc.c中可以查看。
二、中断配置步骤
》》要使用中断我们就需要先配置它，通常都需经过这几步：
1、使能外设某个中断
2、使能中断优先级分组（NVIC_PriorityGroupConfig（）），然后初始化NVIC_InitTypeDef结构体
typedef struct
{
uint8_t NVIC_IRQChannel；//中断源
uint8_t NVIC_IRQChannelPreemptionPriority；//抢占优先级
uint8_t NVIC_IRQChannelSubPriority；//响应优先级
FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd；//中断使能（ENABLE）或失能（DISABLE）
} NVIC_InitTypeDef；
3、编写中断服务函数

三、外部中断介绍
1、EXTI简介
》》STM32F10x外部中断/事件控制器（EXTI）包含多达20个用于产生事件/中断请求的边沿检测器。EXTI的每根输入线都可单独进行配置，以选择类型（中断或事件）和相应的触发事件（上升沿触发、下降沿触发或边沿触发），还可独立地被屏蔽。
外部中断/事件控制器框图如下：

它总共有两条路，一条是：1-2-3-4-5，用来产生中断；另一条是：1-2-3-6-7-8，用来产生事件
2、外部中断/事件线映射
STM32F10x的EXTI具有20个中断/事件线，如下：

3、外部中断配置步骤
》》要使用外部中断我们就需要先配置它，通常都需经过这几步：（EXTI相关库函数在stm32f10x_exti.c和stm32f10x_exti.h文件中）
（1）使能IO口时钟，配置IO口模式为输入
（2）开启AFIO时钟，设置IO口与中断线的映射关系（将GPIO端口映射到EXTI中断线上）
RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE）;
void GPIO_EXTILineConfig（uint8_t GPIO_PortSource,uint8_t GPIO_PinSource）;
GPIO_EXTILineConfig（GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource）；
（3）配置中断分组（NVIC），使能中断
（4）初始化EXTI，选择出发方式
void EXTI_Init（EXTI_InitTypeDef * EXTI_InitStruct）；
typedef struct
{
uint32_t EXTI_Line； //中断/事件线
EXTIMode_TypeDef EXTI_Mode；//EXTI模式
EXTITrigger_TypeDef EXTI_Trigger；//EXTI出发方式
FunctionalState EXTI_LineCmd；//中断线使能或失能
}
（5）编写EXTI中断服务函数
EXTI0_IRQHandler
EXTI1_IRQHandler
EXTI2_IRQHandler
EXTI3_IRQHandler
EXTI4_IRQHandler
EXTI9_5_IRQHandler（中断线5-9的写法）
EXTI15_10_IRQHandler（中断线10-15的写法）