2021年12月30日 | STM32F103外部中断实现

中断是单片机中最重要的一个功能了，通过中断可以提高程序的运行效率，可以是单片机及时的响应各种外设的请求。STM32系列单片机的中断主要由嵌套向量中断控制器来管理。

嵌套向量中断控制器特性如下：

68个可屏蔽中断通道(不包含16个Cortex™-M3的中断线)；

16个可编程的优先等级(使用了4位中断优先级)；

低延迟的异常和中断处理；

电源管理控制；

系统控制寄存器的实现；

嵌套向量中断控制器( NVIC ) 和处理器核的接口紧密相连，可以实现低延迟的中断处理和高效地处理晚到的中断。

外部中断/事件控制器由19个能产生事件/中断请求的边沿检测器。每个输入线可以独立地配置输入类型(脉冲或挂起)和对应的触发事件(上升沿或下降沿或者双边沿都触发)。每个输入线都可以独立地被屏蔽。挂起寄存器保持着状态线的中断请求。

EXTI控制器的主要特性如下：

每个中断/事件都有独立的触发和屏蔽

每个中断线都有专用的状态位

支持多达20个软件的中断/事件请求

检测脉冲宽度低于APB2时钟宽度的外部信号。参见数据手册中电气特性部分的相关参数。

中断控制框图如下：

下面用按键口作为中断检测口，来演示一下中断的使用方法。

//KEY0 PC1  KEY1 PC13  WK_UP  PA0

void KEY_Init(void)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_13;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //上拉输入

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //下拉输入

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

}

首先初始化按键所使用的IO口，这里使用了三个按键，其中一个按键默认为低电平，按键按下后为高电平。其余两个按键默认是高电平，按下按键后为低电平。 下面开始初始化中断。

//KEY0 PC1  KEY1 PC13  WK_UP  PA0

void EXTIx_Init(void)

{

    EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    // 1、初始化IO

    KEY_Init(); //按键端口初始化

    // 2、开启AFIO时钟

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); //使能复用功能时钟

    // 3、设置IO口与中断线的映射关系

    GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0); //PA0

    // 4、初始化线上中断，设置触发条件

    EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0; //WK_UP 上升沿

    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;

    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;

    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;

    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

    GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC, GPIO_PinSource1); //PC1

    EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line1; //KEY0 下降沿

    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;

    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;

    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;

    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

    GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC, GPIO_PinSource13);//PC13

    EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line13; //KEY1 上升沿

    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;

    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;

    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;

    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

    // 5、配置中断分组,并使能中断

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x03;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x02;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x01;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

void EXTI0_IRQHandler(void)

{

    if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET)

    {

        delay_ms(10);

        if(WK_UP == 1)

        {

            LED0 = !LED0;

            LED1 = !LED1;

        }

        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);

    }

}

void EXTI1_IRQHandler(void)

{

    if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1) != RESET)

    {

        delay_ms(10);

        if(KEY0 == 1)

        {

            LED0 = !LED0;

        }

        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);

    }

}

void EXTI15_10_IRQHandler(void)

{

    if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line13) != RESET)

    {

        delay_ms(10);

        if(KEY1 == 1)

        {

            LED1 = !LED1;

        }

        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line13);

    }

}

初始化中断时需要设置每个IO口对应的中断线，中断线对应关系如下图：

通过上图可以看出所有的P0口对应的都是中断线0，所有的P1口对应的都是中断线1，依次类推。这里使用的三个按键分别是PC1、PC13、PA0，也就是对应的中断线为中断线1、中断线13、中断线0。

中断线设置完成之后，还需要设置中断分组，也就是设置中断的优先级，当中断同时触发的时候，优先级越高的中断优先处理。

中断线设置好之后，还需要提供中断入口函数，因为中断触发后，系统就会自动跳转到中断入口函数中，执行中断函数的代码。每个中断入口的函数名称都是固定的，不能自己定义。中断函数的入口名称可以在startup_stm32f10x_hs.s文件中查看。

                ; External Interrupts

                DCD     WWDG_IRQHandler            ; Window Watchdog

                DCD     PVD_IRQHandler             ; PVD through EXTI Line detect

                DCD     TAMPER_IRQHandler          ; Tamper

                DCD     RTC_IRQHandler             ; RTC

                DCD     FLASH_IRQHandler           ; Flash

                DCD     RCC_IRQHandler             ; RCC

                DCD     EXTI0_IRQHandler           ; EXTI Line 0

                DCD     EXTI1_IRQHandler           ; EXTI Line 1

                DCD     EXTI2_IRQHandler           ; EXTI Line 2

                DCD     EXTI3_IRQHandler           ; EXTI Line 3

                DCD     EXTI4_IRQHandler           ; EXTI Line 4

                DCD     DMA1_Channel1_IRQHandler   ; DMA1 Channel 1

                DCD     DMA1_Channel2_IRQHandler   ; DMA1 Channel 2

                DCD     DMA1_Channel3_IRQHandler   ; DMA1 Channel 3

                DCD     DMA1_Channel4_IRQHandler   ; DMA1 Channel 4

                DCD     DMA1_Channel5_IRQHandler   ; DMA1 Channel 5

                DCD     DMA1_Channel6_IRQHandler   ; DMA1 Channel 6

                DCD     DMA1_Channel7_IRQHandler   ; DMA1 Channel 7

                DCD     ADC1_2_IRQHandler          ; ADC1 & ADC2

                DCD     USB_HP_CAN1_TX_IRQHandler  ; USB High Priority or CAN1 TX

                DCD     USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler ; USB Low  Priority or CAN1 RX0

                DCD     CAN1_RX1_IRQHandler        ; CAN1 RX1

                DCD     CAN1_SCE_IRQHandler        ; CAN1 SCE

                DCD     EXTI9_5_IRQHandler         ; EXTI Line 9..5

                DCD     TIM1_BRK_IRQHandler        ; TIM1 Break

                DCD     TIM1_UP_IRQHandler         ; TIM1 Update

                DCD     TIM1_TRG_COM_IRQHandler    ; TIM1 Trigger and Commutation

                DCD     TIM1_CC_IRQHandler         ; TIM1 Capture Compare

                DCD     TIM2_IRQHandler            ; TIM2

                DCD     TIM3_IRQHandler            ; TIM3

                DCD     TIM4_IRQHandler            ; TIM4

                DCD     I2C1_EV_IRQHandler         ; I2C1 Event

                DCD     I2C1_ER_IRQHandler         ; I2C1 Error