STM32F103外部中断实现

当时只道是寻常_
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  本文已参与 「掘力星计划」 ，赢取创作大礼包，挑战创作激励金。

  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： image.png

  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：

image.png

  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
                DCD     I2C2_EV_IRQHandler         ; I2C2 Event
                DCD     I2C2_ER_IRQHandler         ; I2C2 Error
                DCD     SPI1_IRQHandler            ; SPI1
                DCD     SPI2_IRQHandler            ; SPI2
                DCD     USART1_IRQHandler          ; USART1
                DCD     USART2_IRQHandler          ; USART2
                DCD     USART3_IRQHandler          ; USART3
                DCD     EXTI15_10_IRQHandler       ; EXTI Line 15..10
                DCD     RTCAlarm_IRQHandler        ; RTC Alarm through EXTI Line
                DCD     USBWakeUp_IRQHandler       ; USB Wakeup from suspend
                DCD     TIM8_BRK_IRQHandler        ; TIM8 Break
                DCD     TIM8_UP_IRQHandler         ; TIM8 Update
                DCD     TIM8_TRG_COM_IRQHandler    ; TIM8 Trigger and Commutation
                DCD     TIM8_CC_IRQHandler         ; TIM8 Capture Compare
                DCD     ADC3_IRQHandler            ; ADC3
                DCD     FSMC_IRQHandler            ; FSMC
                DCD     SDIO_IRQHandler            ; SDIO
                DCD     TIM5_IRQHandler            ; TIM5
                DCD     SPI3_IRQHandler            ; SPI3
                DCD     UART4_IRQHandler           ; UART4
                DCD     UART5_IRQHandler           ; UART5
                DCD     TIM6_IRQHandler            ; TIM6
                DCD     TIM7_IRQHandler            ; TIM7
                DCD     DMA2_Channel1_IRQHandler   ; DMA2 Channel1
                DCD     DMA2_Channel2_IRQHandler   ; DMA2 Channel2
                DCD     DMA2_Channel3_IRQHandler   ; DMA2 Channel3
                DCD     DMA2_Channel4_5_IRQHandler ; DMA2 Channel4 & Channel5

这里的中断向量表中列出了所有中断函数入口名称。

当按键按下后，程序就会跳转到中断函数中去，在中断函数中通过LED灯来指示不同按键按下的效果。

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