4.中断&外部中断

观沧海
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嵌入式芯片中可能产生中断的原因（不止这些）：

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1.外部中断（GPIO电平变化产生的中断）

首先我们来了解一下GPIO电平变化产生的中断也叫做外部中断（EXTI）--EXTernal Interrupt

外部中断，就是源于外部产生的中断，STM32芯片的外部也就是这些引脚

目标需求：

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步骤：

1.1创建工程

名字为interrupt,过程略

1.2设置引脚

原理图：

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保存然后生成代码

1.3书写代码

// 红色小灯循环亮灭的代码

HAL_GPIO_WritePin(LED_RED_GPIO_Port,LED_RED_Pin,GPIO_PIN_SET);

HAL_Delay(2000);

HAL_GPIO_WritePin(LED_RED_GPIO_Port,LED_RED_Pin,GPIO_PIN_RESET);

HAL_Delay(2000);

// 轮询方式检测按键并翻转绿色小灯状态，会发现这个其实不起作用，原因就是HAL_Delay(2000)占比时长太高，以至于我们的其他程序有效时间很少

// if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port,KEY1_Pin)==GPIO_PIN_RESET){

// HAL_GPIO_TogglePin(LED_GREEN_GPIO_Port,LED_GREEN_Pin);

// while(HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port,KEY1_Pin)==GPIO_PIN_RESET);

// }

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1.4设置引脚

因为上述问题，我们需要把PB12更改为GPIO_EXTI12，也就是外部中断线12，这个具体概念下一章将会了解

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然后重新设置用户标签

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然后我们详细设置引脚配置

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因此我们选择下降沿触发中断

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1.5中断控制器

NVIC和中断向量的细节，在下一章会谈到，现在只需要知道加上这步操作

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1.6书写代码

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// 翻转绿灯亮灭

HAL_GPIO_TogglePin(LED_GREEN_GPIO_Port,LED_GREEN_Pin);

1.7仿真

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在多次尝试之后发现按键仍没有达到理想的效果，是因为按键抖动本次很难使用电容消除，所以我们需要使用软件进行消除按键抖动

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此时编译运行之后还是有问题的，是因为多个中断的优先级问题，HAL_Delay函数依赖了一个叫做Systyem tick timer（系统滴答）的中断，这个中断可以为其提供1ms的时钟周期，但是他的优先级比我们所触发的优先级高一些，导致不能在我们的中断函数中运行，程序就会卡死，因此我们需要修改优先级：

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修改完成之后重新编译运行就可以成功达到理想的要求了。

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注意，上述的代码只能作为学习案例，在实际的开发中我们是很不推荐这样进行操作的。

上一个视频当中，我们挖了几个坑，包括NVIC EXIT 中断向量以及中断优先级，于是我们来详细了解这些概念。

2.EXTI（外部中断）

首先来到按键的原理图：

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我们来看看PB12这个引脚的内部：

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电流继续移动就会到达下面的图结构，我们将其称之为外部中断/事件控制器：

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而类似这样的结构，在我们使用的STM32F1系列的芯片中共有19个，这19个外部中断控制器共用一套寄存器，图中的连线其实总共有19组，每个外部中断都对应着其中的一组线路，所以也可以将其称之为外部中断线：

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这19个外部中断线的前16个，也就是EXTI0-EXTI15,分别对应其相应的GPIO口

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在接下来的语境中,高电平与1等效，低电平与0等效

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下面这一个配置是接受上升沿触发器和下降沿触发器的，根据配置，决定是否向后输出一个高电平信号：

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如我们在之前的练习中选择了下降沿，那么下降沿接受到的时候就会往后面发送一个高电平

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在我们理解了之后，软件中断事件寄存器也可以暂时忽略不计，接下来请求挂起寄存器将会是一个很重要的点。

它会将接受到信号的对应位置将其置为1，如之前的EXTI12（外部中断线12），就会把寄存器的第12位置为1：

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然后会把这个信号通过与门发送到NVIC（中断控制器），与门的特性是只有两个都为1的时候，结果才为1，因此与门的另一个输入中断屏蔽寄存器，只有对应位置上为1的时候信号才能够进入到NVIC:

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而将中断屏蔽寄存器对应位置设置为1的时候就是我们在CubeMX中将对应引脚设置为中断的时候，就已经帮我们生成对应的代码了。

3.NVIC(嵌套向量中断控制器)

这个东西的主要作用就是掌管这样一张中断向量表：

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中断向量的意思就是指名称指向一个函数，在外部所有的中断函数中只有EXTI0-EXTI4拥有自己的中断向量，此外如上图所示。

当上述我们的电信号继续传递的时候，就会通过中断向量表进行查找到适用于哪个函数，因此之前的步骤之中我们就是适用EXTI15_10_IRQHandler。

需要注意的是，NVIC是一直监控引脚是否产生中断的，当EXTI15_10_IRQHandler结束之后，如果引脚还是处于中断激活状态，就会再次运行EXTI_15_10_Handler。因此，我们有必要在代码之中将引脚中断手动关闭。

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这个函数的作用可以清除请求挂起寄存器。

如果同时发生多个中断，我们就会涉及到中断优先级了。

4.中断优先级

中断优先级可以分为抢占优先级和响应优先级，数字越小优先级越高。

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如果抢占式优先级和响应式优先级相同，这种情况下一般是程序员不会考虑优先级才会写成一样，否则应该优先考虑设置成为不一样的优先级。那么如果真的发生了这种情况，那么系统会按照定义事件的顺序进行执行。

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STM32为每个中断向量准备了4个二进制位来存储中断优先级信息，在CubeMX中我们可以设置任意位数用来表示抢占优先级和响应优先级。默认情况下，4位都是用来设置抢占优先级。这时每个中断向量的抢占优先级都可以设置为0-15。

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