二、外部中断EXTI

中断:在主程序运行过程中,出现了特定的中断触发条件(中断源),使得CPU暂停当前正在运行的程序,转而去处理中断程序,处理完成后又返回原来被暂停的位置继续运行。

1、stm32中断简介

stm32F103有68个可屏蔽中断通道,包含EXTI、TIM、ADC、USART、SPI、I2C、RTC等多个外设。使用NVIC(嵌套中断向量控制器)统一管理中断,每个中断通道都拥有16个可编程的优先等级,可对优先级进行分组,进一步设置抢占优先级和响应优先级。

EXTI0~EXTI4、EXTI9_5和EXTI15_10:即为外部中断,其中后面两个为共用的中断通道,需要在中断函数中根据标志位判断是哪个中断源;

2、NVIC嵌套中断向量控制器

CPU中用于控制分配中断优先级,并根据优先级分配中断的先后执行顺序的模块。分为抢占优先级 (英文前缀pre先占优先级)和响应优先级(英文前缀sub次占优先级)。

抢占优先级是可以产生中断嵌套,在低抢占优先级的中断执行中间先执行抢占优先级高的。

响应优先级是插队,在低响应优先级中断执行前插队,但不能抢占。

NVIC中使用SCB_AIRCR寄存器的四位PRIGRUOP进行分组,分配有多少个抢占优先级,有多少个响应优先级。

然后通过NVIC_IPRx寄存器的7~4位决定每个中断通道的优先级,高n位为抢占优先级,低4-n位为响应优先级。IPRx在库函数中均已经直接按字节帮我们定义好了,直接使用NVIC->IP[通道号]即可。

NVIC的其他寄存器主要是控制中断通道是否使能、是否有中断挂起、设置和清除挂起位等,可以参考手册和例程

3、EXTI外部中断控制器

这部分属于内核外设部分,对于互联型产品,外部中断/事件控制器由20个产生事件/中断请求的边沿检测器组成,对于其它产品,则有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。

事件是指,引脚电平不发生中断,信号不进入CPU,而是触发DAC、DMA等外设,用于外设联合工作。

GPIOA每个引脚需要通过AFIO选通,然后输入到EXTI中;所以PA0、PB0。。。中只能有一个选通,并进入EXTI0中断通道。

EXTI的结构

可见支持上升沿、下降沿、双边沿和软件触发方式。当一个中断来了,会在请求挂起寄存器中对应位置1,然后根据中断屏蔽寄存器来决定是否响应中断。最上面就是外设接口和APB总线,我们可以通过总线访问这些寄存器

4、使用

对射式红外传感器计次

EXTI库

void EXTI_DeInit(void);      // 清除EXTI的配置,恢复成上电默认的状态
void EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct);    // 调用这个函数根据结构体里的参数配置EXTI外设,使用方法和GPIO_Init一样
void EXTI_StructInit(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct);   // 调用这个函数可以把参数传递的结构体变量复制一个默认值
// 前面三个函数,基本所有的外设都有,像是库函数的模板函数一样,基本每个外设都需要这些类型的函数
void EXTI_GenerateSWInterrupt(uint32_t EXTI_Line);  
/*软件触发外部中断的,调用这个函数,参数给一个指定的中断线,就能软件触发一次外部中断 ,如果程序需要用到这个功能的话,可以使用这个函数,如果
只需要外部引脚出啊发中断,那就不需要这个函数了*/
/*如果想在主程序里查看和清除标志位,就用下面两个函数*/
FlagStatus EXTI_GetFlagStatus(uint32_t EXTI_Line); // 获取指定的标志位是否被置1了
void EXTI_ClearFlag(uint32_t EXTI_Line);  // 对置1的标志位进行清除
/*对于这些标志位,有的比较紧急,在置标志位后会触发中断,在中断函数里,如果想查看标志位和清除标志位,就用下面两个函数*/
ITStatus EXTI_GetITStatus(uint32_t EXTI_Line);  // 获取中断标志位是否被置1了
void EXTI_ClearITPendingBit(uint32_t EXTI_Line); // 清除中断挂起标志位
/*上面4个函数也是库函数的模板函数,很多模块都有这四个函数,因为在外设运行过程中,会产生一些状态标志位,比如外部中断来了,
会有一个挂起寄存器置了一下标志位,对于其它外设,比如串口收到数据,会置标志位,定时器时间到,也会置标志位,这些标志位都是放在状态寄存器的
,当程序想要看这些标志位时,就可以用到这四个函数*/

NVIC库

void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup);    // 这个函数是用来中断分组的,参数是中断分组的方式
void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct);  // 根据结构体里面的指定参数初始化NVIC
void NVIC_SetVectorTable(uint32_t NVIC_VectTab, uint32_t Offset);    //设置中断向量表
void NVIC_SystemLPConfig(uint8_t LowPowerMode, FunctionalState NewState);  //系统低功耗配置

代码


uint16_t CountSensor_Count;				//全局变量,用于计数/*** 函    数:计数传感器初始化* 参    数:无* 返 回 值:无*/
void CountSensor_Init(void)
{/*开启时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);		//开启GPIOB的时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);		//开启AFIO的时钟,外部中断必须开启AFIO的时钟/*GPIO初始化*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);						//将PB14引脚初始化为上拉输入/*AFIO选择中断引脚*/GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource14);//将外部中断的14号线映射到GPIOB,即选择PB14为外部中断引脚/*EXTI初始化*/EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;						//定义结构体变量EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line14;					//选择配置外部中断的14号线EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;					//指定外部中断线使能EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;			//指定外部中断线为中断模式EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;		//指定外部中断线为下降沿触发EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);								//将结构体变量交给EXTI_Init,配置EXTI外设/*NVIC中断分组*/NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);				//配置NVIC为分组2//即抢占优先级范围:0~3,响应优先级范围:0~3//此分组配置在整个工程中仅需调用一次//若有多个中断,可以把此代码放在main函数内,while循环之前//若调用多次配置分组的代码,则后执行的配置会覆盖先执行的配置/*NVIC配置*///10~15共用一个中断通道NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;						//定义结构体变量NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;		//选择配置NVIC的EXTI15_10线NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;				//指定NVIC线路使能NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;	//指定NVIC线路的抢占优先级为1NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;			//指定NVIC线路的响应优先级为1NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);								//将结构体变量交给NVIC_Init,配置NVIC外设
}/*** 函    数:获取计数传感器的计数值* 参    数:无* 返 回 值:计数值,范围:0~65535*/
uint16_t CountSensor_Get(void)
{return CountSensor_Count;
}/*** 函    数:EXTI15_10外部中断函数* 参    数:无* 返 回 值:无* 注意事项:此函数为中断函数,无需调用,中断触发后自动执行*           函数名为预留的指定名称,可以从启动文件复制*           请确保函数名正确,不能有任何差异,否则中断函数将不能进入*/
void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line14) == SET)		//判断是否是外部中断14号线触发的中断{/*如果出现数据乱跳的现象,可再次判断引脚电平,以避免抖动*/if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_14) == 0){CountSensor_Count ++;					//计数值自增一次}EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line14);		//清除外部中断14号线的中断标志位//中断标志位必须清除//否则中断将连续不断地触发,导致主程序卡死}
}int main(void)
{OLED_Init();			//OLED初始化CountSensor_Init();		//计数传感器初始化/*显示静态字符串*/OLED_ShowString(1, 1, "Count:");	//1行1列显示字符串Count:while (1){OLED_ShowNum(1, 7, CountSensor_Get(), 5);		//OLED不断刷新显示CountSensor_Get的返回值}
}

OLED代码使用GPIO开漏输出模拟I2C总线,具体代码见江协科技官网。后续学习I2C时再仔细研读

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