小白学STM32---外部中断

STM32 的 IO 口在第六章有详细介绍，而中断管理分组管理在前面也有详细的阐述。这里
我们将介绍 STM32 外部 IO 口的中断功能，通过中断的功能，达到第八章实验的效果，即：通
过板载的 3 个按键，控制板载的两个 LED 的亮灭以及蜂鸣器的发声。
这章的代码主要分布在固件库的 stm32f10x_exti.h 和 stm32f10x_exti.c 文件中。

1.外部中断概述

外部中断是单片机实时地处理外部事件的一种内部机制。当某种外部事件发生时，单片机的中断系统将迫使CPU暂停正在执行的程序，转而去进行中断事件的处理；中断处理完毕后．又返回被中断的程序处，继续执行下去。

STM32的每个IO都可以作为外部中断输入。

STM32的中断控制器支持19个外部中断/事件请求:

线0~15:对应外部1O口的输入中断。

线16:连接到PVD输出。
线17:连接到RTC闹钟事件
线18:连接到USB唤醒事件

每个外部中断线可以独立的配置触发方式(上升沿，下降沿或者双边沿触发)，触发/屏蔽，专用的状态位。
从上面可以看出，STM32供IO使用的中断线只有16个，但是STM32F10x系列的IO口多达上百个，STM32F103ZET6(112)STM32F103RCT6(51)，那么中断线怎么跟io口对应呢?

STM32 这样设计，GPIO 的管脚 GPIOx.0~GPIOx.15(x=A,B,C,D,E，F,G)分别对应中断线 0~15。这样每个中断线对应了最多 7 个 IO 口

以线 0 为例：它对应了 GPIOA.0、GPIOB.0、GPIOC.0、GPIOD.0、GPIOE.0、GPIOF.0、GPIOG.0。而中断线每次只能连接到 1 个 IO 口上，这样就需要通过配置来决定对应的中断线配置到哪个 GPIO 上了。下面我们看看 GPIO 跟中断线的映射关系图：

IO口外部中断在中断向量表中只分配了7个中断向量，也就是只能使用7个中断服务函数

从表中可以看出，外部中断线5~9分配一个中断向量，共用一个服务函数外部中断线10~15分配一个中断向量，共用一个中断服务函数。

2.外部中断常用函数库

在库函数中，配置 GPIO 与中断线的映射关系的函数 GPIO_EXTILineConfig()来实现的：

void GPIO_EXTILineConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource)

该函数将 GPIO 端口与中断线映射起来，使用范例是：

GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE,GPIO_PinSource2);

将中断线 2 与 GPIOE 映射起来，那么很显然是 GPIOE.2 与 EXTI2 中断线连接了。

设置好中断线映射之后，那么到底来自这个 IO 口的中断是通过什么方式触发的呢？接下来我们就要设置该中断线上中断的初始化参数了。

中断线上中断的初始化是通过函数 EXTI_Init()实现的。

EXTI_Init()函数的定义是：

void EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct);

我们来看看结构体 EXTI_InitTypeDef 的成员变量：

typedef struct
{
uint32_t EXTI_Line;               //指定要配置的中断线，取值范围为EXTI_Line0~EXTI_Line15
EXTIMode_TypeDef EXTI_Mode;       //模式：事件OR中断
EXTITrigger_TypeDef EXTI_Trigger; //触发方式：上升沿/下降沿/双沿触发
FunctionalState EXTI_LineCmd;     //使能OR
}EXTI_InitTypeDef;

下面我们用一个使用范例来说明这个函数的使用：

EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line4;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); //根据 EXTI_InitStruct 中指定的
//参数初始化外设 EXTI 寄存器

上面的例子设置中断线 4 上的中断为下降沿触发。

3.外部中断一般配置过程

4.硬件连接

本实验用到的硬件资源有：
1）指示灯 DS0、DS1

2）蜂鸣器

3） 3 个按键：KEY0、KEY1 和 KEY_UP。
DS0、DS1 以及蜂鸣器和 STM32F1 的连接在上两章都已经分别介绍了，在精英 STM32F103
上的按键 KEY0 连接在 PE4 上、KEY1 连接在 PE3 上、KEY_UP 连接在 PA0 上。如图所示：

这里需要注意的是：KEY0 和 KEY1 是低电平有效的，而 KEY_UP 是高电平有效的，并且
外部都没有上下拉电阻，所以，需要在 STM32F1 内部设置上下拉。

5.软件设计

外部中断exti.c 代码

#include "exti.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "beep.h"//外部中断0服务程序
void EXTIX_Init(void)
{EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;KEY_Init();	 //	按键端口初始化RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);	//使能复用功能时钟//GPIOE.3	  中断线以及中断初始化配置 下降沿触发 //KEY1GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE,GPIO_PinSource3);EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line3;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;	EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);	  	//根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器//GPIOE.4	  中断线以及中断初始化配置  下降沿触发	//KEY0GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE,GPIO_PinSource4);EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line4;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);	  	//根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器//GPIOA.0	  中断线以及中断初始化配置 上升沿触发 PA0  WK_UPGPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource0); EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line0;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);		//根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;			//使能按键WK_UP所在的外部中断通道NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;	//抢占优先级2， NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x03;					//子优先级3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;								//使能外部中断通道NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI3_IRQn;			//使能按键KEY1所在的外部中断通道NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;	//抢占优先级2 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x01;					//子优先级1 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;								//使能外部中断通道NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  	  //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI4_IRQn;			//使能按键KEY0所在的外部中断通道NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;	//抢占优先级2 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x00;					//子优先级0 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;								//使能外部中断通道NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  	  //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器}//外部中断0服务程序 
void EXTI0_IRQHandler(void)
{delay_ms(10);//消抖if(WK_UP==1)	 	 //WK_UP按键{				 BEEP=!BEEP;	}EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); //清除LINE0上的中断标志位  
}//外部中断3服务程序
void EXTI3_IRQHandler(void)
{delay_ms(10);//消抖if(KEY1==0)	 //按键KEY1{				 LED1=!LED1;}		 EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line3);  //清除LINE3上的中断标志位  
}void EXTI4_IRQHandler(void)
{delay_ms(10);//消抖if(KEY0==0)	 //按键KEY0{LED0=!LED0;LED1=!LED1; }		 EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line4);  //清除LINE4上的中断标志位  
}

main()函数

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "exti.h"
#include "beep.h"int main(void){		delay_init();	    	 //延时函数初始化	  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级uart_init(115200);	 //串口初始化为115200LED_Init();		  		//初始化与LED连接的硬件接口 BEEP_Init();		 	//初始化蜂鸣器IOEXTIX_Init();         	//初始化外部中断输入 LED0=0;					//先点亮红灯while(1){	    printf("OK\r\n");	delay_ms(1000);	  }	 
}

代码分析

① 初始化IO口为输入

 KEY_Init();	 //	按键端口初始化

KEY_Init();

#include "stm32f10x.h"
#include "key.h"
#include "sys.h" 
#include "delay.h"//按键初始化函数
void KEY_Init(void) //IO初始化
{ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);//使能PORTA,PORTE时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_3;//KEY0-KEY1GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //设置成上拉输入GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOE4,3//初始化 WK_UP-->GPIOA.0	  下拉输入GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //PA0设置成输入，默认下拉	  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.0}
//按键处理函数
//返回按键值
//mode:0,不支持连续按;1,支持连续按;
//0，没有任何按键按下
//1，KEY0按下
//2，KEY1按下
//3，KEY3按下 WK_UP
//注意此函数有响应优先级,KEY0>KEY1>KEY_UP!!
u8 KEY_Scan(u8 mode)
{	 static u8 key_up=1;//按键按松开标志if(mode)key_up=1;  //支持连按		  if(key_up&&(KEY0==0||KEY1==0||WK_UP==1)){delay_ms(10);//去抖动 key_up=0;if(KEY0==0)return KEY0_PRES;else if(KEY1==0)return KEY1_PRES;else if(WK_UP==1)return WKUP_PRES;}else if(KEY0==1&&KEY1==1&&WK_UP==0)key_up=1; 	    return 0;// 无按键按下
}

②开启IO日复用时钟AFIO

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

④初始化线上中断，设置触发条件等

按键 KEY0 连接在 PE4 上、KEY1 连接在 PE3 上、KEY_UP 连接在 PA0

KEY0 和 KEY1 是低电平有效的，所以配置为上升沿触发；

而 KEY_UP 是高电平有效的，所以配置为下降沿触发

 EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;//GPIOE.3	  中断线以及中断初始化配置 下降沿触发 //KEY1GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE,GPIO_PinSource3);EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line3;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;	EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);	  	//根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器//GPIOE.4	  中断线以及中断初始化配置  下降沿触发	//KEY0GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE,GPIO_PinSource4);EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line4;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);	  	//根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器//GPIOA.0	  中断线以及中断初始化配置 上升沿触发 PA0  WK_UPGPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource0); EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line0;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);		//根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器

⑤配置中断分组(NVIC)，并使能中断

先在mian()函数中设置中断分组

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;//EXTI0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;		//使能按键WK_UP所在的外部中断通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;	//抢占优先级2， 
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x03;			//子优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;					//使能外部中断通道
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //EXTI3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI3_IRQn;		//使能按键KEY1所在的外部中断通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;	//抢占优先级2 
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x01;			//子优先级1 
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;					//使能外部中断通道
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  	  //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器//EXTI4
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI4_IRQn;		//使能按键KEY0所在的外部中断通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;	//抢占优先级2 
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x00;			//子优先级0 
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;					//使能外部中断通道
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  	  //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器

⑤编写中断服务函数 EXTIx_IRQHandler（）

⑥清除中断标志位

需要清除中断标志位，否则无法进行下一次中断操作，这里用到EXTI_ClearITPendingBit() 函数

EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); //清除LINE0上的中断标志位

//外部中断0服务程序 
void EXTI0_IRQHandler(void)
{delay_ms(10);//消抖if(WK_UP==1)	 	 //WK_UP按键{				 BEEP=!BEEP;	}EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); //清除LINE0上的中断标志位  
}//外部中断3服务程序
void EXTI3_IRQHandler(void)
{delay_ms(10);//消抖if(KEY1==0)	 //按键KEY1{				 LED1=!LED1;}		 EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line3);  //清除LINE3上的中断标志位  
}//外部中断4服务程序
void EXTI4_IRQHandler(void)
{delay_ms(10);//消抖if(KEY0==0)	 //按键KEY0{LED0=!LED0;LED1=!LED1; }		 EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line4);  //清除LINE4上的中断标志位  
}